Como fazer um modelo de cálculo de impedância de PCB

Utilizar um diagrama de Smith

O gráfico de Smith é uma ferramenta útil quando se pretende determinar a impedância de um circuito. É uma representação visual da resistência complexa versus frequência de um circuito elétrico. Também mostra o locus da impedância versus frequência, que é necessário para a análise de estabilidade e para evitar oscilações. Muitos PCs têm a capacidade de apresentar valores de impedância numericamente, mas o gráfico de Smith ajuda-o a visualizar as possibilidades.

O gráfico de Smith pode ser utilizado para avaliar o percurso do sinal entre os contactos de uma placa de circuito impresso e um dispositivo eletrónico. Este dispositivo pode ser um CI, um transístor ou um componente passivo. Também pode conter um circuito interno. Utilizando esta tabela, é possível determinar a impedância de uma placa de circuito e utilizá-la para conceber um circuito elétrico.

O gráfico de Smith pode ser usado para identificar os diferentes tipos de modelos de impedância encontrados no projeto de placas de circuito impresso. Ele tem três formas: limitada, não limitada e invertida. Um ponto no centro de um gráfico de Smith representa um modelo de impedância não limitado, enquanto um ponto no círculo externo representa um modelo de impedância invertido.

Ao utilizar um gráfico de Smith para calcular a impedância, pode facilmente fazer corresponder as impedâncias de origem e de destino. Em seguida, é possível calcular o tamanho da rede de casamento. O tamanho da rede correspondente depende da quantidade de deslocamento necessária entre a impedância de origem e a de destino. Além disso, os valores L e C em série e em paralelo deslocam um ponto ao longo das curvas de resistência e reactância constantes. Se a resistência diminuir, é possível adicionar mais valores de R ao final da linha.

Utilizar um solucionador de campos 3D

O cálculo da impedância da placa de circuito impresso é um passo necessário durante o processo de conceção da placa de circuito impresso. Envolve o cálculo da linha de transmissão ou da impedância do traço na PCB com base na configuração do projeto. Se a placa de circuito impresso for complexa ou contiver várias camadas, a utilização de um solucionador de campo 3D pode produzir o cálculo de impedância mais exato.

Os modelos de cálculo da impedância assumem normalmente que a secção transversal é retangular e que a corrente é perfeitamente devolvida. No entanto, as secções transversais reais podem ser poligonais e podem mesmo atravessar espaços na camada de referência. Isto pode causar distorções significativas nos sinais, especialmente em redes de alta velocidade.

O solucionador suporta dois tipos de portas: portas onduladas e portas concentradas. Em ambos os casos, é necessário definir explicitamente o tipo de porta que se pretende utilizar. É possível especificar um plano para a porta de onda usando a geometria ou defini-lo manualmente usando o tipo Wave Custom Size.

A maioria dos solucionadores de campo 3D gera modelos comportamentais de parâmetros S. Esses modelos são uma representação esquemática simplificada do dispositivo real. Como tal, eles exigem muitas iterações. Por exemplo, é possível criar uma simulação com vários modelos de circuito e comparar seus resultados.

Os cálculos de impedância de PCB são essenciais para o projeto de PCB. É importante modelar a impedância regulada da sua placa de circuito impresso, para que possa evitar incompatibilidades de impedância. Além disso, é importante trabalhar em estreita colaboração com o fabricante da placa de circuito impresso. O seu fabricante de PCB pode ter um departamento CAM dedicado que pode fornecer indicações adequadas para resolver questões de design relacionadas com a impedância. No entanto, é importante não entregar completamente o controlo das questões de impedância a uma entidade externa.