Stripline vs Microstrip: comprendere le loro differenze e le loro linee guida di routing PCB

La prima volta che ho sentito una presentazione sulle tecniche di progettazione ad alta velocità, è andato dritto sopra la mia testa. Poiché questo era all’inizio della mia carriera come designer, sono sicuro che è stata la mia inesperienza a causare la confusione. L’intero concetto di stripline e microstrip routing non aveva alcun senso per me e ho pensato che l’istruttore stava parlando di un tipo completamente diverso di PCB che non avevo familiarità con. Fortunatamente, la mia confusione è stata rapidamente raddrizzata quando ho appreso che non è il PCB stesso che è considerato stripline o microstrip. Invece, stripline e microstrip sono diversi metodi di instradamento linee di trasmissione ad alta velocità su un PCB.

Comprendere stripline e microstrip può essere difficile. Quindi, se siete nuovi alla progettazione PCB o se siete alla ricerca di un aggiornamento sul tema, questa recensione di base è per voi.

Comprensione Stripline e Microstrip.

Stripline e microstrip sono metodi di instradamento delle linee di trasmissione ad alta velocità sul PCB. Stripline è una traccia di linea di trasmissione circondata da materiale dielettrico sospeso tra due piani di massa su strati interni di un PCB. Microstrip routing è una linea di trasmissione traccia instradato su uno strato esterno della scheda. Per questo motivo, è separato da un singolo piano di massa da un materiale dielettrico.

Con la linea di trasmissione sullo strato superficiale della scheda, il routing microstrip ha caratteristiche di segnale migliori rispetto alla stripline. La fabbricazione del bordo è inoltre meno costosa con microstrip poiché la struttura di strato di un piano e di uno strato del segnale rende il processo di fabbricazione più semplice. La stripline può essere più complessa da produrre perché richiede più livelli per supportare la traccia incorporata tra due piani di massa. Tuttavia, la larghezza di una traccia di impedenza controllata in stripline è inferiore a una traccia di impedenza in microstrip dello stesso valore. Questo è a causa del secondo piano di terra. Queste larghezze di traccia più piccole consentono una maggiore densità del circuito, che a sua volta consente un design più compatto. Il routing interno dello strato di stripline riduce anche l’EMI e fornisce una migliore protezione dai pericoli.

Stripline e microstrip hanno diversi vantaggi. La cui decisione è il metodo migliore dovrebbe essere basata sulle esigenze del design. In un design denso ad alta velocità, una miscela di entrambi i metodi su una scheda multistrato viene spesso utilizzata per raggiungere gli obiettivi di progettazione.

Inoltre, è estremamente importante mantenere l’impedenza controllata attraverso il progetto quando si instradano le linee di trasmissione su un progetto ad alta velocità. Lo strato del PCB su cui viene instradata la linea di trasmissione, le caratteristiche fisiche della traccia della linea di trasmissione e le caratteristiche del dielettrico devono essere calcolate insieme per fornire i valori di impedenza corretti per il circuito. Ci sono molti diversi calcolatori di impedenza con diversi modelli di stripline e microstrip che sono disponibili per fare questi calcoli.

Alcuni esempi di stripline e microstrip routing.

ESEMPI DI ROUTING STRIPLINE E MICROSTRIP

Di seguito sono riportati alcuni esempi di tecniche di routing stripline e microstrip e come alcune delle loro caratteristiche influenzano i loro calcoli di impedenza:

  1. Microstrip. Le linee di trasmissione che vengono instradate sugli strati esterni sono considerate microstrip. Il modello per questi è basato sullo spessore e sulla larghezza della traccia e sull’altezza del substrato e sul tipo dielettrico.
  2. Microstrip accoppiato a bordo. Questa tecnica viene utilizzata per il routing di coppie differenziali. È la stessa struttura del normale routing microstrip, ma il modello è più complesso con l’aggiunta della spaziatura della traccia per la coppia differenziale.
  3. Microstrip incorporato. Questa struttura è simile a microstrip regolare tranne che c’è un altro strato di dielettrico sopra la linea di trasmissione. Soldermask può essere considerato come uno strato di dielettrico e deve essere contabilizzato nel calcolo dell’impedenza.
  4. Stripline simmetrica. Le linee di trasmissione che vengono instradate su strati interni (tra due piani di terra) sono considerate stripline simmetriche, o semplicemente routing “stripline”. Come microstrip, il loro modello si basa sullo spessore e sulla larghezza della traccia e sull’altezza del substrato e sul tipo dielettrico con il calcolo regolato per la traccia incorporata tra i due piani.
  5. Stripline asimmetrica. Sebbene simile nella struttura al modello di stripline simmetrica, questo modello rappresenta la traccia della linea di trasmissione che non è bilanciata con precisione tra i due piani.
  6. Stripline accoppiata ai bordi. Questa tecnica viene utilizzata per il routing di coppie differenziali di strati interni. È la stessa struttura della stripline regolare, ma il modello è più complesso con l’aggiunta della spaziatura della traccia per la coppia differenziale.
  7. Stripline accoppiata a bordata. Questa tecnica viene utilizzata anche per il routing di coppie differenziali di livello interno, ma invece di affiancare, le coppie sono impilate l’una sull’altra. Il modello è simile a quello della stripline accoppiata ai bordi.

Spero che questo tutorial su stripline e microstrip sia stato utile per chiarire parte della confusione che circonda questi concetti. Capire quali sono i diversi metodi di stripline e microstrip delle linee di trasmissione di routing ti aiuterà a progettare una scheda ad alta velocità migliore.

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