Stripline vs Microstrip: zrozumienie ich różnic i wytycznych dotyczących routingu PCB

gdy pierwszy raz usłyszałem prezentację na temat szybkich technik projektowych, przeszło mi to przez głowę. Ponieważ było to na początku mojej kariery projektanta, jestem pewien, że to mój brak doświadczenia spowodował zamieszanie. Cała koncepcja trasowania stripline i microstrip nie miała dla mnie żadnego sensu i myślałem, że instruktor mówi o zupełnie innym typie PCB, z którym nie byłem zaznajomiony. Na szczęście moje zamieszanie szybko się wyprostowało, gdy dowiedziałem się, że to nie sama płytka jest uważana za stripline lub microstrip. Zamiast tego stripline i microstrip to różne metody trasowania szybkich linii przesyłowych na PŁYTCE DRUKOWANEJ.

zrozumienie linii paskowej i mikropasków może być trudne. Niezależnie od tego, czy dopiero zaczynasz projektować PCB, czy szukasz odświeżenia na ten temat, ta podstawowa recenzja jest dla ciebie.

Stripline i microstrip to metody routingu szybkich linii transmisyjnych na PŁYTCE DRUKOWANEJ. Linia paskowa to ślad linii przesyłowej otoczony materiałem dielektrycznym zawieszonym między dwiema płaszczyznami uziemienia na wewnętrznych warstwach płytki drukowanej. Routing Microstrip to ślad linii przesyłowej poprowadzony na zewnętrznej warstwie płytki. Z tego powodu jest oddzielony od pojedynczej płaszczyzny uziemienia materiałem dielektrycznym.

dzięki linii transmisyjnej na powierzchniowej warstwie płytki routing microstrip ma lepszą charakterystykę sygnału niż linia paskowa. Produkcja płyt jest również tańsza w przypadku microstrip, ponieważ struktura warstwy jednej płaszczyzny i jednej warstwy sygnałowej ułatwia proces produkcji. Linia paskowa może być bardziej złożona w produkcji, ponieważ wymaga wielu warstw do obsługi osadzonego śladu między dwiema płaszczyznami uziemienia. Jednak szerokość kontrolowanego śladu impedancji w linii paskowej jest mniejsza niż ślad impedancji w mikropaskach o tej samej wartości. Wynika to z drugiej płaszczyzny uziemienia. Te mniejsze szerokości śladu umożliwiają większą gęstość obwodu, co z kolei umożliwia bardziej zwartą konstrukcję. Wewnętrzne prowadzenie warstwy linii paskowej zmniejsza również EMI i zapewnia lepszą ochronę przed zagrożeniami.

Stripline i microstrip mają różne korzyści. Decyzja, która jest lepsza metoda powinna być oparta na potrzebach projektu. W gęstej konstrukcji o dużej prędkości, mieszanina obu metod na płycie wielowarstwowej jest często używana do osiągnięcia celów projektowych.

ponadto niezwykle ważne jest utrzymanie kontrolowanej impedancji w całym projekcie podczas routingu linii przesyłowych przy projektowaniu z dużą prędkością. Warstwa płytki drukowanej, na której poprowadzona jest linia przesyłowa, fizyczne właściwości śladu linii przesyłowej i cechy dielektryka muszą być obliczone razem, aby uzyskać prawidłowe wartości impedancji dla obwodu. Istnieje wiele różnych kalkulatorów impedancji z różnymi modelami stripline i microstrip, które są dostępne do wykonywania tych obliczeń.

przykłady trasowania linii paskowych i MIKROPRZECIĘĆ

Poniżej przedstawiono kilka przykładów technik trasowania linii paskowych i mikroprzecięć oraz sposób, w jaki niektóre z ich cech wpływają na obliczenia impedancji:

1. Microstrip. Linie przesyłowe, które są poprowadzone na zewnętrznych warstwach, są uważane za mikropaskę. Model dla nich opiera się na grubości i szerokości śladu oraz wysokości podłoża i typie dielektrycznym.
2. Mikroprzełącznik Sprzężony Z Krawędzią. Technika ta jest używana do routingu par różnicowych. Jest to taka sama struktura jak zwykłe trasowanie mikropasków, ale model jest bardziej złożony z dodatkiem odstępów śladowych dla pary różnicowej.
3. Embedded Microstrip. Struktura ta jest podobna do zwykłej mikropaskii, z tym że nad linią transmisyjną znajduje się kolejna warstwa dielektryka. Soldermask może być uważany za warstwę dielektryka i musi być uwzględniony w obliczeniach impedancji.
4. Symetryczna Linia Paskowa. Linie przesyłowe, które są poprowadzone na wewnętrznych warstwach (między dwiema płaszczyznami uziemienia) są uważane za symetryczne linie paskowe lub po prostu zwykłe routing „stripline”. Podobnie jak microstrip, ich model opiera się na grubości i szerokości śladu oraz wysokości podłoża i typie dielektrycznym z obliczeniami dostosowanymi do śladu osadzonego między dwiema płaszczyznami.
5. Asymetryczna Linia Paskowa. Chociaż struktura podobna jest do symetrycznego modelu linii paskowej, model ten odpowiada za ślad linii przesyłowej, który nie jest dokładnie zrównoważony między dwiema płaszczyznami.
6. Linia Paskowa Sprzężona Krawędziowo. Technika ta jest wykorzystywana do trasowania par różnicowych warstw wewnętrznych. Jest to taka sama struktura jak zwykła linia paskowa, ale model jest bardziej złożony z dodatkiem odstępu śladowego dla pary różnicowej.
7. Technika ta jest również używana do trasowania par różnicowych warstwy wewnętrznej, ale zamiast obok siebie, pary są ułożone jeden na drugim. Model jest podobny jak w przypadku linii paskowej sprzężonej krawędziowo.

mam nadzieję, że ten tutorial o stripline i microstrip był pomocny w wyjaśnieniu niektórych nieporozumień wokół tych pojęć. Zrozumienie, jakie są różne metody linii przesyłowych stripline i microstrip, ostatecznie pomoże Ci zaprojektować lepszą płytę o dużej prędkości.

chcesz dowiedzieć się więcej na temat szybkiego projektowania i jak oprogramowanie CAD może pomóc ci osiągnąć sukces? Porozmawiaj z ekspertem w Altium. Jeśli nie używasz jeszcze Altium, sprawdź swój własny bezpłatny okres próbny, aby dowiedzieć się, dlaczego Altium jest najlepszym profesjonalnym oprogramowaniem do projektowania PCB.