¿Hay alguna desventaja en cambiar el ancho de la traza en medio de una traza?

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Digamos que tengo un rastro corriendo por un tablero. Tiene 50 mils la mayor parte de su longitud, pero en un lugar corto se estrecha a 25 mils para atravesar un área apretada. Lo mejor que puedo decir, esto será preferible a una traza de 25 mil de la misma longitud, y solo ligeramente inferior a una traza de 50 mil sin que el pequeño porcentaje de su longitud se reduzca a 25 mil.

¿Hay alguna desventaja en el estrechamiento? ¿Efectos extraños de alta frecuencia? EMI? Obviamente, los rastros tienen muchos usos posibles, incluida la entrega de energía, la transmisión de señales de diferentes frecuencias, la conexión a tierra ... ¿en qué circunstancias será importante?

Stephen Collings
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Es lo mismo que si pasaras de un calibre de cable más pequeño a uno más grande. Todo el cable, o la traza en su caso, solo podrá manejar la cantidad de corriente que la sección más pequeña puede, el "cuello de botella" si lo desea. Entonces, su rastro se limitaría a la capacidad actual de los 25 mil
krb686
¿Qué tipo de señal hay en este rastro? Si es una señal de 5 GHz, sí, la discontinuidad es significativa. Al final, depende de cuánto dura la carrera. Si la carrera es de solo 4 o 5 pulgadas y solo lleva unos pocos mA, entonces toda la traza probablemente puede ser de 25 mils
HL-SDK
@ krb686 Verdadero. Pero toda la traza aún tendrá una impedancia menor que una traza de 25 mil, lo que significa que todavía tendría ventajas para (por ejemplo) la conexión a tierra de la señal. ¿Derecho? Entonces, como señala HL-SDK, depende mucho de lo que esté haciendo con la traza. Pregunta actualizada para reflejar esto.
Stephen Collings

Respuestas:

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Sí, pero estas desventajas pueden ser insignificantes.

Desventaja 1: las señales de alta frecuencia encuentran una discontinuidad.

Comenzaría a preocuparme a unos cientos de megahercios porque el cambio en el ancho de la traza cambia la impedancia característica (no solo la resistencia de CC) de esa línea. La discontinuidad cambia los parámetros de dispersión, crea armónicos, reflexiones y otros problemas que provocan dolor de cabeza.

Desventaja 2: Caída de voltaje (y mayor disipación de potencia) debido a una mayor resistencia de traza.

Si el porcentaje de ancho reducido de la traza es inferior al 10%, no me preocuparía. Sin embargo, todos estos efectos se pueden calcular para su diseño potencial.

Aquí hay una herramienta en línea que ayuda a estimar la resistencia de rastreo

Aquí hay una herramienta descargable que tiene muchas ecuaciones integradas

HL-SDK
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Por un lado, muchos programas de diseño de PCB permitirán, o incorporarán automáticamente, "estrechamiento" de trazas debido a almohadillas no conectadas o áreas de exclusión. Esta es una reducción del ancho de la traza para una parte de la traza.

Hay algunas preocupaciones con tal reducción de ancho de traza:

  1. Si el ancho reducido de la traza está sobre una distancia extendida, entonces la resistencia aumentada de la traza más estrecha dará lugar a más calor y disipará el calor generado con menos facilidad que la traza más ancha. Para secciones breves del cuello, esto no es tan preocupante, ya que el calor se lleva a cabo en las huellas más anchas en ambos lados del cuello.

  2. El ancho de traza más estrecho es el que determina cuánta corriente puede soportar la traza. Si la traza estrecha sigue siendo lo suficientemente ancha, entonces para frecuencias de señal moderadas no es un problema importante tener la traza igualmente estrecha en todas partes, en lugar de tener secciones más anchas.

  3. Problemas de impedancia de señal y reflexión de señal como se señala en los comentarios y otras respuestas, específicamente para señales de frecuencia más alta.

Anindo Ghosh
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Si se trata de frecuencias altas (alrededor de 100 MHz y superiores), definitivamente importará. El cambio en el ancho de la traza se verá como una discontinuidad, causando desajustes y, en última instancia, dando como resultado reflexiones no deseadas. Verá su efecto en los bordes de sincronización y, por lo tanto, en los niveles de E / S digital.

EMI dependería de la ruta de diseño y el aislamiento (o más bien la falta de aislamiento adecuado) entre trazas adyacentes. Stripline Vs Microstrip.

Para operaciones de baja frecuencia, el factor principal a tener en cuenta es la cantidad de corriente transportada por la traza y el calor. La capacidad de transporte de corriente segura de la traza está determinada por la sección más estrecha de la traza.

Según los datos que proporcionó, utilizando 50 mils trace ... parece que está planeando una aplicación de alta corriente. Para un FR4 estándar de 1 onza de cobre, 20 milésimas de pulgada son buenos para 1A ... Otros a veces usan trazas gruesas para robustez en la producción.

Roshan Shanbhag
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