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Elettronica, i metodi per l’orientamento di un circuito stampato: stripline e microstrisce

Un circuito stampato è un supporto che viene utilizzato per interconnettere tra di loro i vari componenti elettronici

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In elettronica, un circuito stampato è un supporto che viene utilizzato per interconnettere tra di loro i vari componenti elettronici di un circuito mediante piste conduttive incise. Un PCB, altro nome utilizzato per definire un circuito stampato, deve essere instradato. In questa sede affronteremo le differenze tra stripline e miscrostrisce e soprattutto le differenze e le linee guida per l’instradamento dei PCB.

Cosa sono stripline e microstrisce?

Questi due termini sono riferiti a “diversi metodi di instradamento di linee di trasmissione ad alta velocità nel progetto di PCB”. La stripline è una linea di trasmissione situata tra due piani di massa sugli strati del circuito stampato ed è circondata da materiale dielettrico. La microstriscia è situata sullo strato esterno della scheda ed è una linea di trasmissione tracciata.

Quando queste linee sono situate sullo strato superficiale della scheda, le microstrisce sono preferibili poiché hanno caratteristiche migliori a livello di segnale rispetto alla stripeline. Un altro vantaggio è il minor costo della fabbricazione del circuito delle microstrisce perché la struttura semplificata e il singolo strato rendono più economico il processo produttivo.

Le stripline sono indubbiamente più complesse da realizzare poiché hanno necessità di strati multipli per poter supportare le tracce tra due piani di terra; nonostante ciò il valore della traccia dell’impedenza è minore rispetto alle microstrisce e ciò è dovuto alla presenza del secondo piano di massa.

La larghezza minore delle tracce permette una densità più elevata, quindi un progetto di dimensioni ridotte. Un altro vantaggio è dovuto allo strato interno di instradamento il quale riduce le interferenze elettromagnetiche e svolge una funzione protettiva contro rischi di varia natura.

La scelta tra queste due possibilità dipende dalle esigenze del progettista; è anche possibile usarle entrambe su una scheda circuitale multistrato.

Nel momento in cui si compie l’instradamento di linee ad alta velocità è importante controllare costantemente il valore dell’impedenza, ovvero ciò che rappresenta la forza di opposizione di un circuito al passaggio di corrente elettrica. Per fare ciò è necessario conoscere i fattori che influiscono su di essa, come lo strato del PCB sul quale la linea di trasmissione è instradata e le caratteristiche fisiche della linea stessa e del dielettrico. Per semplificare questo compito esistono molti calcolatori di impedenza.

Ora vedremo degli esempi di instradamento e di come le loro caratteristiche varino il valore dell’impedenza:

  • le microstrisce sono linee di trasmissione instradate sullo strato più esterno, i modelli variano in base allo spessore, alla larghezza delle tracce e in base all’altezza del substrato e sul tipo di isolante;
  • le microstrisce accoppiate vengono utilizzate per l’instradamento di coppie differenziali e sono simili alle precedenti, ma con la differenza di essere più complesse e avere incorporata la spaziatura per la coppia differenziale;
  • le microstrisce incorporate, sono analoghe alla versione precedente con l’aggiunta di un altro strato di dielettrico;
  • le stripline sintetiche sono posizionate sugli strati interni tra i due piani di massa (i modelli variano in base allo spessore) sulla larghezza delle tracce e sull’altezza del substrato;
  • le stripline asimmetriche, l’unica variazione alla versione precedente è il non perfetto bilanciamento delle tracce;
  • le stripline accoppiate sul bordo sono una struttura, anche in questo caso, simile alle precedenti, ma di complessità maggiore e con l’aggiunta della spaziatura per la coppia differenziale;
  • le stripline ad accoppiamento ampio, prevedono che la coppia sia impilata l’una sull’altra.

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