في كثير من الحالات، PCB سوف تمر الأسلاك عبر الثقوب ، ومنصات الاختبار الموضعية ، وخطوط كعب قصيرة ، وما إلى ذلك ، وكلها لها سعة طفيلية ، والتي ستؤثر حتماً على الإشارة. يجب تحليل تأثير السعة على الإشارة من طرف الإرسال والطرف المستقبِل ، وله تأثير على نقطة البداية ونقطة النهاية.

انقر أولاً لمعرفة التأثير على جهاز إرسال الإشارة. عندما تصل إشارة خطوة متصاعدة بسرعة إلى المكثف ، يتم شحن المكثف بسرعة. يرتبط تيار الشحن بمدى سرعة ارتفاع جهد الإشارة. صيغة الشحن الحالية هي: I = C * dV / dt. كلما زادت السعة ، زاد تيار الشحن ، وكلما زادت سرعة ارتفاع الإشارة ، كلما قل dt ، زاد أيضًا تيار الشحن.

نحن نعلم أن انعكاس الإشارة مرتبط بالتغير في الممانعة التي تستشعرها الإشارة ، لذلك من أجل التحليل ، دعنا ننظر إلى التغيير في الممانعة الذي تسببه السعة. في المرحلة الأولى من شحن المكثف ، يتم التعبير عن الممانعة على النحو التالي:

هنا ، dV هو في الواقع تغيير الجهد لإشارة الخطوة ، و dt هو وقت ارتفاع الإشارة ، وتصبح صيغة مقاومة السعة:

من هذه الصيغة ، يمكننا الحصول على معلومات مهمة جدًا ، عندما يتم تطبيق إشارة الخطوة على المرحلة الأولية عند طرفي المكثف ، ترتبط مقاومة المكثف بوقت ارتفاع الإشارة وسعتها.

عادة في المرحلة الأولى من شحن المكثف ، تكون المعاوقة صغيرة جدًا ، وأقل من الممانعة المميزة للأسلاك. يحدث الانعكاس السلبي للإشارة عند المكثف ، وتتداخل إشارة الجهد السالب مع الإشارة الأصلية ، مما يؤدي إلى انخفاض مستوى الإشارة في جهاز الإرسال وعدم رتابة الإشارة عند جهاز الإرسال.

بالنسبة للطرف المستقبِل ، بعد وصول الإشارة إلى الطرف المستقبل ، يحدث انعكاس إيجابي ، وتصل الإشارة المنعكسة إلى موضع المكثف ، ويحدث هذا النوع من الانعكاس السلبي ، وينعكس جهد الانعكاس السلبي مرة أخرى إلى الطرف المستقبل أيضًا مما يؤدي إلى الإشارة عند المستقبِل نهاية لتوليد الانحدار.

من أجل أن تكون الضوضاء المنعكسة أقل من 5٪ من تأرجح الجهد ، وهو أمر مقبول بالنسبة للإشارة ، يجب أن يكون تغيير المعاوقة أقل من 10٪. فماذا يجب أن تكون مقاومة السعة؟ مقاومة السعة هي ممانعة موازية ، ويمكننا استخدام معادلة المعاوقة المتوازية ومعادلة معامل الانعكاس لتحديد مداها. بالنسبة لهذه الممانعة الموازية ، نريد أن تكون ممانعة السعة أكبر ما يمكن. بافتراض أن مقاومة السعة هي K مرة من الممانعة المميزة لأسلاك PCB ، يمكن الحصول على الممانعة التي تشعر بها الإشارة عند المكثف وفقًا لصيغة الممانعة الموازية:

وهذا يعني ، وفقًا لهذا الحساب المثالي ، أن مقاومة المكثف يجب أن تكون على الأقل 9 أضعاف الممانعة المميزة لثنائي الفينيل متعدد الكلور. في الواقع ، عندما يكون المكثف مشحونًا ، تزداد مقاومة المكثف ولا تظل دائمًا أقل مقاومة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون لكل جهاز محاثة طفيليّة ، مما يزيد من الممانعة. لذا يمكن تخفيف حد التسعة أضعاف هذا. في المناقشة التالية ، افترض أن الحد الأقصى هو 5 مرات.

باستخدام مؤشر الممانعة ، يمكننا تحديد مقدار السعة التي يمكن تحملها. إن الممانعة المميزة 50 أوم على لوحة الدائرة شائعة جدًا ، لذلك استخدمت 50 أوم لحسابها.

استنتج أن:

في هذه الحالة ، إذا كان وقت ارتفاع الإشارة 1 نانوثانية ، فإن السعة تكون أقل من 4 بيكوغرام. بالمقابل ، إذا كانت السعة 4 بيكوغرامات ، فإن وقت ارتفاع الإشارة هو 1 نانو ثانية في أحسن الأحوال. إذا كان وقت ارتفاع الإشارة 0.5 نانو ثانية ، فإن هذه السعة البالغة 4 بيكوغرام سوف تسبب مشاكل.

الحساب هنا هو فقط لشرح تأثير السعة ، الدائرة الفعلية معقدة للغاية ، وهناك المزيد من العوامل التي يجب أخذها في الاعتبار ، لذا فإن دقة الحساب هنا ليست ذات أهمية عملية. المفتاح هو فهم كيفية تأثير السعة على الإشارة من خلال هذا الحساب. بمجرد أن يكون لدينا فهم إدراكي لتأثير كل عامل على لوحة الدائرة ، يمكننا تقديم التوجيه اللازم للتصميم ومعرفة كيفية تحليل المشكلات عند حدوثها. تتطلب التقديرات الدقيقة محاكاة البرامج.

الخلاصة:

1. الحمل السعوي أثناء توجيه ثنائي الفينيل متعدد الكلور يتسبب في أن تنتج إشارة نهاية المرسل تدفقًا هابطًا ، كما أن إشارة طرف المستقبل ستنتج اندفاعًا هبوطيًا.

2. يرتبط تحمل السعة بوقت صعود الإشارة ، وكلما كان وقت صعود الإشارة أسرع ، قل تسامح السعة.