В много случаи, PCB окабеляването ще премине през отвори, подложки за изпитвателни точки, къси линии на шипове и т.н., всички от които имат паразитен капацитет, което неизбежно ще повлияе на сигнала. Влиянието на капацитета върху сигнала трябва да се анализира от предавателния и приемащия край и оказва влияние върху началната и крайната точка.

Първо щракнете, за да видите въздействието върху предавателя на сигнала. Когато бързо нарастващ стъпалов сигнал достигне до кондензатора, кондензаторът се зарежда бързо. Токът на зареждане е свързан с това колко бързо се повишава напрежението на сигнала. Формулата на тока на зареждане е: I = C*dV/dt. Колкото по -висок е капацитетът, толкова по -висок е зарядният ток, толкова по -бързо е времето за нарастване на сигнала, по -малкият dt, също така прави по -висок зарядния ток.

Знаем, че отражението на сигнала е свързано с промяната в импеданса, който сигналът усеща, така че за анализ нека да разгледаме промяната в импеданса, която капацитетът причинява. В началния етап на зареждане на кондензатора импедансът се изразява като:

Тук dV всъщност е промяната на напрежението на стъпаловидния сигнал, dt е времето за нарастване на сигнала и формулата за импеданс на капацитета става:

От тази формула можем да получим много важна информация, когато стъпковият сигнал се прилага към началния етап в двата края на кондензатора, импедансът на кондензатора е свързан с времето на нарастване на сигнала и неговия капацитет.

Обикновено в началния етап на зареждане на кондензатора импедансът е много малък, по -малък от характерния импеданс на окабеляването. Отрицателното отражение на сигнала възниква в кондензатора, а сигналът с отрицателно напрежение се наслагва с оригиналния сигнал, което води до понижаване на силата на сигнала в предавателя и немонотонност на сигнала в предавателя.

За приемащия край, след като сигналът достигне до приемащия край, възниква положително отражение, отразеният сигнал достига позицията на кондензатора, възниква такъв вид отрицателно отражение и напрежението на отрицателно отражение, отразено обратно към приемащия край, също причинява сигнала на приемащия край за генериране на понижаване.

За да може отразеният шум да бъде по -малък от 5% от колебанието на напрежението, което е допустимо за сигнала, промяната на импеданса трябва да бъде по -малка от 10%. И така, какъв трябва да бъде импедансът на капацитета? Импедансът на капацитета е паралелен импеданс и можем да използваме формулата за паралелен импеданс и формулата за коефициента на отражение, за да определим неговия обхват. За този паралелен импеданс искаме импедансът на капацитета да бъде възможно най -голям. Ако приемем, че импедансът на капацитета е K пъти на характерния импеданс на окабеляването на печатни платки, импедансът, усетен от сигнала на кондензатора, може да бъде получен съгласно формулата за паралелен импеданс:

Тоест, според това идеално изчисление, импедансът на кондензатора трябва да бъде поне 9 пъти по -голям от характеристичния импеданс на печатната платка. Всъщност, когато кондензаторът се зарежда, импедансът на кондензатора се увеличава и не винаги остава най -ниският импеданс. Освен това всяко устройство може да има паразитна индуктивност, което увеличава импеданса. Така че тази деветкратна граница може да бъде облекчена. В следващата дискусия приемете, че ограничението е 5 пъти.

С индикатор за импеданс можем да определим колко капацитет може да се толерира. Характерният импеданс от 50 ома на платката е много често срещан, затова използвах 50 ома, за да го изчисля.

Заключението е, че:

В този случай, ако времето за нарастване на сигнала е 1ns, капацитетът е по -малък от 4 пикограма. Обратно, ако капацитетът е 4 пикограма, времето за нарастване на сигнала е най -добре 1ns. Ако времето за нарастване на сигнала е 0.5 ns, този капацитет от 4 пикограма ще причини проблеми.

Изчислението тук е само за да се обясни влиянието на капацитета, действителната верига е много сложна, трябва да се вземат предвид повече фактори, така че дали изчислението тук е точно не е от практическо значение. Ключът е да се разбере как капацитетът влияе върху сигнала чрез това изчисление. След като имаме перцептивно разбиране за въздействието на всеки фактор върху платката, можем да предоставим необходимите насоки за проектирането и да знаем как да анализираме проблемите, когато възникнат. Точните оценки изискват софтуерна емулация.

Заключение:

1. Капацитивното натоварване по време на маршрутизиране на печатни платки причинява понижаване на сигнала на края на предавателя, а сигналът на края на приемника също ще предизвика понижаване.

2. Толерансът на капацитета е свързан с времето за нарастване на сигнала, колкото по -бързо е времето за нарастване на сигнала, толкова по -малък е толерансът на капацитета.