U mnogim slučajevima, PCB ožičenje će proći kroz rupe, jastučiće za ispitivanje, kratke žice itd., a sve to ima parazitski kapacitet, što će neizbježno utjecati na signal. The influence of the capacitance on the signal should be analyzed from the transmitting end and the receiving end, and it has an effect on the starting point and the end point.

Prvo kliknite da vidite utjecaj na odašiljač signala. Kada signal brzog koraka dopre do kondenzatora, kondenzator se brzo puni. Struja punjenja povezana je s brzinom povećanja napona signala. Formula struje punjenja je: I = C*dV/dt. Što je veći kapacitet, veća je struja punjenja, brže je vrijeme porasta signala, manji dt, također čini struju punjenja većom.

Znamo da je odraz signala povezan s promjenom impedanse koju signal osjeća, pa ćemo za analizu pogledati promjenu impedanse koju uzrokuje kapacitet. U početnoj fazi punjenja kondenzatora, impedancija se izražava kao:

Here, dV is actually the voltage change of step signal, dt is the signal rise time, and the capacitance impedance formula becomes:

Iz ove formule možemo dobiti vrlo važnu informaciju, kada se koračni signal primijeni na početnu fazu na oba kraja kondenzatora, impedancija kondenzatora povezana je s vremenom porasta signala i njegovim kapacitetom.

Obično je u početnoj fazi punjenja kondenzatora impedancija vrlo mala, manja od karakteristične impedanse ožičenja. Negativna refleksija signala javlja se na kondenzatoru, a signal negativnog napona nadređen je izvornom signalu, što rezultira potiskivanjem signala na predajniku i nemonotonijom signala na predajniku.

Za prijemni kraj, nakon što signal dođe do prijemnog kraja, dolazi do pozitivne refleksije, reflektirani signal doseže položaj kondenzatora, dolazi do takve negativne refleksije, a napon negativne refleksije reflektiran natrag do prijemnog kraja također uzrokuje signal na prijemnom kraju kraj za stvaranje pada.

Da bi reflektirana buka bila manja od 5% zamaha napona, što je prihvatljivo za signal, promjena impedancije mora biti manja od 10%. So what should the capacitance impedance be? Impedansa kapacitivnosti je paralelna impedansa, a za određivanje njenog raspona možemo koristiti formulu paralelne impedanse i formulu koeficijenta refleksije. For this parallel impedance, we want the capacitance impedance to be as large as possible. Assuming that the capacitance impedance is K times of the PCB wiring characteristic impedance, the impedance felt by the signal at the capacitor can be obtained according to the parallel impedance formula:

That is, according to this ideal calculation, the impedance of the capacitor must be at least 9 times the characteristic impedance of the PCB. U stvari, kako se kondenzator napuni, impedancija kondenzatora raste i ne ostaje uvijek najmanja impedancija. Osim toga, svaki uređaj može imati parazitsku induktivnost, što povećava impedanciju. Dakle, ovo ograničenje od devet puta se može ublažiti. In the following discussion, assume that the limit is 5 times.

S pokazateljem impedancije možemo odrediti koliko se kapacitet može tolerirati. Karakteristična impedancija od 50 ohma na ploči vrlo je česta, pa sam za izračun upotrijebio 50 ohma.

It is concluded that:

In this case, if the signal rise time is 1ns, the capacitance is less than 4 picograms. Conversely, if the capacitance is 4 picograms, the signal rise time is 1ns at best. If the signal rise time is 0.5ns, this 4 picograms capacitance will cause problems.

Ovdje je izračun samo za objašnjenje utjecaja kapacitivnosti, stvarni krug je vrlo složen, potrebno je uzeti u obzir više faktora, pa to da li je proračun ovdje točan nije od praktičnog značaja. The key is to understand how capacitance affects the signal through this calculation. Nakon što imamo perceptivno razumijevanje utjecaja svakog faktora na ploču, možemo vam pružiti potrebne smjernice za dizajn i znati analizirati probleme kada se pojave. Accurate estimates require software emulation.

Zaključak:

1. The capacitive load during PCB routing causes the signal of transmitter end to produce downrush, and the signal of receiver end will also produce downrush.

2. The tolerance of capacitance is related to the signal rise time, the faster the signal rise time, the smaller the tolerance of capacitance.