En molts casos, PCB el cablejat passarà per forats, coixinets de prova, línies curtes, etc., tots ells amb capacitat paràsita, que afectaran inevitablement el senyal. La influència de la capacitat sobre el senyal s’ha d’analitzar des de l’extrem transmissor i l’extrem receptor, i té un efecte sobre el punt inicial i el punt final.

Primer feu clic per veure l’impacte sobre el transmissor de senyal. Quan un senyal de pas que augmenta ràpidament arriba al condensador, el condensador es carrega ràpidament. El corrent de càrrega està relacionat amb la velocitat amb què augmenta la tensió del senyal. La fórmula del corrent de càrrega és: I = C * dV / dt. Com més gran sigui la capacitat, major serà el corrent de càrrega, més ràpid serà el temps de pujada del senyal, menor dt també augmentarà el corrent de càrrega.

Sabem que la reflexió d’un senyal està relacionada amb el canvi d’impedància que detecta el senyal, de manera que, per analitzar-lo, analitzem el canvi d’impedància que provoca la capacitat. A la fase inicial de la càrrega del condensador, la impedància s’expressa com:

Aquí, dV és en realitat el canvi de tensió del senyal de pas, dt és el temps de pujada del senyal i la fórmula de la impedància de capacitat es converteix en:

A partir d’aquesta fórmula, podem obtenir una informació molt important, quan el senyal de pas s’aplica a l’etapa inicial als dos extrems del condensador, la impedància del condensador es relaciona amb el temps de pujada del senyal i la seva capacitat.

Normalment a la fase inicial de càrrega del condensador, la impedància és molt petita, inferior a la impedància característica del cablejat. La reflexió negativa del senyal es produeix al condensador i el senyal de tensió negativa se superposa amb el senyal original, donant lloc a la baixada del senyal al transmissor i la no monotonia del senyal al transmissor.

Per a l’extrem receptor, després que el senyal arriba a l’extrem receptor, es produeix una reflexió positiva, el senyal reflectit arriba a la posició del condensador, es produeix aquest tipus de reflexió negativa i la tensió de reflexió negativa reflectida de nou a l’extrem receptor també provoca el senyal a la recepció. final per generar baixada.

Per tal que el soroll reflectit sigui inferior al 5% de la variació de la tensió, que és tolerable per al senyal, el canvi d’impedància ha de ser inferior al 10%. Llavors, quina ha de ser la impedància de la capacitat? La impedància de capacitat és una impedància paral·lela, i podem utilitzar la fórmula d’impedància paral·lela i la fórmula del coeficient de reflexió per determinar el seu abast. Per a aquesta impedància paral·lela, volem que la impedància de capacitat sigui el més gran possible. Suposant que la impedància de capacitat és K vegades de la impedància característica del cablejat de la PCB, la impedància que sent el senyal al condensador es pot obtenir segons la fórmula d’impedància paral·lela:

És a dir, segons aquest càlcul ideal, la impedància del condensador ha de ser almenys 9 vegades la impedància característica del PCB. De fet, a mesura que es carrega el condensador, la impedància del condensador augmenta i no sempre és la impedància més baixa. A més, cada dispositiu pot tenir inductància paràsita, cosa que augmenta la impedància. Per tant, aquest límit de nou vegades es pot relaxar. A la discussió següent, suposem que el límit és 5 vegades.

Amb un indicador d’impedància, podem determinar quanta capacitat es pot tolerar. La impedància característica de 50 ohms a la placa de circuit és molt comuna, de manera que he utilitzat 50 ohms per calcular-la.

Es conclou que:

En aquest cas, si el temps de pujada del senyal és 1ns, la capacitat és inferior a 4 picogrames. Per contra, si la capacitat és de 4 picograms, el temps d’augment del senyal és d’1ns com a màxim. Si el temps de pujada del senyal és de 0.5ns, aquesta capacitat de 4 picograms causarà problemes.

El càlcul aquí només serveix per explicar la influència de la capacitat, el circuit real és molt complex, cal tenir en compte més factors, de manera que el fet que el càlcul sigui acurat no té cap importància pràctica. La clau és entendre com la capacitat afecta el senyal mitjançant aquest càlcul. Un cop tinguem una comprensió perceptiva de l’impacte de cada factor a la placa de circuit, podem proporcionar les orientacions necessàries per al disseny i saber analitzar els problemes quan es produeixen. Les estimacions precises requereixen una emulació de programari.

Conclusió:

1. La càrrega capacitiva durant l’encaminament de PCB fa que el senyal de l’extrem del transmissor produeixi baixada i el senyal de l’extrem del receptor també produeixi baixada.

2. La tolerància de la capacitat està relacionada amb el temps de pujada del senyal, com més ràpid sigui el temps de pujada del senyal, menor serà la tolerància de la capacitat.