Karga kapazitarioaren hausnarketa PCB kableatzean

Kasu askotan, PCB kableatuak zuloetatik, probarako lekuen almazenetatik, zirriborro-lerro motzetatik eta abarretatik igaroko dira, eta horiek guztiak parasitozko kapazitatea dute, eta horrek ezinbestean seinaleari eragingo dio. Kapazitantzia seinalean duen eragina aztertu beharko litzateke igorpen amaieratik eta hartzaile muturretik, eta eragina du abiapuntuan eta amaieran.

ipcb

Lehenik eta behin egin klik seinale igorlearen eragina ikusteko. Azkar igotzen ari den urrats seinalea kondentsadorera iristen denean, kondentsadorea azkar kargatzen da. Kargatzeko korrontea seinalearen tentsioak zenbateraino igotzen duen erlazionatuta dago. Kargatzeko uneko formula hau da: I = C * dV / dt. Zenbat eta kapazitantzia handiagoa, orduan eta karga korronte handiagoa, orduan eta azkarrago seinalea igotzeko denbora, orduan eta dt txikiagoa da, orduan eta karga korronte handiagoa izango da.

 

Badakigu seinale baten isla seinaleak antzematen duen inpedantzia aldaketarekin lotuta dagoela, beraz, aztertzeko, ikus dezagun kapazitateak eragiten duen inpedantzia aldaketa. Kondentsadorearen kargaren hasierako fasean inpedantzia honela adierazten da:

Hemen, dV urratsaren seinalearen tentsio aldaketa da, dt seinalea igotzeko denbora da eta kapazitantzia inpedantziaren formula bihurtzen da:

Formula horretatik, oso informazio garrantzitsua lor dezakegu, urrats seinalea hasierako fasean kondentsadorearen bi muturretan aplikatzen denean, kondentsadorearen inpedantzia seinalearen igoera denborarekin eta bere kapazitatearekin erlazionatuta dago.

Normalean kondentsadorea kargatzeko hasierako fasean inpedantzia oso txikia da, kableatzearen inpedantzia karakteristikoa baino txikiagoa. Seinalearen isla negatiboa kondentsadorean gertatzen da, eta tentsio negatiboaren seinalea jatorrizko seinalearekin gainjartzen da, eta ondorioz, transmisorean seinalearen beherakada eta transmisorean seinalearen monotonikoa ez da.

Jasotako muturrerako, seinalea hartzailearen muturrera iritsi ondoren, hausnarketa positiboa gertatzen da, islatutako seinalea kondentsadorearen posiziora iristen da, hausnarketa negatibo hori gertatzen da eta hartzailearen muturrean islatutako islapen tentsio negatiboak ere seinalea eragiten du hartzailean. amaiera jaitsiera sortzeko.

Islatutako zarata tentsioaren kulunkatzearen% 5 baino txikiagoa izan dadin, hau da, seinalearentzat jasangarria, inpedantzia aldaketak% 10 baino txikiagoa izan behar du. Orduan, zein izan behar da kapazitantziaren inpedantzia? Kapazitantziaren inpedantzia inpedantzia paraleloa da, eta haren barrutia zehazteko inpedantzia paraleloaren formula eta hausnarketa koefizientearen formula erabil ditzakegu. Inpedantzia paralelo honetarako, ahalmenaren inpedantzia ahalik eta handiena izatea nahi dugu. Kapacitantziaren inpedantzia PCBaren kableatuaren inpedantziaren K-koa dela suposatuz, seinaleak kondentsadorean sentitzen duen inpedantzia inpedantziaren formula paraleloaren arabera lor daiteke:

Hau da, kalkulu ideal horren arabera, kondentsadorearen inpedantziak gutxienez PCBaren inpedantzia berezia baino 9 aldiz handiagoa izan behar du. Izan ere, kondentsadorea kargatu ahala, kondentsadorearen inpedantzia handitzen da eta ez da beti inpedantzia txikiena izaten jarraitzen. Gainera, gailu bakoitzak induktantzia parasitarioa izan dezake, eta horrek inpedantzia handitzen du. Beraz, bederatzi aldiz muga hori lasaitu daiteke. Ondorengo eztabaidan, demagun muga 5 aldiz dela.

Inpedantziaren adierazle batekin, zenbat kapazitate toleratu daitekeen zehaztu dezakegu. Zirkuitu-plakako 50 ohmeko inpedantzia ezaugarria oso ohikoa da, beraz, 50 ohm erabili nuen kalkulatzeko.

Ondorioztatu da:

Kasu honetan, seinalea igotzeko denbora 1ns bada, kapazitantzia 4 pikograma baino txikiagoa da. Aldiz, kapazitantzia 4 pikogramo bada, seinalea igotzeko denbora 1ns da onena. Seinalea igotzeko denbora 0.5ns bada, 4 pikogramako kapazitate horrek arazoak sortuko ditu.

Hemen kalkulua kapazitantziaren eragina azaltzeko baino ez da, benetako zirkuitua oso konplexua da, faktore gehiago kontuan hartu behar dira, beraz, hemen kalkulua zehatza den ala ez, ez da garrantzi praktikoa. Kalkulu honen bidez kapazitateak seinaleari nola eragiten dion ulertzea da gakoa. Faktore bakoitzak zirkuitu-plakan duen eragina hautematen dugunean, diseinurako beharrezko jarraibideak eman ditzakegu eta arazoak nola gertatzen diren aztertzen jakin dezakegu. Estimazio zehatzek softwarearen emulazioa behar dute.

Ondorioa:

1. PCB bideratzean karga kapazitiboak igorlearen amaierako seinaleak beherakada eragiten du eta hartzailearen amaierako seinaleak beherakada ere sortzen du.

2. Kapazitantziaren tolerantzia seinalea igotzeko denborarekin lotuta dago, zenbat eta azkarrago seinalea igotzeko denbora, orduan eta txikiagoa da kapazitantziaren tolerantzia.