Dans de nombreux cas, PCB le câblage passera à travers des trous, des plots de test, des lignes de dérivation courtes, etc., qui ont tous une capacité parasite, ce qui affectera inévitablement le signal. L’influence de la capacité sur le signal doit être analysée à partir de l’extrémité émettrice et de l’extrémité réceptrice, et elle a un effet sur le point de départ et le point final.

Cliquez d’abord pour voir l’impact sur l’émetteur de signal. Lorsqu’un signal de pas à augmentation rapide atteint le condensateur, le condensateur est chargé rapidement. Le courant de charge est lié à la vitesse à laquelle la tension du signal augmente. La formule du courant de charge est : I=C*dV/dt. Plus la capacité est élevée, plus le courant de charge est élevé, plus le temps de montée du signal est rapide, plus le dt est petit, plus le courant de charge est également élevé.

Nous savons que la réflexion d’un signal est liée au changement d’impédance que le signal détecte, donc pour l’analyse, regardons le changement d’impédance que provoque la capacité. Au stade initial de la charge du condensateur, l’impédance est exprimée comme suit :

Ici, dV est en fait le changement de tension du signal de pas, dt est le temps de montée du signal et la formule d’impédance de capacité devient :

De cette formule, nous pouvons obtenir une information très importante, lorsque le signal de pas est appliqué à l’étage initial aux deux extrémités du condensateur, l’impédance du condensateur est liée au temps de montée du signal et à sa capacité.

Habituellement, au stade initial de la charge du condensateur, l’impédance est très faible, inférieure à l’impédance caractéristique du câblage. La réflexion négative du signal se produit au niveau du condensateur et le signal de tension négative est superposé au signal d’origine, ce qui entraîne la poussée descendante du signal au niveau de l’émetteur et la non monotonie du signal au niveau de l’émetteur.

Pour l’extrémité de réception, une fois que le signal a atteint l’extrémité de réception, une réflexion positive se produit, le signal réfléchi atteint la position du condensateur, ce type de réflexion négative se produit et la tension de réflexion négative renvoyée à l’extrémité de réception provoque également le signal à la réception fin pour générer un downrush.

Pour que le bruit réfléchi soit inférieur à 5 % de l’oscillation de tension, ce qui est tolérable pour le signal, le changement d’impédance doit être inférieur à 10 %. Alors, quelle devrait être l’impédance de capacité? L’impédance de capacité est une impédance parallèle, et nous pouvons utiliser la formule d’impédance parallèle et la formule de coefficient de réflexion pour déterminer sa plage. Pour cette impédance parallèle, nous voulons que l’impédance de capacité soit aussi grande que possible. En supposant que l’impédance de capacité est K fois l’impédance caractéristique du câblage PCB, l’impédance ressentie par le signal au condensateur peut être obtenue selon la formule d’impédance parallèle :

C’est-à-dire que selon ce calcul idéal, l’impédance du condensateur doit être au moins 9 fois l’impédance caractéristique du PCB. En effet, au fur et à mesure que le condensateur se charge, l’impédance du condensateur augmente et ne reste pas toujours la plus faible impédance. De plus, chaque appareil peut avoir une inductance parasite, ce qui augmente l’impédance. Cette limite de neuf fois peut donc être assouplie. Dans la discussion suivante, supposons que la limite est de 5 fois.

Avec un indicateur d’impédance, nous pouvons déterminer combien de capacité peut être tolérée. L’impédance caractéristique de 50 ohms sur le circuit imprimé est très courante, j’ai donc utilisé 50 ohms pour la calculer.

On en conclut que :

Dans ce cas, si le temps de montée du signal est de 1ns, la capacité est inférieure à 4 picogrammes. A l’inverse, si la capacité est de 4 picogrammes, le temps de montée du signal est au mieux de 1ns. Si le temps de montée du signal est de 0.5 ns, cette capacité de 4 picogrammes posera des problèmes.

Le calcul ici ne sert qu’à expliquer l’influence de la capacité, le circuit réel est très complexe, plus de facteurs doivent être pris en compte, donc si le calcul ici est précis n’a pas d’importance pratique. La clé est de comprendre comment la capacité affecte le signal à travers ce calcul. Une fois que nous avons une compréhension perceptive de l’impact de chaque facteur sur le circuit imprimé, nous pouvons fournir les conseils nécessaires pour la conception et savoir comment analyser les problèmes lorsqu’ils surviennent. Des estimations précises nécessitent une émulation logicielle.

Conclusion:

1. La charge capacitive pendant le routage PCB provoque le signal de l’extrémité de l’émetteur pour produire un downrush, et le signal de l’extrémité du récepteur produira également un downrush.

2. La tolérance de capacité est liée au temps de montée du signal, plus le temps de montée du signal est rapide, plus la tolérance de capacité est petite.