Kapasitive ladingrefleksje tidens PCB -bedrading

Yn in protte gefallen, PCB bedrading sil troch gatten, testspotblokken, koarte stomplinen, ensfh., Alle hawwe parasitêre kapasiteit, dy’t ûnûntkomber it sinjaal sille beynfloedzje. De ynfloed fan ‘e kapasiteit op it sinjaal moat wurde analyseare fan’ e oerdrachtende ein en it ûntfangende ein, en it hat in effekt op it begjinpunt en it einpunt.

ipcb

Klikje earst om de ynfloed te sjen op de sinjaalstjoerder. As in rap opkommende stapsignaal de kondensator berikt, wurdt de kondensator fluch opladen. De oplaadstroom is besibbe oan hoe fluch de sinjaalspanning rint. De oplaadstroomformule is: I = C*dV/dt. Hoe heger de kapasiteit, hoe heger de oplaadstroom, hoe flugger de tiid fan sinjaalstiging, de lytsere dt, ek de hegere de oplaadstroom makket.

 

Wy witte dat de refleksje fan in sinjaal is besibbe oan ‘e feroaring yn impedânsje dy’t it sinjaal waarnimt, dus litte wy foar analyse sjen nei de feroaring yn impedânsje dy’t de kapasiteit feroarsaket. Yn ‘e earste faze fan kondensatorladen wurdt impedânsje útdrukt as:

Hjir is dV eins de spanningsferoaring fan stapsignaal, dt is de sinjaalstigingstiid, en de formule foar kapasiteitsimpedânsje wurdt:

Ut dizze formule kinne wy ​​in heul wichtige ynformaasje krije, as it stapsignaal wurdt tapast op ‘e inisjele poadium oan beide einen fan’ e kondensator, is de impedânsje fan ‘e kondensator besibbe oan’ e tiid fan ‘e sinjaalstiging en syn kapasiteit.

Meastal yn ‘e earste faze fan opladen fan kondensatoren is de impedânsje heul lyts, minder dan de karakteristike impedânsje fan bedrading. De negative refleksje fan it sinjaal komt foar by de kondensator, en it sinjaal foar negative spanning wurdt oerlevere mei it orizjinele sinjaal, wat resulteart yn it ferminderjen fan it sinjaal by de stjoerder en it net-monotone fan it sinjaal by de stjoerder.

Foar it ûntfangende ein, nei’t it sinjaal it ûntfangende ein berikt, komt positive refleksje foar, komt it wjerspegele sinjaal de kondensatorposysje, komt dat soarte negative refleksje foar, en de negative refleksjespanning werom reflekteare nei it ûntfangende ein feroarsaket ek it sinjaal by de ûntfangende einigje om downrush te generearjen.

Om it wjerspegele lûd minder dan 5% fan ‘e spanningswaaier te wêzen, wat te fernearen is foar it sinjaal, moat de feroaring fan impedânsje minder dan 10% wêze. Dat wat moat de kapasiteitsimpedânsje wêze? Kapasitânsimpedânsje is in parallelle impedânsje, en wy kinne de formule foar parallelle impedânsje en formule foar refleksjekoeffisient brûke om syn berik te bepalen. Foar dizze parallelle impedânsje wolle wy dat de kapasitansimpedânsje sa grut mooglik is. Oannommen dat de kapasiteitsimpedânsje K -tiden is fan ‘e karakteristike impedânsje fan’ e PCB -bedrading, kin de impedânsje fielde troch it sinjaal by de kondensator wurde krigen neffens de formule foar parallelle impedânsje:

Dat is, neffens dizze ideale berekkening moat de impedânsje fan ‘e kondensator teminsten 9 kear de karakteristike impedânsje fan’ e PCB wêze. Yn feite, as de kondensator wurdt laden, nimt de impedânsje fan ‘e kondensator ta en bliuwt net altyd de leechste impedânsje. Derneist kin elk apparaat parasitêre induktânsje hawwe, wat de impedânsje fergruttet. Dat dizze njoggenfoldige limyt kin wurde ûntspannen. Oannimme yn ‘e folgjende diskusje dat de limyt 5 kear is.

Mei in yndikator fan impedânsje kinne wy ​​bepale hoefolle kapasiteit kin wurde tolereare. De karakteristike impedânsje fan 50 ohms op it circuit board is heul gewoan, dus ik brûkte 50 ohms om it te berekkenjen.

It wurdt konkludearre dat:

Yn dit gefal, as de sinjaalstigingstiid 1ns is, is de kapasiteit minder dan 4 picograms. Oarsom, as de kapasiteit 4 picogram is, is de sinjaalstigingstiid op syn minst 1ns. As de opkomsttiid fan it sinjaal 0.5ns is, sil dizze kapasiteit fan 4 picograms problemen feroarsaakje.

De berekkening hjir is allinich om de ynfloed fan kapasiteit te ferklearjen, it eigentlike circuit is heul kompleks, mear faktoaren moatte wurde beskôge, dus oft de berekkening hjir krekt is, is gjin praktyske betsjutting. De kaai is om te begripen hoe’t kapasiteit it sinjaal beynfloedet fia dizze berekkening. As wy ienris in perceptueel begryp hawwe fan ‘e ynfloed fan elke faktor op’ e printplaat, kinne wy ​​needsaaklike begelieding leverje foar it ûntwerp en witte hoe’t wy problemen kinne analysearje as se foarkomme. Krekte skattingen fereaskje software -emulaasje.

Konklúzje:

1. De kapasitive lading tidens PCB -routing feroarsaket dat it sinjaal fan transmitter -ein downrush produseart, en it sinjaal fan ûntfanger -ein sil ek downrush produsearje.

2. De tolerânsje fan capacitance is besibbe oan ‘e sinjaalstigingstiid, hoe rapper de tiid fan sinjaalstiging, hoe lytser de tolerânsje fan capacitance.