En moitos casos, PCB o cableado pasará por buratos, almofadas de proba, liñas curtas, etc., todas elas con capacidade parásita, que inevitablemente afectarán ao sinal. A influencia da capacidade no sinal debe analizarse desde o extremo transmisor e o extremo receptor, e ten un efecto no punto inicial e no punto final.

Primeiro fai clic para ver o impacto no transmisor de sinal. Cando un sinal de paso que sube rapidamente chega ao condensador, o condensador cárgase rapidamente. A corrente de carga está relacionada coa rapidez coa que aumenta a tensión do sinal. A fórmula actual de carga é: I = C * dV / dt. Canto maior sexa a capacidade, maior será a corrente de carga, máis rápido será o tempo de subida do sinal, menor dt tamén aumentará a intensidade de carga.

Sabemos que a reflexión dun sinal está relacionada co cambio de impedancia que detecta o sinal, polo que, para a súa análise, vexamos o cambio de impedancia que provoca a capacidade. Na fase inicial de carga do condensador, a impedancia exprésase como:

Aquí, dV é realmente o cambio de tensión do sinal de paso, dt é o tempo de subida do sinal e a fórmula da impedancia de capacidade convértese en:

A partir desta fórmula, podemos obter unha información moi importante, cando o sinal de paso se aplica á etapa inicial nos dous extremos do condensador, a impedancia do condensador está relacionada co tempo de subida do sinal e a súa capacidade.

Normalmente na fase inicial de carga do condensador, a impedancia é moi pequena, inferior á impedancia característica do cableado. A reflexión negativa do sinal prodúcese no condensador e a sinal de tensión negativa superpóñese co sinal orixinal, dando lugar ao descenso do sinal no transmisor e á non monotonía do sinal no transmisor.

Para o extremo receptor, despois de que o sinal chegue ao extremo receptor, prodúcese unha reflexión positiva, o sinal reflectido chega á posición do condensador, prodúcese ese tipo de reflexión negativa e a tensión de reflexión negativa reflectida ao extremo receptor tamén provoca o sinal na recepción. finalizar para xerar baixada.

Para que o ruído reflectido sexa inferior ao 5% do balance de tensión, o que é tolerable para o sinal, o cambio de impedancia debe ser inferior ao 10%. Entón, cal debe ser a impedancia de capacidade? A impedancia de capacidade é unha impedancia paralela e podemos usar a fórmula da impedancia paralela e a fórmula do coeficiente de reflexión para determinar o seu rango. Para esta impedancia paralela, queremos que a impedancia de capacidade sexa o máis grande posible. Supoñendo que a impedancia de capacidade é K veces da impedancia característica do cableado da PCB, a impedancia sentida polo sinal no condensador pódese obter segundo a fórmula de impedancia paralela:

É dicir, segundo este cálculo ideal, a impedancia do condensador debe ser polo menos 9 veces a impedancia característica do PCB. De feito, ao cargarse o condensador, a impedancia do condensador aumenta e non sempre permanece como a impedancia máis baixa. Ademais, cada dispositivo pode ter indutancia parasitaria, o que aumenta a impedancia. Así, este límite de nove veces pode relaxarse. Na seguinte discusión, supoña que o límite é 5 veces.

Cun indicador de impedancia, podemos determinar a cantidade de capacidade que se pode tolerar. A impedancia característica de 50 ohmios na placa de circuíto é moi común, polo que usei 50 ohmios para calculalo.

Conclúese que:

Neste caso, se o tempo de subida do sinal é de 1ns, a capacidade é inferior a 4 picogramas. Pola contra, se a capacidade é de 4 picogramos, o tempo de subida do sinal é 1ns no mellor dos casos. Se o tempo de subida do sinal é de 0.5ns, esta capacidade de 4 picogramos causará problemas.

O cálculo aquí só é para explicar a influencia da capacitancia, o circuíto real é moi complexo, hai que ter en conta máis factores, polo tanto, se o cálculo aquí é preciso non é unha importancia práctica. A clave é comprender como afecta a capacidade ao sinal a través deste cálculo. Unha vez que temos unha comprensión perceptiva do impacto de cada factor na placa de circuíto, podemos proporcionar as orientacións necesarias para o deseño e saber analizar os problemas cando se producen. As estimacións precisas requiren unha emulación de software.

Conclusión:

1. A carga capacitiva durante o enrutamento de PCB fai que o sinal do extremo do transmisor produza baixada e o sinal do extremo do receptor tamén producirá baixada.

2. A tolerancia da capacidade está relacionada co tempo de subida do sinal, canto máis rápido sexa o tempo de subida do sinal, menor será a tolerancia da capacidade.