U puno slučajeva, PCB ožičenje će prolaziti kroz rupe, jastučiće za ispitne točke, kratke klinove itd., a svi oni imaju parazitski kapacitet, što će neizbježno utjecati na signal. Utjecaj kapacitivnosti na signal treba analizirati s odašiljačkog i prijemnog kraja, a on ima utjecaj na početnu i krajnju točku.

Prvo kliknite kako biste vidjeli utjecaj na odašiljač signala. Kad signal brzog koraka dopre do kondenzatora, kondenzator se brzo puni. Struja punjenja povezana je s brzinom podizanja napona signala. Formula struje punjenja je: I = C*dV/dt. Što je veći kapacitet, veća je struja punjenja, brže je vrijeme porasta signala, manji dt, također čini struju punjenja većom.

Znamo da je odraz signala povezan s promjenom impedancije koju signal osjeća, pa za analizu pogledajmo promjenu impedancije koju uzrokuje kapacitet. U početnoj fazi punjenja kondenzatora, impedancija se izražava kao:

Ovdje je dV zapravo promjena napona koračnog signala, dt je vrijeme porasta signala, a formula impedanse kapacitivnosti postaje:

Iz ove formule možemo dobiti vrlo važnu informaciju, kada se koračni signal primijeni na početnu fazu na oba kraja kondenzatora, impedancija kondenzatora povezana je s vremenom porasta signala i njegovim kapacitetom.

Obično je u početnoj fazi punjenja kondenzatora impedancija vrlo mala, manja od karakteristične impedancije ožičenja. Negativna refleksija signala javlja se na kondenzatoru, a signal negativnog napona nadređen je izvornom signalu, što rezultira potiskivanjem signala na odašiljaču i nemonotonijom signala na odašiljaču.

Za prijemni kraj, nakon što signal dosegne do prijemnog kraja, dolazi do pozitivne refleksije, reflektirani signal doseže položaj kondenzatora, dolazi do takve negativne refleksije, a napon negativne refleksije reflektiran natrag na prijemni kraj također uzrokuje signal na prijemnom kraju kraj generirati pad.

Da bi reflektirana buka bila manja od 5% zamaha napona, što je za signal prihvatljivo, promjena impedancije mora biti manja od 10%. Kolika bi trebala biti impedancija kapacitivnosti? Impedancija kapaciteta je paralelna impedancija, a za određivanje njezinog raspona možemo koristiti formulu paralelne impedancije i formulu koeficijenta refleksije. Za ovu paralelnu impedanciju želimo da impedancija kapaciteta bude što veća. Pod pretpostavkom da je impedancija kapaciteta K puta od karakteristične impedanse ožičenja PCB -a, impedancija koju osjeća signal na kondenzatoru može se dobiti prema formuli paralelne impedanse:

To jest, prema ovom idealnom izračunu, impedancija kondenzatora mora biti najmanje 9 puta veća od karakteristične impedancije PCB -a. U stvari, kako se kondenzator napuni, impedancija kondenzatora raste i ne ostaje uvijek najmanja impedancija. Osim toga, svaki uređaj može imati parazitsku induktivnost, što povećava impedanciju. Tako se ova granica od devet puta može ublažiti. U sljedećoj raspravi pretpostavite da je granica 5 puta.

S pokazateljem impedancije možemo odrediti koliko se kapacitet može tolerirati. Karakteristična impedancija od 50 ohma na ploči vrlo je česta, pa sam za izračun upotrijebio 50 ohma.

Zaključuje se da:

U tom slučaju, ako je vrijeme porasta signala 1ns, kapacitet je manji od 4 pikograma. Obrnuto, ako je kapacitet 4 pikograma, vrijeme porasta signala je u najboljem slučaju 1ns. Ako je vrijeme porasta signala 0.5 ns, ovaj kapacitet od 4 pikograma uzrokovat će probleme.

Ovdje je izračun samo za objašnjenje utjecaja kapacitivnosti, stvarni krug je vrlo složen, potrebno je uzeti u obzir više faktora, pa nije li praktičan značaj točan izračun ovdje. Ključno je razumjeti kako kapacitet utječe na signal kroz ovaj izračun. Nakon što imamo perceptivno razumijevanje utjecaja svakog faktora na pločicu, možemo vam pružiti potrebne smjernice za dizajn i znati analizirati probleme kada se pojave. Točne procjene zahtijevaju softversku emulaciju.

Zaključak:

1. Kapacitivno opterećenje tijekom usmjeravanja PCB -a uzrokuje smanjenje signala s kraja odašiljača, a signal s kraja prijemnika također će uzrokovati pad.

2. Tolerancija kapacitivnosti povezana je s vremenom porasta signala, što je brže vrijeme porasta signala, manja je tolerancija kapaciteta.