In molti casi, PCB il cablaggio passerà attraverso fori, punti di prova, brevi linee di derivazione, ecc., Tutti i quali hanno una capacità parassita, che inevitabilmente influenzerà il segnale. L’influenza della capacità sul segnale dovrebbe essere analizzata dall’estremità trasmittente e dall’estremità ricevente e ha un effetto sul punto iniziale e sul punto finale.

Primo clic per vedere l’impatto sul trasmettitore di segnale. Quando un segnale di gradino in rapida crescita raggiunge il condensatore, il condensatore viene caricato rapidamente. La corrente di carica è correlata alla velocità con cui aumenta la tensione del segnale. La formula della corrente di carica è: I=C*dV/dt. Maggiore è la capacità, maggiore è la corrente di carica, più veloce è il tempo di salita del segnale, minore è anche il dt, maggiore è la corrente di carica.

Sappiamo che la riflessione di un segnale è correlata alla variazione di impedenza che il segnale rileva, quindi per l’analisi, diamo un’occhiata alla variazione di impedenza provocata dalla capacità. Nella fase iniziale della carica del condensatore, l’impedenza è espressa come:

Qui, dV è in realtà la variazione di tensione del segnale di gradino, dt è il tempo di salita del segnale e la formula dell’impedenza di capacità diventa:

Da questa formula, possiamo ottenere un’informazione molto importante, quando il segnale di gradino viene applicato allo stadio iniziale ad entrambe le estremità del condensatore, l’impedenza del condensatore è correlata al tempo di salita del segnale e alla sua capacità.

Di solito nella fase iniziale della carica del condensatore, l’impedenza è molto piccola, inferiore all’impedenza caratteristica del cablaggio. La riflessione negativa del segnale si verifica sul condensatore e il segnale di tensione negativo si sovrappone al segnale originale, determinando la spinta verso il basso del segnale al trasmettitore e la non monotonia del segnale al trasmettitore.

Per l’estremità ricevente, dopo che il segnale raggiunge l’estremità ricevente, si verifica una riflessione positiva, il segnale riflesso raggiunge la posizione del condensatore, si verifica quel tipo di riflessione negativa e la tensione di riflessione negativa riflessa all’estremità ricevente provoca anche il segnale alla ricezione fine per generare un decremento.

Affinché il rumore riflesso sia inferiore al 5% dell’oscillazione di tensione, che è tollerabile per il segnale, la variazione di impedenza deve essere inferiore al 10%. Quindi quale dovrebbe essere l’impedenza di capacità? L’impedenza di capacità è un’impedenza parallela e possiamo usare la formula dell’impedenza parallela e la formula del coefficiente di riflessione per determinarne l’intervallo. Per questa impedenza parallela, vogliamo che l’impedenza di capacità sia la più grande possibile. Supponendo che l’impedenza di capacità sia K volte l’impedenza caratteristica del cablaggio del PCB, l’impedenza percepita dal segnale al condensatore può essere ottenuta secondo la formula dell’impedenza parallela:

Cioè, secondo questo calcolo ideale, l’impedenza del condensatore deve essere almeno 9 volte l’impedenza caratteristica del PCB. Infatti, man mano che il condensatore si carica, l’impedenza del condensatore aumenta e non sempre rimane l’impedenza più bassa. Inoltre, ogni dispositivo può avere un’induttanza parassita, che aumenta l’impedenza. Quindi questo limite di nove volte può essere allentato. Nella discussione seguente, supponiamo che il limite sia 5 volte.

Con un indicatore di impedenza, possiamo determinare quanta capacità può essere tollerata. L’impedenza caratteristica di 50 ohm sul circuito è molto comune, quindi ho usato 50 ohm per calcolarla.

Si conclude che:

In questo caso, se il tempo di salita del segnale è 1ns, la capacità è inferiore a 4 picogrammi. Al contrario, se la capacità è di 4 picogrammi, il tempo di salita del segnale è al massimo di 1 ns. Se il tempo di salita del segnale è 0.5 ns, questa capacità di 4 picogrammi causerà problemi.

Il calcolo qui serve solo a spiegare l’influenza della capacità, il circuito effettivo è molto complesso, è necessario considerare più fattori, quindi se il calcolo qui è accurato non ha un significato pratico. La chiave è capire come la capacità influenza il segnale attraverso questo calcolo. Una volta che abbiamo una comprensione percettiva dell’impatto di ciascun fattore sul circuito stampato, possiamo fornire la guida necessaria per la progettazione e sapere come analizzare i problemi quando si verificano. Stime accurate richiedono l’emulazione del software.

Conclusione:

1. Il carico capacitivo durante l’instradamento del PCB fa sì che il segnale dell’estremità del trasmettitore produca un downrush e anche il segnale dell’estremità del ricevitore produrrà un downrush.

2. La tolleranza della capacità è correlata al tempo di salita del segnale, più veloce è il tempo di salita del segnale, minore è la tolleranza della capacità.