Daugeliu atvejų, PCB laidai praeis per skyles, bandymo taškų pagalvėles, trumpas stuburo linijas ir pan., kurie visi turi parazitinę talpą, kuri neišvengiamai paveiks signalą. Talpos įtaka signalui turėtų būti analizuojama iš perduodančiojo ir priimančiojo galų, ir tai turi įtakos pradžios ir pabaigos taškui.

Pirmiausia spustelėkite norėdami pamatyti poveikį signalo siųstuvui. Kai sparčiai didėjantis žingsnio signalas pasiekia kondensatorių, jis greitai įkraunamas. Įkrovimo srovė yra susijusi su tuo, kaip greitai kyla signalo įtampa. Įkrovimo srovės formulė yra tokia: I = C*dV/dt. Kuo didesnė talpa, tuo didesnė įkrovimo srovė, tuo greitesnis signalo pakilimo laikas, tuo mažesnis dt, taip pat padidina įkrovimo srovę.

Mes žinome, kad signalo atspindys yra susijęs su signalo juntamos varžos pokyčiu, todėl analizei pažvelkime į impedancijos pokyčius, kuriuos sukelia talpa. Pradiniame kondensatoriaus įkrovimo etape varža yra išreikšta taip:

Čia dV iš tikrųjų yra žingsnio signalo įtampos pokytis, dt yra signalo kilimo laikas, o talpos varžos formulė tampa:

Iš šios formulės galime gauti labai svarbią informaciją, kai žingsnio signalas yra taikomas pradinei pakopai abiejuose kondensatoriaus galuose, kondensatoriaus varža yra susijusi su signalo kilimo laiku ir jo talpa.

Paprastai pradiniame kondensatoriaus įkrovimo etape varža yra labai maža, mažesnė nei būdinga laidų varža. Neigiamas signalo atspindys įvyksta kondensatoriuje, o neigiamos įtampos signalas sutampa su pradiniu signalu, todėl siųstuvo signalas nuslūgsta, o siųstuvas-nemonotoniškai.

Priimančiam galui, signalui pasiekus priėmimo galą, įvyksta teigiamas atspindys, atspindėtas signalas pasiekia kondensatoriaus padėtį, atsiranda toks neigiamas atspindys, o neigiama atspindžio įtampa, atsispindėjusi atgal į priėmimo galą, taip pat sukelia signalą priimančiame pabaigos, kad susidarytų susilpnėjimas.

Kad atspindėtas triukšmas būtų mažesnis nei 5% įtampos svyravimo, kuris yra toleruojamas signalui, varža turi būti mažesnė nei 10%. Taigi kokia turėtų būti talpos varža? Talpos varža yra lygiagreti varža, todėl jos diapazonui nustatyti galime naudoti lygiagrečiosios varžos formulę ir atspindžio koeficiento formulę. Dėl šios lygiagrečios varžos norime, kad talpos varža būtų kuo didesnė. Darant prielaidą, kad talpos varža yra K kartų PCB laidų charakteristinė varža, impedanciją, kurią jaučia signalas prie kondensatoriaus, galima gauti pagal lygiagrečiosios varžos formulę:

Tai yra, pagal šį idealų skaičiavimą, kondensatoriaus varža turi būti bent 9 kartus didesnė už charakteristinę PCB varžą. Tiesą sakant, įkraunant kondensatorių, kondensatoriaus varža padidėja ir ne visada išlieka mažiausia varža. Be to, kiekvienas prietaisas gali turėti parazitinį induktyvumą, kuris padidina varžą. Taigi šią devynių kartų ribą galima sušvelninti. Toliau aptarkite, kad riba yra 5 kartus.

Naudodami varžos rodiklį, galime nustatyti, kiek talpos galima toleruoti. 50 omų charakteristinė varža grandinės plokštėje yra labai dažna, todėl ją apskaičiavau naudodamas 50 omų.

Daroma išvada, kad:

Šiuo atveju, jei signalo kilimo laikas yra 1ns, talpa yra mažesnė nei 4 pikogramos. Ir atvirkščiai, jei talpa yra 4 pikogramos, signalo pakilimo laikas geriausiu atveju yra 1ns. Jei signalo pakilimo laikas yra 0.5ns, ši 4 pikogramų talpa sukels problemų.

Skaičiavimas čia yra tik siekiant paaiškinti talpos įtaką, tikroji grandinė yra labai sudėtinga, reikia atsižvelgti į daugiau veiksnių, todėl tai, ar skaičiavimas čia tikslus, nėra praktinė reikšmė. Svarbiausia yra suprasti, kaip talpa turi įtakos signalui per šį skaičiavimą. Suvokdami kiekvieno veiksnio įtaką grandinės plokštei, galime pateikti reikiamų gairių projektavimui ir žinoti, kaip analizuoti problemas, kai jos iškyla. Tiksliems įvertinimams reikalinga programinės įrangos emuliacija.

Išvada:

1. Talpinė apkrova per PCB maršrutą sukelia siųstuvo galo signalo susilpnėjimą, o imtuvo galo signalas taip pat sumažina.

2. Talpos tolerancija yra susijusi su signalo kilimo laiku, kuo greitesnis signalo pakilimo laikas, tuo mažesnė talpos tolerancija.