Riflessjoni tat-tagħbija kapaċitattiva waqt il-wajers tal-PCB

F’ħafna każijiet, PCB il-wajers jgħaddu minn toqob, pads tal-post tat-test, linji qosra stub, eċċ., li kollha għandhom kapaċità parassita, li inevitabbilment taffettwa s-sinjal. L-influwenza tal-kapaċitanza fuq is-sinjal għandha tiġi analizzata mit-tarf li jittrasmetti u mit-tarf li jirċievi, u għandu effett fuq il-punt tat-tluq u l-punt tat-tarf.

ipcb

L-ewwel ikklikkja biex tara l-impatt fuq it-trasmettitur tas-sinjal. Meta sinjal tal-pass li jogħla malajr jilħaq il-kapaċitatur, il-kapaċitatur jiġi ċċarġjat malajr. Il-kurrent tal-iċċarġjar huwa relatat ma ‘kemm il-vultaġġ tas-sinjal jogħla malajr. Il-formula tal-kurrent tal-iċċarġjar hija: I = C * dV / dt. Aktar ma tkun għolja l-kapaċitanza, iktar ikun għoli l-kurrent tal-iċċarġjar, iktar ikun mgħaġġel il-ħin tat-tlugħ tas-sinjal, iżgħar dt, tagħmel ukoll iktar ikun għoli l-kurrent tal-iċċarġjar.

 

Nafu li r-riflessjoni ta ‘sinjal hija relatata mal-bidla fl-impedenza li s-sinjal iħoss, allura għall-analiżi, ejja nħarsu lejn il-bidla fl-impedenza li tikkawża l-kapaċitanza. Fl-istadju inizjali tal-iċċarġjar tal-kapaċitatur, l-impedenza hija espressa bħala:

Hawnhekk, dV huwa fil-fatt il-bidla fil-vultaġġ tas-sinjal tal-pass, dt huwa l-ħin tat-tlugħ tas-sinjal, u l-formula tal-impedenza tal-kapaċitanza ssir:

Minn din il-formula, nistgħu niksbu informazzjoni importanti ħafna, meta s-sinjal tal-pass jiġi applikat għall-istadju inizjali fiż-żewġt itruf tal-kapaċitatur, l-impedenza tal-kapaċitatur hija relatata mal-ħin ta ‘żieda tas-sinjal u l-kapaċitanza tiegħu.

Normalment fl-istadju inizjali tal-iċċarġjar tal-kapaċitatur, l-impedenza hija żgħira ħafna, inqas mill-impedenza karatteristika tal-wajers. Ir-riflessjoni negattiva tas-sinjal isseħħ fil-kapaċitatur, u s-sinjal tal-vultaġġ negattiv huwa superimpost mas-sinjal oriġinali, li jirriżulta fit-twaqqigħ tas-sinjal fit-trasmettitur u n-non-monotoniku tas-sinjal fit-trasmettitur.

Għat-tarf li jirċievi, wara li s-sinjal jilħaq it-tarf li jirċievi, isseħħ riflessjoni pożittiva, is-sinjal rifless jilħaq il-pożizzjoni tal-kapaċitatur, iseħħ dak it-tip ta ’riflessjoni negattiva, u l-vultaġġ ta’ riflessjoni negattiva rifless lura lejn it-tarf li jirċievi jikkawża wkoll is-sinjal li jirċievi. tmiem biex tiġġenera tnaqqis.

Sabiex il-ħoss rifless ikun inqas minn 5% tal-swing tal-vultaġġ, li huwa tollerabbli għas-sinjal, il-bidla tal-impedenza għandha tkun inqas minn 10%. Allura x’għandha tkun l-impedenza tal-kapaċitanza? L-impedenza tal-kapaċità hija impedenza parallela, u nistgħu nużaw il-formula tal-impedenza parallela u l-formula tal-koeffiċjent tar-riflessjoni biex niddeterminaw il-firxa tagħha. Għal din l-impedenza parallela, irridu li l-impedenza tal-kapaċitanza tkun kbira kemm jista ‘jkun. Jekk wieħed jassumi li l-impedenza tal-kapaċitanza hija K darbiet tal-impedenza karatteristika tal-wajers tal-PCB, l-impedenza li tinħass mis-sinjal fil-kapaċitatur tista ‘tinkiseb skont il-formula tal-impedenza parallela:

Jiġifieri, skont dan il-kalkolu ideali, l-impedenza tal-kapaċitatur għandha tkun mill-inqas 9 darbiet l-impedenza karatteristika tal-PCB. Fil-fatt, hekk kif il-kapaċitatur jiġi ċċarġjat, l-impedenza tal-kapaċitatur tiżdied u mhux dejjem tibqa ‘l-inqas impedenza. Barra minn hekk, kull apparat jista ‘jkollu induttanza parassita, li żżid l-impedenza. Allura dan il-limitu ta ‘disa’ darbiet jista ‘jkun rilassat. Fid-diskussjoni li ġejja, assumi li l-limitu huwa 5 darbiet.

B’indikatur ta ‘impedenza, nistgħu niddeterminaw kemm kapaċitanza tista’ tiġi ttollerata. L-impedenza karatteristika ta ’50 ohms fuq il-bord taċ-ċirkwit hija komuni ħafna, għalhekk użajt 50 ohms biex nikkalkulaha.

Huwa konkluż li:

F’dan il-każ, jekk il-ħin ta ‘żieda tas-sinjal huwa 1ns, il-kapaċitanza hija inqas minn 4 pikogrammi. Bil-maqlub, jekk il-kapaċitanza hija ta ‘4 pikogrammi, il-ħin ta’ żieda tas-sinjal huwa l-aħjar 1ns. Jekk il-ħin ta ‘żieda tas-sinjal huwa 0.5ns, din il-kapaċitanza ta’ 4 pikogrammi tikkawża problemi.

Il-kalkolu hawnhekk huwa biss biex jispjega l-influwenza tal-kapaċitanza, iċ-ċirkwit attwali huwa kumpless ħafna, jeħtieġ li jiġu kkunsidrati aktar fatturi, allura jekk il-kalkolu hawnhekk huwiex preċiż mhuwiex sinifikat prattiku. Iċ-ċavetta hija li tifhem kif il-kapaċitanza taffettwa s-sinjal permezz ta ‘dan il-kalkolu. Ladarba jkollna fehma perċettiva tal-impatt ta ‘kull fattur fuq il-bord taċ-ċirkwit, nistgħu nipprovdu l-gwida meħtieġa għad-disinn u nkunu nafu kif tanalizza l-problemi meta jseħħu. Stimi preċiżi jeħtieġu emulazzjoni tas-softwer.

Konklużjoni:

1. It-tagħbija abilità waqt ir-rotta tal-PCB tikkawża li s-sinjal tat-tarf tat-trasmettitur jipproduċi downrush, u s-sinjal tat-tarf tar-riċevitur jipproduċi wkoll downrush.

2. It-tolleranza tal-kapaċitanza hija relatata mal-ħin tat-tlugħ tas-sinjal, iktar ma jkun mgħaġġel il-ħin tat-tlugħ tas-sinjal, iktar tkun żgħira t-tolleranza tal-kapaċitanza.