I mange tilfeller, PCB ledninger vil passere gjennom hull, testpunktputer, korte stublinjer, etc., som alle har parasittisk kapasitans, noe som uunngåelig vil påvirke signalet. Kapasitansens innflytelse på signalet bør analyseres fra senderenden og mottakerenden, og det har en effekt på startpunktet og sluttpunktet.

Klikk først for å se virkningen på signalsenderen. Når et raskt stigende trinnsignal når kondensatoren, lades kondensatoren raskt. Ladestrømmen er relatert til hvor fort signalspenningen stiger. Ladestrømformelen er: I = C*dV/dt. Jo høyere kapasitans, jo høyere ladestrøm, desto raskere stiger signalstiden, jo mindre dt, jo høyere blir ladestrømmen.

Vi vet at refleksjonen av et signal er relatert til endringen i impedans som signalet registrerer, så for analyse, la oss se på endringen i impedans som kapasitansen forårsaker. På det innledende stadiet av kondensatorlading uttrykkes impedansen som:

Her er dV faktisk spenningsendringen til trinnsignalet, dt er signalstigningstiden, og kapasitansimpedansformelen blir:

Fra denne formelen kan vi få en veldig viktig informasjon, når trinnsignalet tilføres det innledende stadiet i begge ender av kondensatoren, er kondensatorens impedans relatert til signalstigningstiden og dens kapasitans.

Vanligvis i det innledende stadiet av kondensatorlading er impedansen veldig liten, mindre enn den karakteristiske impedansen til ledninger. Den negative refleksjonen av signalet skjer ved kondensatoren, og det negative spenningssignalet er lagt over det originale signalet, noe som resulterer i at signalet blir redusert ved senderen og det ikke-monotone av signalet på senderen.

For mottakerenden, etter at signalet når mottakerenden, oppstår positiv refleksjon, det reflekterte signalet når kondensatorposisjonen, den slags negativ refleksjon oppstår, og den negative refleksjonsspenningen som reflekteres tilbake til mottakerenden forårsaker også signalet ved mottakeren slutt for å generere nedtur.

For at den reflekterte støyen skal være mindre enn 5% av spenningssvingningen, noe som er tolerabelt for signalet, må impedansendringen være mindre enn 10%. Så hva skal kapasitansimpedansen være? Kapasitansimpedans er en parallellimpedans, og vi kan bruke parallellimpedansformelen og refleksjonskoeffisientformelen for å bestemme dens område. For denne parallelle impedansen vil vi at kapasitansimpedansen skal være så stor som mulig. Forutsatt at kapasitansimpedansen er K -tider for PCB -ledningens karakteristiske impedans, kan impedansen som føltes av signalet ved kondensatoren oppnås i henhold til parallellimpedansformelen:

Det vil si at ifølge denne ideelle beregningen må kondensatorens impedans være minst 9 ganger den karakteristiske impedansen til PCB. Når kondensatoren er ladet, øker faktisk kondensatorens impedans og forblir ikke alltid den laveste impedansen. I tillegg kan hver enhet ha parasittisk induktans, noe som øker impedansen. Så denne ni ganger grensen kan lempes. I den følgende diskusjonen antar du at grensen er 5 ganger.

Med en indikator på impedans kan vi bestemme hvor mye kapasitans som kan tåles. 50 ohm karakteristisk impedans på kretskortet er veldig vanlig, så jeg brukte 50 ohm for å beregne det.

Det konkluderes med at:

I dette tilfellet, hvis signalstigningstiden er 1ns, er kapasitansen mindre enn 4 pikogram. Omvendt, hvis kapasitansen er 4 pikogram, er signalstigningstiden i beste fall 1ns. Hvis signalstigningstiden er 0.5ns, vil denne 4 pikogramskapasitansen forårsake problemer.

Beregningen her er bare for å forklare påvirkning av kapasitans, den faktiske kretsen er veldig kompleks, flere faktorer må vurderes, så om beregningen her er nøyaktig er ikke praktisk betydning. Nøkkelen er å forstå hvordan kapasitans påvirker signalet gjennom denne beregningen. Når vi har en perceptuell forståelse av virkningen av hver faktor på kretskortet, kan vi gi nødvendig veiledning for designet og vite hvordan vi skal analysere problemer når de oppstår. Nøyaktige estimater krever programvareemulering.

Konklusjon:

1. Den kapasitive belastningen under PCB -ruting får signalet fra senderenden til å produsere nedstrømning, og signalet fra mottakerenden vil også produsere nedstrømning.

2. Kapasitansens toleranse er relatert til signalstigningstiden, jo raskere signalstigningstiden er, desto mindre er toleransen for kapasitans.