În multe cazuri, PCB cablajul va trece prin găuri, tampoane de testare, linii scurte, etc., toate având capacitate parazită, care va afecta inevitabil semnalul. Influența capacității asupra semnalului ar trebui analizată de la capătul de transmisie și capătul de recepție și are un efect asupra punctului de pornire și a punctului final.

Mai întâi faceți clic pentru a vedea impactul asupra emițătorului de semnal. Când un semnal de pas în creștere rapidă ajunge la condensator, condensatorul este încărcat rapid. Curentul de încărcare este legat de viteza cu care crește tensiunea semnalului. Formula curentului de încărcare este: I = C * dV / dt. Cu cât este mai mare capacitatea, cu atât este mai mare curentul de încărcare, cu atât timpul de creștere a semnalului este mai rapid, cu atât dt este mai mic, cu atât crește curentul de încărcare.

Știm că reflectarea unui semnal este legată de schimbarea impedanței pe care o detectează semnalul, așa că, pentru analiză, să analizăm schimbarea impedanței cauzată de capacitate. În etapa inițială de încărcare a condensatorului, impedanța este exprimată ca:

Aici, dV este de fapt schimbarea de tensiune a semnalului de pas, dt este timpul de creștere a semnalului și formula de impedanță a capacității devine:

Din această formulă, putem obține o informație foarte importantă, când semnalul de pas este aplicat la etapa inițială la ambele capete ale condensatorului, impedanța condensatorului este legată de timpul de creștere a semnalului și capacitatea acestuia.

De obicei, în etapa inițială de încărcare a condensatorului, impedanța este foarte mică, mai mică decât impedanța caracteristică a cablării. Reflecția negativă a semnalului are loc la condensator, iar semnalul de tensiune negativă este suprapus cu semnalul original, rezultând în coborârea semnalului la transmițător și non-monotonă a semnalului la transmițător.

Pentru capătul de recepție, după ce semnalul ajunge la capătul de recepție, are loc reflexia pozitivă, semnalul reflectat ajunge la poziția condensatorului, apare acel tip de reflexie negativă și tensiunea de reflecție negativă reflectată înapoi la capătul de recepție provoacă, de asemenea, semnalul la recepție. sfârșitul pentru a genera downrush.

Pentru ca zgomotul reflectat să fie mai mic de 5% din oscilația tensiunii, ceea ce este tolerabil pentru semnal, schimbarea impedanței trebuie să fie mai mică de 10%. Deci, care ar trebui să fie impedanța capacității? Impedanța de capacitate este o impedanță paralelă și putem folosi formula de impedanță paralelă și formula coeficientului de reflecție pentru a determina domeniul său. Pentru această impedanță paralelă, dorim ca impedanța capacității să fie cât mai mare posibil. Presupunând că impedanța capacității este de K ori a impedanței caracteristice a cablării PCB, impedanța resimțită de semnal la condensator poate fi obținută conform formulei de impedanță paralelă:

Adică, conform acestui calcul ideal, impedanța condensatorului trebuie să fie de cel puțin 9 ori impedanța caracteristică a PCB-ului. De fapt, pe măsură ce condensatorul este încărcat, impedanța condensatorului crește și nu rămâne întotdeauna cea mai mică impedanță. În plus, fiecare dispozitiv poate avea inductanță parazită, ceea ce crește impedanța. Deci, această limită de nouă ori poate fi relaxată. În următoarea discuție, presupuneți că limita este de 5 ori.

Cu un indicator de impedanță, putem determina cât de multă capacitate poate fi tolerată. Impedanța caracteristică de 50 ohmi de pe placa de circuit este foarte comună, așa că am folosit 50 ohmi pentru a o calcula.

Se concluzionează că:

În acest caz, dacă timpul de creștere a semnalului este de 1ns, capacitatea este mai mică de 4 picograme. În schimb, dacă capacitatea este de 4 picograme, timpul de creștere a semnalului este cel mult 1ns. Dacă timpul de creștere a semnalului este de 0.5ns, această capacitate de 4 picograme va cauza probleme.

Calculul aici este doar pentru a explica influența capacității, circuitul real este foarte complex, trebuie luați în considerare mai mulți factori, deci dacă calculul este corect nu este o semnificație practică. Cheia este de a înțelege modul în care capacitatea afectează semnalul prin acest calcul. Odată ce avem o înțelegere perceptivă a impactului fiecărui factor asupra plăcii de circuite, putem oferi îndrumările necesare pentru proiectare și putem ști cum să analizăm problemele atunci când apar. Estimările exacte necesită o emulare a software-ului.

Concluzie:

1. Sarcina capacitivă în timpul rutare PCB face ca semnalul capătului emițătorului să producă coborâre, iar semnalul capătului receptorului va produce, de asemenea, coborâre.

2. Toleranța capacității este legată de timpul de creștere a semnalului, cu cât timpul de creștere a semnalului este mai rapid, cu atât este mai mică toleranța capacității.