Reflektimi kapacitiv i ngarkesës gjatë instalimeve elektrike të PCB

Ne shume raste, PCB instalimet elektrike do të kalojnë nëpër vrima, pllaka spote testimi, vija të shkurtra cungu, etj., të gjitha këto kanë kapacitet parazitar, të cilat në mënyrë të pashmangshme do të ndikojnë në sinjal. Ndikimi i kapacitetit në sinjal duhet të analizohet nga fundi i transmetimit dhe ai i marrjes, dhe ai ka një efekt në pikënisjen dhe pikën përfundimtare.

ipcb

Klikoni së pari për të parë ndikimin në transmetuesin e sinjalit. Kur një sinjal hapi që rritet me shpejtësi arrin në kondensator, kondensatori ngarkohet shpejt. Rryma e ngarkimit lidhet me sa shpejt rritet tensioni i sinjalit. Formula aktuale e karikimit është: I = C*dV/dt. Sa më i lartë të jetë kapaciteti, aq më e lartë është rryma e karikimit, aq më shpejt koha e ngritjes së sinjalit, aq më e vogël dt, gjithashtu bën më të lartë rrymën e karikimit.

 

Ne e dimë se reflektimi i një sinjali lidhet me ndryshimin e rezistencës që sinjali ndjen, kështu që për analizë, le të shohim ndryshimin e rezistencës që shkakton kapaciteti. Në fazën fillestare të ngarkimit të kondensatorit, rezistenca shprehet si:

Këtu, dV është në fakt ndryshimi i tensionit të sinjalit të hapit, dt është koha e ngritjes së sinjalit, dhe formula e rezistencës së kapacitetit bëhet:

Nga kjo formulë, ne mund të marrim një informacion shumë të rëndësishëm, kur sinjali i hapit aplikohet në fazën fillestare në të dy skajet e kondensatorit, rezistenca e kondensatorit lidhet me kohën e ngritjes së sinjalit dhe kapacitetin e tij.

Zakonisht në fazën fillestare të ngarkimit të kondensatorit, rezistenca është shumë e vogël, më pak se rezistenca karakteristike e instalimeve elektrike. Reflektimi negativ i sinjalit ndodh në kondensator, dhe sinjali i tensionit negativ mbivendoset me sinjalin origjinal, duke rezultuar në rënien e sinjalit në transmetues dhe jo-monotonik të sinjalit në transmetues.

Për fundin e marrjes, pasi sinjali të arrijë në fundin e marrjes, ndodh reflektimi pozitiv, sinjali i reflektuar arrin pozicionin e kondensatorit, ndodh ai lloj reflektimi negativ dhe tensioni reflektues negativ i reflektuar përsëri në skajin e marrjes gjithashtu shkakton sinjalin në marrës fund për të gjeneruar downrush.

Në mënyrë që zhurma e reflektuar të jetë më pak se 5% e lëvizjes së tensionit, e cila është e tolerueshme për sinjalin, ndryshimi i rezistencës duhet të jetë më pak se 10%. Pra cila duhet të jetë rezistenca e kapacitetit? Impedanca e kapacitetit është një rezistencë paralele, dhe ne mund të përdorim formulën e rezistencës paralele dhe formulën e koeficientit të reflektimit për të përcaktuar gamën e saj. Për këtë rezistencë paralele, ne duam që rezistenca e kapacitetit të jetë sa më e madhe. Duke supozuar se rezistenca e kapacitetit është K herë e rezistencës karakteristike të telave të PCB, rezistenca e ndjerë nga sinjali në kondensator mund të merret sipas formulës së rezistencës paralele:

Kjo do të thotë, sipas kësaj llogaritje ideale, rezistenca e kondensatorit duhet të jetë së paku 9 herë rezistenca karakteristike e PCB. Në fakt, ndërsa kondensatori është i ngarkuar, rezistenca e kondensatorit rritet dhe jo gjithmonë mbetet rezistenca më e ulët. Përveç kësaj, çdo pajisje mund të ketë induktancë parazitare, e cila rrit rezistencën. Pra, ky kufi nëntëfish mund të zbutet. Në diskutimin vijues, supozoni se kufiri është 5 herë.

Me një tregues të rezistencës, ne mund të përcaktojmë se sa kapacitet mund të tolerohet. Pengesa karakteristike 50 ohms në tabelën e qarkut është shumë e zakonshme, kështu që kam përdorur 50 ohmë për ta llogaritur atë.

Përfundohet se:

Në këtë rast, nëse koha e ngritjes së sinjalit është 1ns, kapaciteti është më pak se 4 pikogramë. Në të kundërt, nëse kapaciteti është 4 pikogramë, koha e ngritjes së sinjalit është 1ns në rastin më të mirë. Nëse koha e ngritjes së sinjalit është 0.5ns, kjo kapacitet 4 pikograme do të shkaktojë probleme.

Llogaritja këtu është vetëm për të shpjeguar ndikimin e kapacitetit, qarku aktual është shumë kompleks, duhet të merren parasysh më shumë faktorë, kështu që nëse llogaritja këtu është e saktë nuk ka rëndësi praktike. Çelësi është të kuptoni se si kapaciteti ndikon në sinjal përmes kësaj llogaritje. Pasi të kemi një kuptim perceptues të ndikimit të secilit faktor në tabelën e qarkut, ne mund të japim udhëzimet e nevojshme për dizajnin dhe të dimë se si të analizojmë problemet kur ato shfaqen. Vlerësimet e sakta kërkojnë emulim të softuerit.

Përfundim:

1. Ngarkesa kapacitive gjatë rrugëzimit të PCB bën që sinjali i fundit të transmetuesit të prodhojë zbritje, dhe sinjali i fundit të marrësit gjithashtu do të prodhojë zbritje.

2. Toleranca e kapacitetit lidhet me kohën e ngritjes së sinjalit, sa më shpejt koha e ngritjes së sinjalit, aq më e vogël është toleranca e kapacitetit.