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PCB走线中途容性负载反射

2022-06-15 13:13分类:电子元器件 阅读:

 

PCB布线半途溶性负荷反射面

  许多情况下,PCB布线半途会历经过孔、测试用例焊层、短的stub线等,都存有分布电容,必定对数据信号产生危害。布线半途的电容器对讯号的危害要从发送端和接纳端2个层面剖析,对起始点和终点站都是有危害。

  最先按看一下对数据信号发送端危害。当一个迅速提升的阶跃数据信号抵达电容器时,电容器快充,电流和数据信号工作电压升高速度相关,电流公式计算为:I=C*dV/dt。容量越大,电流越大,数据信号增益值越快,dt越小,一样使电流越大。

 我们知道,数据信号的折射与数据信号感受到的特性阻抗转变相关,因而为了更好地剖析,大家看一下,电容器引发的特性阻抗转变。在电容器逐渐电池充电的前期,特性阻抗表明为:


  这儿dV事实上是阶跃数据信号电流转变,dt为数据信号增益值,电容器特性阻抗公式计算变成:


  从这一关系式中,我们可以获得一个很重要的信息内容,当阶跃数据信号增加到电容器两边的前期,电容器的特性阻抗与数据信号增益值和自身的容量相关。

  一般在电容器电池充电前期,特性阻抗不大,低于布线的特性阻抗。数据信号在电容器处产生负反射面,这一负工作电压数据信号和原数据信号累加,促使发送端数据信号造成下冲,造成发送端数据信号的非单调性。

  针对协调器,数据信号抵达协调器后,产生正反射面,反射面过来的数据信号抵达电容器部位,那一个样产生负反射面,反射面回协调器的负反射面工作电压一样使协调器数据信号造成下冲。

  为了更好地使反射面噪音低于工作电压摆幅的5%(这类情形对数据信号危害能够忍受),特性阻抗转变务必低于10%。那麼电容器特性阻抗应当调节在是多少?电容器的特性阻抗主要表现为一个串联特性阻抗,大家可以用串联特性阻抗公式计算和透射系数公式计算来确认它的范畴。针对这类串联特性阻抗,大家期待电容器特性阻抗越大越好。假定电容器特性阻抗是PCB布线特性阻抗的k倍,依据串联特性阻抗公式计算获得电容器处数据信号感受到的特性阻抗为:


  特性阻抗弹性系数为:,即,换句话说,依据这类梦想的测算,电容器的特性阻抗最少如果PCB特性阻抗的9倍之上。事实上,伴随着电容器的电池充电,电容器的特性阻抗持续提升,并没有一直维持最少特性阻抗,此外,每一个元器件还会继续有内寄生电感器,使特性阻抗提升。因而这一9倍限定能够放开。在下面的探讨中假定这一限定是5倍。

  拥有特性阻抗的指标值,大家就可以明确能忍受多少的容量。电路板上50欧姆特性阻抗很普遍,我便用50欧姆来测算。


  得到:


  即在这样的情形下,假如数据信号增益值为1ns,那麼容量要低于4皮法。相反,假如容量为4皮法,则数据信号增益值更快为1ns,假如数据信号增益值为0.5ns,这一4皮法的电容器便会造成难题。

  这儿的测算只不过为了更好地表明电容器的危害,具体线路中状况十分复杂,必须考量的要素大量,因而这儿测算是不是精准沒有现实意义。关键是要利用这类测算了解电容器是怎样危害数据信号的。大家对电路板上每一个要素的危害都是有一个理性认识后,就能为设计方案给予必需的具体指导,发生情况就晓得如何去剖析。精准的*估必须用系统来模拟仿真。

  汇总:

  1 PCB布线半途溶性负荷使发送端数据信号造成下冲,协调器数据信号也会造成下冲。

  2 能忍受的容量和数据信号增益值相关,数据信号增益值越快,能忍受的容量越小。

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