PCB走線中途容性負載反射(于博士信號完整性)_第1頁
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文檔簡介

1、pcb走線中途容性負載反射(于博士信號完整性)無數時候,走線中途會經過過孔、測試點焊盤、短的stub線等,都存在寄生,必定對信號造成影響。走線中途的電容對信號的影響要從放射端和接受端兩個方面分析,對起點和盡頭都有影響。首先按看一下對信號放射端的影響。當一個迅速升高的階躍信號到達電容時,電容迅速充電,充電和信號升高快慢有關,充電電流公式為:i=c*dv/dt。電容量越大,充電電流越大,信號升高時光越快,dt越小,同樣使充電電流越大。我們知道,信號的反射與信號感觸到的阻抗變幻有關,因此為了分析,我們看一下,電容引起的阻抗變幻。在電容開頭充電的初期,阻抗表示為:這里dv事實上是階躍信號電壓變幻,dt

2、為信號升高時光,電容阻抗公式變為:從這個公式中,我們可以得到一個很重要的信息,當階躍信號施加到電容兩端的初期,電容的阻抗與信號升高時光和本身的電容量有關。通常在電容充電初期,阻抗很小,小于走線的特性阻抗。信號在電容處發生負反射,這個負電壓信號和原信號疊加,使得放射端的信號產生下沖,引起放射端信號的非單調性。對于接收端,信號到達接收端后,發生正反射,反射回歸的信號到達電容位置,那個樣發生負反射,反射回接收端的負反射電壓同樣使接收端信號產生下沖。為了使反射噪聲小于電壓擺幅的5%(這種狀況對信號影響可以容忍),阻抗變幻必需小于10%。那么電容阻抗應當控制在多少?電容的阻抗表現為一個并聯阻抗,我們可以

3、用并聯阻抗公式和反射系數公式來確定它的范圍。對于這種并聯阻抗,我們希翼電容阻抗越大越好。假設電容阻抗是pcb走線特性阻抗的k倍,按照并聯阻抗公式得到電容處信號感觸到的阻抗為:阻抗變幻率為:,即,也就是說,按照這種抱負的計算,電容的阻抗起碼要是pcb特性阻抗的9倍以上。事實上,隨著電容的充電,電容的阻抗不斷增強,并不是向來保持最低阻抗,另外,每一個器件還會有寄生,使阻抗增強。因此這個9倍限制可以放寬。在下邊的研究中假設這個限制是5倍。有了阻抗的指標,我們就可以確定能容忍多大的電容量。板上50歐姆特性阻抗很常見,我就用50歐姆來計算。得出:即在這種狀況下,假如信號升高時光為1ns,那么電容量要小于4皮法。反之,假如電容量為4皮法,則信號升高時光最快為1ns,假如信號升高時光為0.5ns,這個4皮法的電容就會產生問題。這里的計算只不過是為了解釋電容的影響,實際電路中狀況非常復雜,需要考慮的因素更多,因此這里計算是否精確沒有實際意義。關鍵是要通過這種計算理解電容是如何影響信號的。我們對電路板上每一個因素的影響都有一個感性熟悉后,就能為設計提供須要的指導,浮現問題就知道如何去分析。精確的評估需要用軟件來。總結:1 pcb走線中途容性負載使放射端信號產生下沖,接收端信號也會產生下沖。2 能容忍的電容量和信號升高時光有關,信號升高時光越快,能容忍的電容量越小。本站文章歡迎

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