資料介紹
很多時候,PCB走線中途會經過過孔、測試點焊盤、短的stub線等,都存在寄生電容,必然對信號造成影響。走線中途的電容對信號的影響要從發射端和接受端兩個方面分析,對起點和終點都有影響。
首先按看一下對信號發射端的影響。當一個快速上升的階躍信號到達電容時,電容快速充電,充電電流和信號電壓上升快慢有關,充電電流公式為:I=C*dV/dt。電容量越大,充電電流越大,信號上升時間越快,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受到的阻抗變化有關,因此為了分析,我們看一下,電容引起的阻抗變化。
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,電容的阻抗與信號上升時間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,使得發射端的信號產生下沖,引起發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,反射回來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%(這種情況對信號影響可以容忍),阻抗變化必須小于10%。那么電容阻抗應該控制在多少?電容的阻抗表現為一個并聯阻抗,我們可以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,我們希望電容阻抗越大越好。假設電容阻抗是PCB走線特性阻抗的k倍,根據并聯阻抗公式得到電容處信號感受到的阻抗為:
也就是說,根據這種理想的計算,電容的阻抗至少要是PCB特性阻抗的9倍以上。實際上,隨著電容的充電,電容的阻抗不斷增加,并不是一直保持最低阻抗,另外,每一個器件還會有寄生電感,使阻抗增加。因此這個9倍限制可以放寬。在下邊的討論中假設這個限制是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。電路板上50歐姆特性阻抗很常見,我就用50歐姆來計算。
即在這種情況下,如果信號上升時間為1ns,那么電容量要小于4皮法。反之,如果電容量為4皮法,則信號上升時間最快為1ns,如果信號上升時間為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說明電容的影響,實際電路中情況十分復雜,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認識后,就能為設計提供必要的指導,出現問題就知道如何去分析。精確的評估需要用軟件來仿真。
總結:
1、PCB走線中途容性負載使發射端信號產生下沖,接收端信號也會產生下沖。
2、能容忍的電容量和信號上升時間有關,信號上升時間越快,能容忍的電容量越小。
信號完整性(二):接收端容性負載的反射
信號的接收端可能是集成芯片的一個引腳,也可能是其他元器件。不論接收端是什么,實際的器件的輸入端必然存在寄生電容,接受信號的芯片引腳和相鄰引腳之間有一定的寄生電容,和引腳相連的芯片內部的布線也會存在寄生電容,另外引腳和信號返回路徑之間也會存在寄生電容。
好復雜,這么多寄生電容!其實很簡單,想想電容是什么?兩個金屬板,中間是某種絕緣介質。這個定義中并沒有說兩個金屬板是什么形狀的,芯片兩個相鄰引腳也可以看做是電容的兩個金屬板,中間介質是空氣,不就是一個電容么。芯片引腳和PCB板內層的電源或地平面也是一對金屬板,中間介質是PCB板的板材,常見的是FR4材料,也是一個電容。呵呵,搞來搞去,還是回到了最基礎的部分。高手不要笑,太簡單了。不過確實很多人看到寄生電容就感到有點暈,理解不透,所以在這里啰嗦一下。
- 運放設計:偏置電流如何補償?相位補償如何選擇?容性負載該怎么處理?資料下載
- 使用C#實現Gettype和類的typeof反射獲取實例的詳細說明 0次下載
- PCB高速數字設計和信號完整性分析的傳輸線理論知識詳細說明 0次下載
- 使用運放容性負載 2次下載
- 集成運放容性負載的瞬態響應分析及補償 2次下載
- PCB Layout中直角走線產生的影響解析 0次下載
- 淺談PCB Layout中直角走線產生的影響 0次下載
- 信號完整性簡介及protel信號完整性設計指南 0次下載
- 基于多元線性回歸的阻性和容性電流分解 2次下載
- 信號完整性分析—信號反射及阻抗匹配 152次下載
- 使用運放驅動容性負載
- ps脈沖傳輸線的多容性負載阻抗匹配模型和計算
- 并聯有源電力濾波器補償容性負載諧波放大抑制研究
- 電容性負載穩定性:噪聲增益及CF
- 并聯有源電力濾波器補償容性負載不穩定機理分析
- 感性電路與容性電路的區別 如何判斷電路感性容性? 9320次閱讀
- 什么是容性負載、阻性負載和感性負載 阻性負載有哪些用電器 5352次閱讀
- 開關電源是阻性負載還是感性負載好 1994次閱讀
- 電源為何需要進行負載保護 航裕電源對負載的保護措施 1046次閱讀
- pcb走線為什么要45度?pcb走線為什么不能走直角? 2604次閱讀
- 什么是負載,關于感性負載、容性負載和阻性負載你又知道多少? 3.8w次閱讀
- 抑制信號反射等電路設計技巧 1226次閱讀
- PCB直角走線究竟會對信號傳輸產生多大的影響 5531次閱讀
- digilentPmodCDC1容性輸入按鈕簡介 1428次閱讀
- 如何解決PCB電路信號完整性的問題 1398次閱讀
- 信號回路設計中反射現象的詳細資料概述 4652次閱讀
- 信號完整性:反射是如何產生的? 3.3w次閱讀
- PCB信號完整性五部曲 4279次閱讀
- 獲得信號完整性的測量技術 1661次閱讀
- 縮小阻抗差距,解決PCB傳輸線之SI反射問題 1716次閱讀
下載排行
本周
- 1電子電路原理第七版PDF電子教材免費下載
- 0.00 MB | 1497次下載 | 免費
- 2TC358743XBG評估板參考手冊
- 1.36 MB | 330次下載 | 免費
- 3單片機典型實例介紹
- 18.19 MB | 103次下載 | 1 積分
- 4S7-200PLC編程實例詳細資料
- 1.17 MB | 28次下載 | 1 積分
- 5筆記本電腦主板的元件識別和講解說明
- 4.28 MB | 18次下載 | 4 積分
- 6開關電源原理及各功能電路詳解
- 0.38 MB | 15次下載 | 免費
- 79天練會電子電路識圖
- 5.91 MB | 6次下載 | 免費
- 8100W短波放大電路圖
- 0.05 MB | 4次下載 | 3 積分
本月
- 1OrCAD10.5下載OrCAD10.5中文版軟件
- 0.00 MB | 234314次下載 | 免費
- 2PADS 9.0 2009最新版 -下載
- 0.00 MB | 66304次下載 | 免費
- 3protel99下載protel99軟件下載(中文版)
- 0.00 MB | 51209次下載 | 免費
- 4LabView 8.0 專業版下載 (3CD完整版)
- 0.00 MB | 51043次下載 | 免費
- 5555集成電路應用800例(新編版)
- 0.00 MB | 33564次下載 | 免費
- 6接口電路圖大全
- 未知 | 30321次下載 | 免費
- 7Multisim 10下載Multisim 10 中文版
- 0.00 MB | 28588次下載 | 免費
- 8開關電源設計實例指南
- 未知 | 21540次下載 | 免費
總榜
- 1matlab軟件下載入口
- 未知 | 935054次下載 | 免費
- 2protel99se軟件下載(可英文版轉中文版)
- 78.1 MB | 537794次下載 | 免費
- 3MATLAB 7.1 下載 (含軟件介紹)
- 未知 | 420026次下載 | 免費
- 4OrCAD10.5下載OrCAD10.5中文版軟件
- 0.00 MB | 234314次下載 | 免費
- 5Altium DXP2002下載入口
- 未知 | 233046次下載 | 免費
- 6電路仿真軟件multisim 10.0免費下載
- 340992 | 191183次下載 | 免費
- 7十天學會AVR單片機與C語言視頻教程 下載
- 158M | 183278次下載 | 免費
- 8proe5.0野火版下載(中文版免費下載)
- 未知 | 138039次下載 | 免費
評論
查看更多