Fabricación de PCB de precisión, PCB de alta frecuencia, PCB multicapa y montaje de PCB.
Es la fábrica de servicios personalizados más confiable de PCB y PCBA.
Blog de PCB
Resistencia DC, Capacitancia parasitaria e Inductancia parasitaria en la disposición de PCB
Blog de PCB
Resistencia DC, Capacitancia parasitaria e Inductancia parasitaria en la disposición de PCB

Resistencia DC, Capacitancia parasitaria e Inductancia parasitaria en la disposición de PCB

2022-08-08
View:63
Author:pcb

Muchos diseñadores están acostumbrados a considerar el comportamiento del sistema de la siguiente manera: PCB Board Modelo. Estos modelos y diagramas de circuitos son en cierta medida correctos, Sin embargo, carecen de información importante que determine el comportamiento del sistema.. La información que falta en el diagrama es práctica PCB Board Diseño, Determina cómo los componentes del sistema se acoplan eléctricamente y magnéticamente entre sí.. Así que..., Qué causa el acoplamiento electromagnético entre los componentes del circuito, Mando, Ferrita, Y otras estructuras complejas en el mundo real PCB Board O Circuito integrado? Esto está determinado por la interacción entre el campo electromagnético y la materia, Sin embargo, un método conceptual para resumir el comportamiento de la señal en sistemas complejos es considerar el acoplamiento de componentes de circuitos parasitarios., O simplemente parasitismo. La introducción de efectos parasitarios en el modelo de circuito puede ayudarle a explicar el comportamiento inesperado o no deseado de la señal y la Potencia en el sistema real, Hacer herramientas de modelado parasitario útiles para entender el comportamiento de circuitos y productos.

PCB Board

Esto se debe a que los diagramas de circuitos no pueden describir algunas de las funciones importantes de los PCB reales, Circuito integrado o cualquier otro sistema eléctrico. Los efectos parasitarios se representan en el diagrama como resistencias, condensadores e inductores, dependiendo de su comportamiento en el dominio de frecuencia. Tenga en cuenta que el parasitismo se discute casi exclusivamente de acuerdo con los circuitos LTI, lo que significa que el parasitismo también se considera lineal y variable en el tiempo. Los parásitos variables en el tiempo y no lineales utilizan técnicas de modelado más complejas, que implican iteración manual en el dominio del tiempo. También pueden ser muy sensibles a las condiciones iniciales del sistema, especialmente cuando hay retroalimentación. Aunque los PCB reales son complejos, el Sistema LTI cubre la mayoría de los sistemas eléctricos reales. Determinar el efecto parasitario es esencialmente determinar el comportamiento de frecuencia del sistema, ya que el efecto del elemento parasitario en la señal es una función de la frecuencia. Comparando el comportamiento de frecuencia de [el sistema ideal + el posible parásito] con [las mediciones reales del sistema], se puede identificar el parásito en el sistema que puede producir el comportamiento relacionado con la frecuencia.


¿Qué determina el efecto parasitario y qué no se considera en el diagrama?

Muchos aspectos del sistema real pueden tener efectos parasitarios inesperados en el diseño de PCB, IC o cualquier otro sistema eléctrico. Antes de intentar extraer parásitos usando la simulación especia, tenga en cuenta lo que no se puede considerar en el diagrama. La distancia entre los conductores, su disposición en el tablero de circuitos y su área transversal determinarán la resistencia DC, la Capacitancia parasitaria y el parasitismo

Inductancia. Constante dieléctrica: la constante dieléctrica del PCB es mayor, lo que determina la Capacitancia parasitaria entre los componentes del circuito. Permeabilidad: en el caso de los componentes magnéticos, la permeabilidad también desempeña un papel en la determinación del comportamiento de la señal y la Potencia, ya que estos componentes producen Inductancia parasitaria. Los transformadores de ferrita y otros componentes magnéticos pueden funcionar como inductores o radiadores cuando funcionan a altas frecuencias.

Comportamiento de onda itinerante. Cualquier señal transmitida en el PCB real y la interconexión es una forma de onda de propagación. La propagación de ondas electromagnéticas produce un efecto de línea de transmisión en la interconexión, que no puede ser modelado por un diagrama de circuito simple. Su simulación Spice necesita ser modificada para tener en cuenta la velocidad finita de la forma de onda. Al igual que el efecto de tejido de fibra, especialmente en el sustrato de PCB, es difícil simular fácilmente mediante el modelado de circuitos o la simulación post - diseño, ya que los modelos de circuitos involucrados pueden volverse complejos. Sin embargo, la simulación de circuitos puede ayudarle a examinar ampliamente el comportamiento dependiente de la frecuencia en los PCB. Otros parásitos, como condensadores de entrada / salida o inductores de línea de unión en circuitos integrados, pueden determinarse fácilmente, ya que el tipo y la ubicación de los parásitos pueden determinarse.


El siguiente Diagram a esquemático de ejemplo muestra un modelo de circuito típico para examinar e interpretar un rebote en tierra en un circuito integrado. Este efecto se debe a la Inductancia parasitaria (marcada como L en el diagrama) en el cable de tierra. Sin embargo, hay otros factores en el circuito que pueden afectar el comportamiento del circuito durante el rebote de la tierra. Dos condensadores en la salida del conductor y la entrada de carga simulan la Capacitancia parasitaria causada por el pin en el CI. La resistencia en la línea de E / s simula su resistencia parasitaria DC. El objetivo de la extracción parasitaria es estimar el comportamiento dependiente de la frecuencia del sistema para describir el sistema como capacitivo o inductivo en un cierto rango de frecuencia. El efecto parasitario se puede extraer comparando los resultados de la simulación con las mediciones experimentales utilizando el tipo de diagrama mostrado anteriormente. El escaneo de frecuencia se utiliza simplemente para simular el circuito, o el pulso se utiliza para proporcionar el análisis transitorio del circuito. A continuación, es necesario comparar los resultados con los datos medidos para identificar parásitos en el sistema.


Hay dos maneras de extraer parásitos de las especias. Ambos métodos requieren una comprensión de los posibles parásitos en el sistema o una comparación con las mediciones de la disposición del PCB terminado:

Métodos de análisis, incluyendo el uso de ecuaciones analíticas para calcular el comportamiento dependiente de frecuencia del modelo de circuito ordinario o extraordinario. Los valores de los componentes suelen provenir de hojas de datos o de experiencias anteriores.

El método de regresión utilizado cuando se desconoce el valor equivalente del elemento de circuito parasitario, aunque se conoce un modelo general que describe la relación entre el circuito parasitario y el valor medido. El método de regresión estándar se puede utilizar para determinar la consistencia entre el modelo y los datos.

En el siguiente ejemplo, consideraremos cómo ejecutar la simulación pspice necesaria para ambos métodos. Asumiremos varios valores posibles y usaremos la simulación Especia para examinar la respuesta de frecuencia en lugar de asumir un solo valor para varios parásitos. Los resultados se pueden utilizar para construir un modelo que describa cómo la respuesta de frecuencia del circuito depende de algunos valores espurios, y luego se puede utilizar para calcular los valores espurios a partir de los datos medidos.


Como ejemplo, echemos un vistazo a la forma en que la Capacitancia parasitaria en un condensador puede ser extraída identificando la frecuencia de auto - resonancia del condensador. Debido a la resistencia parasitaria de la serie y la Inductancia, la auto - resonancia es un fenómeno bien conocido en condensadores de alta frecuencia. En el siguiente esquema, tenemos un condensador de 4,7 PF que queremos extraer Inductancia parasitaria y resistencia. Aquí, escaneamos la frecuencia de la fuente, y también escaneamos los valores espurios. Esto se hace escaneando los parámetros en el dominio de frecuencia, que proporcionará un conjunto de curvas para nuestra medición actual. Luego se pueden utilizar para extraer la frecuencia de auto - resonancia y los valores ESL. Para ello, es necesario establecer parámetros globales para cada valor de componente que desee escanear. Esto se hace a ñadiendo una parte paramétrica al diagrama esquemático e introduciendo el nombre del parámetro en el valor del componente. Los datos extraídos de la simulación Spice se pueden utilizar en métodos analíticos o regresivos. En el método de análisis, el valor parasitario puede calcularse directamente a partir de la respuesta simulada siempre que exista un modelo de respuesta de frecuencia en función del valor parasitario (en este caso, la frecuencia de resonancia del condensador). En el ejemplo anterior, queremos comparar la impedancia medida o la auto - resonancia con el valor simulado para determinar el valor exacto del parásito. Si las curvas analógicas y de medición son muy similares, el modelo puede describir el comportamiento del Circuito con alta precisión. De hecho, no tendrá una coincidencia tan perfecta, por lo que debe ajustar los datos simulados (en este caso, la frecuencia de auto - resonancia) al modelo (generalmente una ley lineal o de potencia). A continuación, puede insertar las observaciones de los datos medidos en el modelo para calcular el valor del parásito asociado. Técnicas similares se pueden utilizar en otras pruebas y entornos.


Cuándo devolver el diseño

En un momento dado, Práctica PCB Board Diseño becomes so complex that trying to extract parasitics by fitting an equivalent circuit model becomes tricky. Técnicamente hablando, Puede escribir un program a para repetir los datos de ajuste y algunos modelos experimentales predefinidos, but your program would still have to guess exactly what the parasite was and its equivalent circuit arrangement (parallel, Serie, or non-trivial ) produces signaling behavior. En este momento, Otro método es devolver el Solucionador de campo de PCB Board Diseño. Es muy fácil extraer parásitos de la vista trasera del diseño. Simplemente seleccione la interconexión para analizar y ejecutar la herramienta de extracción automática. El Solucionador de campo integrado calculará PCB Board Disposición directa de las ecuaciones de Maxwell.