Tecnología de PCB - Introducción de condensadores parasitarios en el diseño de PCB

La placa de PCB está compuesta por varios conductores conectados en paralelo, como rastros, separados por aislantes. Estos rastros, junto con el material dieléctrico, forman condensadores, lo que resulta en condensadores parasitarios innecesarios o efectos de condensadores dispersos.

Los elementos parasitarios en los PCB pueden ser condensadores parasitarios, resistencias parasitarias e inductores parasitarios. Cuando el rastro está cerca, el efecto capacitivo parasitario es particularmente prominente en la placa de alta frecuencia. Este impacto es completamente innecesario y afectará el funcionamiento del dispositivo. Puede causar problemas como comentarios, EMI e integridad de la señal. Los diseñadores de PCB que procesan señales de alta frecuencia, alta velocidad de datos y mixtas deben considerar los efectos de condensadores parasitarios e inductores al diseñar el diseño de pcb.

En la siguiente sección, entenderemos la definición de condensadores parasitarios y su impacto en las placas de circuito.

¿¿ cuál es la capacidad parasitaria en el pcb?

Los conductores de PCB estrechamente colocados forman un capacitor virtual, lo que produce un efecto capacitivo parasitario.

Los condensadores parasitarios o desordenados son el resultado de condensadores virtuales formados entre dos trazas separadas por un dieléctrico. Se produce debido a la diferencia de potencial eléctrico generada cuando la pista de carga de corriente se acerca. Para obtener más información, lea el papel de la capacidad de corriente de la línea en el diseño de pcb.

Este efecto es incluso posible si el conductor está adecuadamente aislado. Debido a que no hay un circuito ideal, los condensadores parasitarios son inevitables.

Ciclos de carga y descarga en condensadores.

Los condensadores parasitarios son las características inherentes de los conductores. Es el almacenamiento de posibles cambios por unidad. La fórmula de cálculo de la capacidad parasitaria es C = Q / V. Entre ellos, C es un capacitor en farah, V es un voltaje en voltios y q es una carga eléctrica en coulomb.

Para las señales eléctricas constantes que no cambian con el tiempo, DV / DT = 0, lo que significa que el potencial eléctrico no cambia; Por lo tanto, i = 0.

Si hay condensadores en el circuito, DV / DT convergerá a un valor fijo, es decir, el potencial eléctrico cambia y se produce una corriente eléctrica; Así, ià0.

Cálculo de la capacidad de rastreo

Los condensadores de los condensadores de placas paralelas son dados por C = (ka / 11.3d) PF. entre ellos, C es el capacitor, a es el área de la placa, en cm2, k es la constante dieléctrica relativa del material de la placa, y D es la distancia entre las placas, en cm.

Modelado de componentes parasitarios de PCB de alta frecuencia.

El efecto capacitivo parasitario es un problema en las placas de circuito de alta frecuencia. En las operaciones de baja frecuencia, los componentes parasitarios se pueden ignorar porque realmente no afectan las funciones del sistema. Cada almohadilla en la placa de circuito tiene su capacitor parasitario, y cada rastro tiene su inductor parasitario. La almohadilla también aumenta la resistencia parasitaria, lo que estimula la pérdida de ir. Los condensadores parasitarios pueden estar presentes entre pcb, placas desnudas, pcba, placas de montaje y conductores en envases de componentes, especialmente dispositivos de montaje de superficie (smd).

Debido a que las placas de condensadores inherentes tienen una diferencia de potencial eléctrico, existe la oportunidad de que la corriente fluya. No importa si la carga se almacena entre las placas del condensadores; La corriente no fluye hasta que aparece una diferencia de potencial. Una vez que esta diferencia de potencial aumenta, para la ruta de señal esperada que tiene un impacto negativo en la integridad de la señal, se puede observar la reducción correspondiente del flujo electrónico que fluye hacia la carga.

¿¿ cuál es la diferencia entre un capacitor híbrido y un capacitor parasitario?

El término condensadores misceláneos se utiliza a menudo intercambiando con condensadores parasitarios. Sin embargo, los condensadores parasitarios indican que dificulta el funcionamiento del circuito, y los condensadores misceláneos indican cómo introducir condensadores no deseados.

¿¿ qué es un capacitor híbrido?

Debido a los condensadores virtuales formados entre los dos conductores de PCB y la influencia del entorno circundante, los condensadores dispersos no siempre se sienten. Por lo tanto, se llama capacitor híbrido.

¿¿ cuál es la resistencia parasitaria en el pcb?

La resistencia parasitaria está conectada en serie a lo largo del rastro o existe como un convertidor entre los elementos conductores.

¿¿ cuál es la inducción parasitaria en el pcb?

Los inductores parasitarios existen a lo largo del rastro, mostrando el comportamiento de almacenar y disipar energía eléctrica, al igual que los inductores reales. Todos los conductores son eléctricos y, a altas frecuencias, son importantes incluso los conductores relativamente cortos o los inductores de los rastros de pcb.

El efecto capacitivo parasitario puede ser la conversación cruzada y el ruido, la mala retroalimentación de la salida y la formación de circuitos resonantes. Por lo tanto, se debe prestar atención al diseño general de los pcb, especialmente el diseño. Al colocar un cable junto al otro, se debe tener especial cuidado con una buena disposición.

Los elementos parasitarios incluyen inductores formados por cables encapsulados, líneas de largo recorrido, almohadillas al suelo, almohadillas al plano de alimentación y condensadores de almohadillas al hilo, incluida la interacción con agujeros. Los elementos parasitarios se entienden como elementos parasitarios que representan una amenaza para el rendimiento del circuito. Innecesario e inevitable, pero al mismo tiempo controlable.

En los circuitos de alta velocidad, varias décimas de pifalla son suficientes para afectar el rendimiento del circuito. Por ejemplo, la capacidad parasitaria 1pf en la entrada de fase inversa causará un pico de 2db en el dominio de frecuencia. Si se supera el 1pf, se producirá inestabilidad y oscilación.

Los condensadores bloquean las señales de baja frecuencia y corriente continua y transmiten señales de alta frecuencia en circuitos electrónicos. Esta característica de los condensadores que transmiten señales de alta frecuencia (la velocidad de descarga de los condensadores es otra de las razones por las que se utilizan para reemplazar baterías mucho más lentas) es la causa de problemas de condensadores dispersos en circuitos de alta velocidad. Para los conductores, los condensadores misceláneos pueden introducir EMI o ruido, que pueden propagarse a lo largo de cables y cables o transmitirse a rastros adyacentes cercanos. Por lo general, es imposible eliminar los condensadores misceláneos. Sin embargo, hay algunas formas efectivas de aliviar esta situación a nivel de diseño de pcb.

Evite el cableado paralelo: cuando el cableado paralelo, el área entre los dos metales es la más grande, por lo que la capacidad entre ellos es la más grande.