Новости PCB - Паразитическая емкость и индуктивность перфорации

Паразитическая емкость и индуктивность перфорации

Сама перфорация имеет паразитную емкость рассеяния. Если диаметр сварочной маски на известном перфорированном заземлении составляет D2, диаметр перфорированного диска - D1, толщина пластины PCB - T, а диэлектрическая константа пластины - Isla мкг, паразитная емкость перфорации выглядит примерно следующим образом:

C = 1.41 Остров TD1 / (D2 - D1)

Основным эффектом паразитной емкости перфорации на цепи является увеличение времени подъема сигнала и снижение скорости цепи. Например, для ПХБ толщиной 50 миль, если диаметр перфорированного диска составляет 20 миль (диаметр отверстия - 10 миль), а диаметр резистивной мембраны - 40 миль, то мы можем приблизить отверстие к отверстию по формуле выше. Паразитная емкость примерно такова:

C = 1.41x4.4x0.050x0.020 / (0.040 - 0.020) = 0.31pF

Изменения времени подъема, вызванные этой частью емкости, примерно следующие:

T10 - 90 = 2,2C (Z0 / 2) = 2,2x0,31x (50 / 2) = 17,05ps

Из этих значений видно, что, хотя эффект задержки подъема, вызванный паразитическими конденсаторами с отдельными перфорациями, не очевиден, несколько перфораций могут быть использованы, если они многократно переключаются между слоями в линии следа. Дизайн должен быть тщательно продуман. В практической конструкции паразитная емкость может быть уменьшена путем увеличения расстояния между перфорацией и медной областью (анти - сварочный диск) или уменьшения диаметра сварного диска.

В перфорации присутствует паразитная емкость и паразитная индуктивность. При проектировании высокоскоростных цифровых схем паразитная индуктивность перфорации часто наносит больший вред, чем паразитная емкость. Его паразитная последовательная индуктивность ослабляет вклад шунтирующих конденсаторов и ослабляет фильтрационный эффект всей энергосистемы. Мы можем использовать следующую эмпирическую формулу для простого расчета паразитной индуктивности отверстия:

L = 5.08h [ln (4h / d) + 1]

Среди них L обозначает индуктивность перфорации, h - длину перфорации, d - диаметр центрального отверстия. Из формулы видно, что диаметр перфорации оказывает меньшее влияние на индуктивность, а длина перфорации оказывает наибольшее влияние на индуктивность. Используя приведенный выше пример, индуктивность перфорации может быть рассчитана следующим образом:

L = 5.08x0.050 [ln (4x0.050 / 0.010) + 1] = 1015nH

Если время подъема сигнала составляет 1ns, его эквивалентное сопротивление составляет: XL = NIL / T10 - 90 = 3.19. Это сопротивление больше нельзя игнорировать при прохождении высокочастотного тока. Особое внимание следует обратить на то, что при соединении плоскости питания и плоскости заземления шунтирующий конденсатор должен проходить через два перфорации, так что паразитическая индуктивность перфорации будет экспоненциально увеличиваться.

2 Как использовать отверстие

Из приведенного выше анализа паразитических свойств перфорации мы видим, что, казалось бы, простые перфорации в высокоскоростной конструкции PCB часто оказывают большое негативное влияние на конструкцию схемы PCB. Чтобы уменьшить неблагоприятные эффекты, вызванные паразитическим эффектом перфорации, при проектировании могут быть выполнены следующие действия:

1. Выбор разумного размера по размеру с учетом стоимости и качества сигнала. При необходимости можно рассмотреть возможность использования пробоин разных размеров. Например, для перфорации питания или заземления можно рассмотреть возможность использования больших размеров для снижения сопротивления, а для линии сигнального следа можно использовать меньшие перфорации. Конечно, по мере уменьшения размера перфорации соответствующие затраты будут увеличиваться.

Две формулы, рассмотренные выше, позволяют сделать вывод о том, что использование более тонкого ПХД способствует уменьшению двух паразитических параметров перфорации.

Старайтесь не менять количество слоев сигнальных следов на панели PCB, то есть старайтесь не использовать ненужные перфорации.

Подключатели питания и заземления должны быть пробурены поблизости, а провода между перфорациями и выводами должны быть как можно короче. Рассмотрим возможность параллельного бурения нескольких отверстий для уменьшения эквивалентной индуктивности.

5. Установка некоторых заземленных сквозных отверстий вблизи проходных отверстий в слое изменения сигнала обеспечивает ближайший путь возвращения сигнала. Вы даже можете разместить несколько избыточных заземленных отверстий на PCB.

Для высокоскоростных PCB - панелей высокой плотности можно рассмотреть возможность использования микроперфорации.