Tecnología de PCB - Análisis de inducción del agujero a través de la placa de circuito impreso

Para los diseñadores de pcb, la inducción a través del agujero del PCB es más importante que el capacitor. Cada agujero tiene una inducción parasitaria en el enlace. Debido a que la estructura física del agujero es muy pequeña, se caracteriza por ser un componente de circuito integrado de píxeles muy grandes. La función principal de la bobina de inducción en serie a través del agujero es reducir la efectividad del condensadores de derivación de energía, lo que hará que el efecto de filtrado de toda la fuente de alimentación sea peor.

El objetivo de los condensadores de derivación es cortocircuito dos planos de potencia juntos en un rango de alta frecuencia. Si se supone que el circuito integrado está conectado entre la fuente de alimentación y el plano de tierra en el punto a, existe un capacitor de derivación de montaje de superficie ideal en el punto B. se espera que la resistencia de alta frecuencia entre el VCS del punto de Unión del CHIP y la superficie de tierra sea cero. Sin embargo, este no es el caso. Cada conexión que conecta el capacitor al VCC y al plano de tierra a través de un inductor introduce un inductor pequeño pero medible. El tamaño aproximado de este inductor es:

Entre ellos, L = inductor a través del agujero, NH

H = longitud del agujero, en pulgadas

D = diámetro del agujero, en pulgadas

Debido a que la fórmula anterior incluye el número, el cambio en el diámetro del agujero tiene un pequeño impacto en la inducción, pero el cambio en la longitud del agujero puede causar grandes cambios.

La inducción de un par de agujeros a través de una señal con una velocidad de subida de 1 ns. Primero se calcula la inducción:

H = 0063 (longitud del agujero, en pulgadas)

D = 0016 (diámetro del agujero, en pulgadas)

T10 a 90% = 1,00 (velocidad de subida, ns)

La corriente de alta frecuencia se desvía del chip, y el valor de 3,8 Ohm no es lo suficientemente bajo. Al mismo tiempo, hay que tener en cuenta que un extremo del capacitor de derivación generalmente está conectado al plano de tierra a través del agujero a través, y el otro extremo también está conectado al plano + 5v a través del agujero a través, por lo que el efecto de la inducción del agujero a través se duplicará. Los condensadores de derivación se instalan en el lado más cercano de la placa de circuito a la fuente de alimentación y al plano de tierra, lo que ayuda a reducir su impacto. Finalmente, cualquier cable entre el capacitor y el agujero aumentará la inducción. Estas huellas siempre deben ser lo más anchas posible.

El uso de múltiples condensadores de derivación entre la fuente de alimentación y el suelo permite obtener una resistencia muy baja. Para los productos digitales, como guía aproximada, se asume que la fuente de alimentación y el plano de tierra son conductores ideales y la inducción es cero. Solo consideramos la inducción del condensadores de derivación y sus rastros y agujeros relacionados. Dentro de un cierto rango, todos los condensadores de derivación se conectarán en paralelo, reduciendo así la resistencia entre la fuente de alimentación y el suelo. El radio efectivo que produce este efecto es igual a 1 / 12, de los cuales 1 es la longitud eléctrica del borde ascendente. En el rango de 1 / 6 del diámetro, todos los condensadores actúan juntos como circuitos agregados.

En el material FR - 4, la longitud de propagación del borde ascendente de 1 ns es de aproximadamente 1 = 6 IN. En este ejemplo, si el espaciamiento de la puerta del capacitor es superior a 1 / 12 = 0,5 in, no habrá ningún beneficio.

Para los condensadores de derivación de la fuente de alimentación, cuanto menor sea el tiempo de subida, más difícil será el desvío. Cuando el tiempo de subida se acorta, el valor del radio efectivo también se reduce. El número de condensadores en el radio efectivo disminuye a medida que aumenta el cuadrado del tiempo.

Esta es una pregunta integral. A medida que disminuye el tiempo de subida, aumenta la frecuencia de las esquinas digitales, aumentando así la inducción de cada agujero. El resultado final es que para los condensadores de derivación de configuración específica que funcionan en una frecuencia específica, su efecto se reduce ocho veces cuando la planta de PCB reduce a la mitad el tiempo de subida. Según el estándar de relación, la experiencia adquirida del rango de frecuencia de trabajo se puede convertir fácilmente en un nuevo rango de frecuencia de trabajo.