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El propio agujero tiene un capacitor parasitario al suelo. Si se sabe que el diámetro del agujero de aislamiento en la formación de contacto a través del agujero es d2, el diámetro de la almohadilla a través del agujero es d1, el espesor de la placa de circuito PCB es T y el dieléctrico del sustrato es Changshu island, la capacidad parasitaria del agujero es aproximadamente la siguiente:
C = 1,41 isla td1 / (d2 - d1)
El principal impacto de los condensadores parasitarios a través del agujero en el circuito es prolongar el tiempo de subida de la señal y reducir la velocidad del circuito. Por ejemplo, para un PCB de 50 milímetros de espesor, si el diámetro interior es de 10 milímetros, el diámetro de la almohadilla es de 20 milímetros. para el paso de agujeros, la distancia entre la almohadilla y la zona de cobre de tierra es de 30 milímetros, entonces podemos usar una aproximación de la fórmula anterior para calcular la capacidad parasitaria del paso de agujeros:
C = 141x4.4x0.05x0.02 / (0032 - 0020) = 0517 pf, la variación del tiempo de subida causada por esta parte de la capacidad es:
T10 - 90 = 2,2c (z0 / 2) = 2,2x0.517x (55 / 2) = 31,28ps. a partir de estos valores se puede ver que, aunque el efecto del retraso ascendente causado por la capacidad parasitaria de un solo agujero no es obvio, el diseñador debe considerar cuidadosamente si el agujero se utiliza varias veces en el rastreo para cambiar entre capas.
I. inductores parasitarios a través del agujero
Del mismo modo, hay condensadores parasitarios e inductores parasitarios en el agujero. En el diseño de circuitos digitales de alta velocidad, el daño causado por la inducción parasitaria a través del agujero es a menudo mayor que el impacto de la capacidad parasitaria. Su inductor de serie parasitario debilitará la contribución del condensadores de derivación y debilitará el efecto de filtrado de todo el sistema eléctrico. Las siguientes fórmulas se pueden utilizar para calcular simplemente la inducción parasitaria a través del agujero:
L = 5,08h [1n (4h / d) + 1], en el que l es la inducción del agujero, H es la longitud del agujero y D es el diámetro del agujero central. A partir de la fórmula, se puede ver que el diámetro del agujero tiene un menor impacto en la inducción, mientras que la longitud del agujero tiene el mayor impacto en la inducción. Utilizando aún el ejemplo anterior, la inducción a través del agujero se puede calcular como:
L - 5.08x0.050 [1n (4x0.050 / 0010) + 1] = 1015nh. si el tiempo de subida de la señal es de 1ns, su resistencia equivalente es: XL = Íl / T10 - 90 = 3,19. esta resistencia ya no se ignora cuando pasa la corriente de alta frecuencia. se debe tener especial cuidado de que al conectar el plano de alimentación y el plano de tierra, el recipiente de derivación debe pasar por dos agujeros, La inducción parasitaria a través del agujero aumentará exponencialmente.
2. diseño de agujeros en PCB de alta velocidad
A través del análisis anterior de las características parasitarias del agujero, podemos ver que en el diseño de PCB de alta velocidad, el agujero aparentemente simple a menudo tiene un gran impacto negativo en el diseño del circuito. Para reducir los efectos adversos causados por los efectos parasitarios del agujero, se pueden realizar las siguientes operaciones en el diseño:
1. teniendo en cuenta el costo y la calidad de la señal, elija un tamaño razonable a través del tamaño. Por ejemplo, para el diseño de PCB de módulos de memoria de 6 - 10 capas, es mejor usar 10 / 20 mils (perforación / almohadilla) para pasar el agujero. Para algunas placas de tamaño pequeño de alta densidad, también puede intentar usar 8 / 18 mils. Hoyos En las condiciones técnicas actuales, es difícil utilizar agujeros más pequeños. Para la fuente de alimentación o el agujero de tierra, se puede considerar el uso de un tamaño más grande para reducir la resistencia.
2. las dos fórmulas discutidas anteriormente permiten concluir que el uso de un PCB más delgado favorece la reducción de dos parámetros parasitarios a través del agujero.
3. los rastros de señal en el tablero de PCB deben mantenerse lo más alejados posible, es decir, tratar de no usar agujeros innecesarios.
4. la fuente de alimentación y los pines de tierra deben perforarse cerca. Cuanto más corto sea el cable entre el agujero y el pin, mejor, porque aumentarán la inducción. Al mismo tiempo, la fuente de alimentación y los cables de tierra deben ser lo más gruesos posible para reducir la resistencia.
5. coloque algunos agujeros a través de tierra cerca del agujero a través de la conversión de la capa de señal para proporcionar el circuito más cercano a la señal. Incluso se pueden colocar más agujeros de tierra en la placa de circuito impreso. Por supuesto, el diseño requiere flexibilidad. El modelo de paso de agujeros discutido anteriormente es cuando hay almohadillas en cada capa, y a veces las almohadillas en algunas capas se pueden reducir o incluso eliminar. Especialmente cuando la densidad de agujeros es muy alta, esto puede conducir a la formación de ranuras en la capa de cobre que separan los anillos. Para resolver este problema, además de mover la posición del agujero, también se puede considerar colocar el agujero en la capa de cobre. El tamaño de la almohadilla se reduce.
