Technique RF - Analyse de l'inductance traversante de la carte

Pour la conception d'une carte de circuit numérique, l'inductance du via est plus importante que la capacité. Chaque via possède une inductance centrale parasite. En raison de la petite structure solide du via, sa caractéristique est un élément de circuit collecteur très pixel. Le rôle principal de l'Inductance série via est de réduire l'efficacité du condensateur de dérivation de l'alimentation, ce qui rendra le filtrage de l'ensemble de l'alimentation pire.

Le but d'un condensateur de dérivation est de court - circuiter les deux plans d'alimentation ensemble sur la carte haute fréquence. Si l'on suppose que le circuit intégré est connecté entre l'alimentation au point A et le plan de masse, il existe un condensateur de dérivation idéal monté en surface au point B. l'impédance haute fréquence entre le VCS et le plan de masse au niveau de la soudure de la puce est attendue nulle.

Cependant, ce n'est pas le cas. Chaque inductance traversante de connexion reliant le condensateur au VCC et au plan de masse introduit une inductance petite mais mesurable. La taille de cette inductance est approximativement:

Où l = inductance traversante, NH

H = longueur du trou traversant, in

D = diamètre du trou traversant, in

Comme l'équation ci - dessus comprend des logarithmes, la variation du diamètre du via a peu d'effet sur l'inductance, mais la variation de la longueur du via peut entraîner de grandes variations.

Réactance du via à un signal ayant une vitesse de front montant de 1 ns. Tout d'abord, calculez l'inductance:

H = 0063 (longueur du trou traversant, in)

D = 0016 (diamètre du trou traversant, in)

T10 ~ 90% = 1,00 (vitesse de front montant, NS)

Shunt courant haute fréquence de la puce. 3,8 ohms pas assez bas. Rappelez - vous également que les condensateurs de dérivation sont généralement connectés au plan de masse par un trou à une extrémité et également au plan + 5V par un trou à l'autre extrémité, doublant ainsi l'effet inductif par le trou. Un condensateur de dérivation est monté du côté de la carte le plus proche de l'alimentation et du plan de masse pour réduire son impact. Enfin, toute connexion entre le condensateur et le via ajoute plus d'inductance. Ces fils doivent toujours être aussi larges que possible.

Une très faible impédance peut être obtenue en utilisant plusieurs condensateurs de dérivation entre l'alimentation et la masse. Pour les produits numériques, comme principe directeur approximatif, on suppose que l'alimentation et le plan de masse sont des conducteurs idéaux pour une inductance nulle. Nous ne considérons que les capacités de dérivation et leurs inductances de câblage et de via associées. Dans une certaine plage, tous les condensateurs de dérivation fonctionneront en parallèle, réduisant ainsi l'impédance entre l'alimentation et la masse. Le rayon effectif de cet effet est égal à 1 / 12, où 1 est la longueur électrique du front montant. Jusqu'à 1 / 6 de diamètre, tous les condensateurs agissent ensemble comme des circuits collecteurs.

Dans le matériau fr - 4, la longueur de propagation d'un front montant de 1 NS est d'environ 1 = 6 in. Dans cet exemple, un condensateur avec un pas de grille supérieur à 1 / 12 = 0,5 pouce n'aurait aucun avantage.

Pour les condensateurs de dérivation de l'alimentation, plus le temps de montée est court, plus le dérivation devient difficile. Lorsque le temps de montée est réduit, le rayon effectif devient plus petit. Le nombre de condensateurs dans le rayon effectif diminue avec le carré du temps de montée.

C'est une question globale. Au fur et à mesure que le temps de montée diminue, la fréquence de braquage numérique augmente de sorte que la réactance inductive de chaque via augmente. Il en résulte que pour une configuration particulière d'un condensateur de dérivation fonctionnant à une fréquence donnée, cet effet est réduit d'un facteur huit lorsque l'on réduit de moitié le temps de montée. Selon des critères proportionnels, l'expérience acquise à partir d'une plage de plaques haute fréquence opérationnelles peut être facilement transférée à une nouvelle plage de fréquences opérationnelles.