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De nombreux concepteurs sont habitués à considérer le comportement du système comme suit: PCB board Modèle. Les modèles et les diagrammes de circuits sont en partie corrects, Mais ils manquent d'informations importantes pour déterminer le comportement du système.. L'information manquante dans le diagramme de circuit est réelle PCB board Mise en page, Il détermine comment les éléments du système sont couplés électriquement et magnétiquement les uns aux autres.. Alors..., Qu'est - ce qui cause le couplage électromagnétique entre les composants du circuit, Commandant, Ferrite, Et d'autres structures complexes dans le monde réel PCB board Ou Circuits intégrés? Ceci est déterminé par l'interaction entre le champ électromagnétique et la matière., Mais une façon conceptuelle de résumer le comportement du signal dans un système complexe est de considérer le couplage des éléments de circuit parasitaire, Ou parasite. L'introduction d'effets parasites dans le modèle de circuit peut vous aider à expliquer le comportement inattendu ou inattendu du signal et de la puissance dans un système réel., Rendre les outils de modélisation parasitaire très utiles pour comprendre le comportement des circuits et des produits.
Cela s'explique par le fait que les diagrammes de circuits électriques ne tiennent pas compte de certaines fonctions importantes des circuits imprimés, des circuits intégrés ou de tout autre système électrique. Les effets parasites sont représentés dans les diagrammes de circuits sous forme de résistances, de condensateurs et d'inducteurs, selon leur comportement dans le domaine des fréquences. Notez que le parasitisme est discuté presque entièrement selon le circuit LTI, ce qui signifie que le parasitisme est également considéré comme linéaire et variable dans le temps. Les parasites variables dans le temps et non linéaires utilisent des techniques de modélisation plus sophistiquées impliquant des itérations manuelles dans le domaine temporel. Ils peuvent également être très sensibles aux conditions initiales du système, en particulier en cas de rétroaction. Malgré la complexité des PCB réels, le système LTI couvre la plupart des systèmes électriques réels. La détermination de l'effet parasitaire consiste essentiellement à déterminer le comportement en fréquence du système, puisque l'effet de l'élément parasitaire sur le signal est fonction de la fréquence. En comparant le comportement en fréquence de [système idéal + parasite possible] avec [mesure réelle du système], il est possible d'identifier les parasites dans le système qui peuvent produire un comportement en fonction de la fréquence.
Qu'est - ce qui détermine l'effet parasitaire et qu'est - ce qui n'est pas pris en compte dans le diagramme de circuit?
De nombreux aspects du système réel peuvent avoir des effets parasitaires inattendus dans la disposition des PCB, des circuits intégrés ou de tout autre système électrique. Avant d'essayer d'utiliser Spice analogique pour extraire les parasites, Notez ce qui ne peut pas être pris en compte dans le diagramme de circuit. La distance entre les différents conducteurs, leur disposition sur la carte de circuit et leur section transversale détermineront la résistance en courant continu, la capacité parasitaire et les parasites.
Inductance. Constante diélectrique: la constante diélectrique de la carte PCB est élevée, ce qui détermine la capacité parasitaire entre les composants du circuit. Perméabilité: pour les composants magnétiques, la perméabilité joue également un rôle dans la détermination du comportement du signal et de la puissance, car ces composants produisent des inductances parasites. Lorsqu'ils fonctionnent à haute fréquence, les transformateurs Ferrites et autres composants magnétiques peuvent fonctionner comme des inducteurs ou des radiateurs.
Comportement des ondes mobiles. Tout signal transmis dans une carte PCB réelle et une interconnexion est une forme d'onde de propagation. La propagation des ondes électromagnétiques produit un effet de ligne de transmission dans l'interconnexion, qui ne peut être modélisé à l'aide d'un diagramme de circuit simple. Votre Simulation Spice doit être modifiée pour tenir compte de la vitesse limitée de la forme d'onde. Il est difficile de simuler facilement des phénomènes tels que les effets de tissage des fibres, en particulier dans les substrats des PCB, par modélisation de circuits ou par simulation post - mise en page, car les modèles de circuits impliqués peuvent devenir complexes. Cependant, les simulations de circuits peuvent vous aider à vérifier largement le comportement dépendant de la fréquence dans les cartes à PCB. D'autres parasites, tels que les condensateurs d'entrée / sortie sur les circuits intégrés ou les inducteurs de liaison, peuvent être facilement identifiés, car le type et l'emplacement des parasites peuvent être déterminés.
L'exemple de diagramme suivant montre un modèle de circuit typique pour vérifier et interpréter le rebond au sol dans un circuit intégré. Cet effet est dû à l'inductance parasitaire (marquée l dans le schéma) dans le fil de terre. Cependant, il y a d'autres facteurs dans le circuit qui affectent le comportement du circuit lorsque le sol rebondit. Deux Condensateurs à la sortie du conducteur et à l'entrée de la charge simulent la capacité parasitaire causée par les broches sur l'Circuits intégrés. La résistance de la ligne I / o simule sa résistance parasitaire en courant continu. L'objectif de l'extraction parasitaire est généralement d'estimer le comportement dépendant de la fréquence du système afin de décrire le système de façon générale comme étant capacitif ou inductif dans une certaine gamme de fréquences. En utilisant les types de diagrammes présentés ci - dessus, les effets parasites peuvent être extraits en comparant les résultats de la simulation aux mesures expérimentales. Il suffit d'utiliser le balayage de fréquence pour simuler le circuit ou d'utiliser des impulsions pour fournir une analyse transitoire du circuit. Vous devez ensuite comparer les résultats avec les données mesurées pour identifier les parasites dans le système.
Il existe deux façons d'extraire les parasites des épices. Les deux méthodes exigent de connaître les parasites qui peuvent être présents dans le système ou de comparer les résultats des mesures avec la disposition du PCB fini:
Méthodes d'analyse, y compris l'utilisation d'équations analytiques pour calculer le comportement dépendant de la fréquence des modèles de circuits triviaux ou non triviaux. Les valeurs des composants proviennent généralement de la fiche technique ou de l'expérience antérieure.
2) La méthode de régression utilisée lorsque la valeur équivalente de l'élément de circuit parasitaire est inconnue, bien que le modèle général décrivant la relation entre le circuit parasitaire et la valeur mesurée soit connu. Des méthodes de régression standard peuvent être utilisées pour déterminer la cohérence entre les modèles et les données.
Dans l'exemple suivant, nous examinerons comment exécuter la simulation Pspice requise pour les deux méthodes. Nous supposerons diverses valeurs possibles et nous utiliserons la simulation Spice pour examiner la réponse en fréquence plutôt que des valeurs individuelles pour divers parasites. Les résultats peuvent être utilisés pour établir un modèle qui décrit comment la réponse en fréquence d'un circuit dépend de certaines valeurs errantes, qui peuvent ensuite être utilisées pour calculer les valeurs errantes à partir des données mesurées.
Par exemple, voyons comment extraire la capacité parasitaire d'un condensateur en identifiant la fréquence d'auto - résonance du condensateur. En raison de la résistance et de l'inductance parasitaires en série, l'auto - résonance est un phénomène bien connu dans les condensateurs à haute fréquence. Dans le schéma ci - dessous, nous avons un condensateur de 4,7 PF et nous voulons extraire l'inductance parasitaire et la résistance. Ici, nous scannons la fréquence de la source et aussi les valeurs errantes. Cela se fait en scannant les paramètres dans le domaine des fréquences, ce qui fournira un ensemble de courbes pour nos mesures actuelles. Ils peuvent ensuite être utilisés pour extraire les fréquences d'auto - résonance et les valeurs ESL. Pour ce faire, vous devez définir des paramètres globaux pour chaque valeur de composant à numériser. Pour ce faire, vous ajoutez une partie du paramètre au schéma et saisissez le nom du paramètre dans la valeur du composant. Les données extraites de la simulation Spice peuvent être utilisées pour des méthodes d'analyse ou de régression. Dans la méthode d'analyse, la valeur parasitaire peut être calculée directement à partir de la réponse analogique tant qu'il existe un modèle de réponse en fréquence en fonction de la valeur parasitaire (dans ce cas, la fréquence d'auto - résonance du condensateur). Dans l'exemple ci - dessus, nous voulions comparer l'impédance ou l'autorésonance mesurée aux valeurs simulées pour déterminer la valeur exacte du parasite. Si les courbes de simulation et de mesure sont très similaires, le modèle peut décrire avec une grande précision le comportement du circuit. En fait, vous n'avez pas cette correspondance parfaite, donc vous devez adapter les données analogiques (dans ce cas, la fréquence d'auto - résonance) au modèle (généralement linéaire ou loi de puissance). Vous pouvez ensuite insérer les observations des données mesurées dans le modèle pour calculer les valeurs des parasites associés. Des techniques similaires peuvent être utilisées pour d'autres essais et environnements.
Quand retourner à la mise en page
À un moment donné, Effectif PCB board Mise en page becomes so complex that trying to extract parasitics by fitting an equivalent circuit model becomes tricky. Techniquement parlant,, Vous pouvez écrire un programme pour répéter les données d'ajustement et certains modèles expérimentaux prédéfinis, but your program would still have to guess exactly what the parasite was and its equivalent circuit arrangement (parallel, Série, or non-trivial ) produces signaling behavior. En ce moment., Une autre méthode est de retourner le solveur de champ à partir de PCB board Mise en page. L'extraction des parasites dans la vue arrière de la mise en page est très simple. Sélectionnez simplement les interconnexions pour analyser et exécuter l'outil d'extraction automatique. Le solveur de champ intégré calculera PCB board Directement à partir de la disposition des équations de Maxwell.
