Technologie PCB - Introduction aux capacités parasites dans la disposition PCB

Une capacité parasite n'est pas une capacité en soi, on peut savoir selon le principe de la capacité que la capacité est composée de deux plaques et d'un milieu isolant, alors une capacité parasite est inévitable. Par capacités parasites, on entend généralement les propriétés capacitives qui se manifestent à haute fréquence entre les enroulements d'inductances, entre les broches de puces et entre les broches de semi - conducteurs de puissance.

La capacité parasite se réfère généralement aux propriétés capacitives à haute fréquence des inductances, des résistances, des broches de puce, etc. En effet, une résistance est l'équivalent d'un condensateur, d'une inductance et d'une série de résistances dont les performances ne sont pas très évidentes dans le cas des basses fréquences, alors que dans le cas des hautes fréquences, l'équivalent augmente et ne peut être négligé. Dans le calcul, nous devons en tenir compte. ESL est l'inductance équivalente et ESR est la résistance équivalente. Qu'il s'agisse d'une résistance, d'une capacité, d'une inductance, ou d'une diode, d'un transistor, d'un transistor MOS et d'un ci, nous devons considérer leur capacité et leur inductance équivalentes dans le cas des hautes fréquences.

Une carte PCB est composée de plusieurs conducteurs en parallèle, tels que des traces, séparés par un isolant. Ces traces forment avec le matériau diélectrique un condensateur provoquant des effets capacitifs parasites ou parasites indésirables.

Les éléments parasites dans le PCB peuvent être des capacités parasites, des résistances parasites et des inductances parasites. L'effet capacitif parasite est particulièrement accentué dans la lame haute fréquence lorsque les traces sont proches. Cet effet est totalement inutile et peut affecter le fonctionnement de l'appareil. Cela peut entraîner des problèmes tels que la diaphonie, l'EMI et l'intégrité du signal. Les concepteurs de PCB qui traitent des hautes fréquences, des débits de données élevés et des cartes à signaux mixtes doivent tenir compte des effets capacitifs et inductifs parasites lors de la conception de la disposition des PCB.

Les capacités parasites sont des propriétés intrinsèques des conducteurs. C'est la quantité stockée par unité de variation de potentiel. La formule de calcul de la capacité parasite est C = Q / v. où c est la capacité en farads, V est la tension en volts et Q est la charge en coulombs.

DV / DT = 0 pour un signal électrique constant qui ne varie pas dans le temps, ce qui signifie qu'il n'y a pas de variation du potentiel; Donc i = 0.

S'il y a un condensateur dans la boucle du circuit, DV / DT converge vers une valeur fixe, c'est - à - dire que le potentiel varie et produit un courant; Donc, I est 0.

Calcul de capacité de trace

La capacité d'un condensateur à plaques parallèles est donnée par c = (Ka / 11,3d) PF. Où c est la capacité, a est la surface des plaques en cm 2, K est la capacité relative du matériau des plaques et D est la distance entre les plaques en cm 2.

Modélisation d'éléments parasites PCB haute fréquence.

Les effets capacitifs parasites sont un problème dans les cartes à haute fréquence. En fonctionnement basse fréquence, les composants parasites sont négligeables car ils n'affectent pas vraiment le fonctionnement du système. Chaque plot de la carte a sa capacité parasite et chaque trace a une inductance parasite. Ce plot augmente également la résistance parasite, ce qui stimule les pertes IR. Des capacités parasites peuvent être présentes entre les PCB, les cartes nues, les PCBA, les cartes assemblées et les conducteurs dans le boîtier du composant, en particulier les dispositifs montés en surface (SMd).

Comme la plaque de condensateur intrinsèque a une différence de potentiel, le courant a une chance de circuler. Peu importe si des charges sont stockées entre les plaques du condensateur; Le courant ne circule pas tant qu'il n'y a pas de différence de potentiel. Une fois cette différence de potentiel augmentée, une diminution correspondante du flux d'électrons vers la charge peut être observée pour le trajet de signal souhaité qui affecte négativement l'intégrité du signal.

Quelle est la différence entre la capacité parasite et la capacité parasite?

Le terme capacité parasite est généralement utilisé de manière interchangeable avec la capacité parasite. Cependant, la capacité parasite indique qu'elle peut entraver le fonctionnement du circuit et la capacité parasite indique comment introduire une capacité non désirée.

Qu'est - ce que la capacité parasite?

Les capacités parasites ne sont pas toujours détectées en raison de la capacité virtuelle formée entre les deux conducteurs PCB et de l'influence de l'environnement environnant. Elle est donc appelée capacité parasite.

Quelle est la résistance parasite dans un PCB?

Les résistances parasites sont connectées en série le long des traces ou existent comme Shunts entre les éléments conducteurs.

Qu'est - ce que l'inductance parasite dans un PCB?

Les inductances parasites existent le long des traces et présentent un comportement de stockage et de dissipation de l'énergie électrique, tout comme les inductances réelles. Tous les conducteurs sont inductifs et à haute fréquence, même l'inductance de fils relativement courts ou de traces de PCB peut être importante.

Les effets capacitifs parasites peuvent être la diaphonie et le bruit, la mauvaise rétroaction de sortie et la formation de circuits résonants. Par conséquent, il est important de prêter attention à la conception globale du PCB, en particulier la mise en page. Lors de la mise en place d'un fil à côté d'un autre, une bonne disposition doit être effectuée avec le plus grand soin.

L'élément parasite comprend une inductance formée par des conducteurs d'encapsulation, des traces longues, des plots à la masse, des plots au plan d'alimentation et des condensateurs de Plots à lignes, y compris une interaction avec des vias. Par élément parasite, on entend un élément parasite qui constitue une menace pour les performances du circuit. Non désiré et inévitable, mais contrôlable en même temps.

Dans les circuits à grande vitesse, quelques dixièmes de picofarade suffisent pour influencer les performances du circuit. Par example, une capacité parasite de 1 PF sur l'entrée inverseuse provoquera un pic de 2 DB dans le domaine fréquentiel. Si vous dépassez 1pf, cela entraînera une instabilité et des oscillations.

Les condensateurs bloquent les signaux à basse fréquence et à courant continu dans les circuits électroniques, délivrant des signaux à haute fréquence. Cette propriété des condensateurs délivrant des signaux à haute fréquence (la vitesse à laquelle les condensateurs se déchargent est une autre raison pour laquelle ils sont utilisés à la place de batteries beaucoup plus lentes) est responsable de problèmes de capacité parasite dans les circuits à grande vitesse. Pour les conducteurs, les capacités parasites introduisent des EMI, ou bruits, qui peuvent se propager le long des fils et des câbles ou être transmis à des traces voisines à proximité. En général, il n'est pas possible d'éliminer les capacités parasites. Cependant, au niveau de la mise en page PCB, il existe des moyens efficaces d'atténuer cette situation.

Évitez le câblage en parallèle: lors du câblage en parallèle, la zone entre les deux métaux est maximale, donc la capacité entre eux est maximale.