Teknik PCB - Kesan papan litar PCB pada penghantaran isyarat

Via adalah salah satu komponen penting papan sirkuit PCB berbilang lapisan, dan biaya pengeboran biasanya mengandungi 30% hingga 40% biaya penghasilan PCB. Hanya saja, setiap lubang di PCB boleh dipanggil melalui.

1. Kapensiensi parasitik vias

Melalui diri sendiri mempunyai kapasitas parasit ke tanah. Jika diketahui bahawa diameter lubang pengasingan di lapisan tanah melalui adalah D2, diameter pad melalui adalah D1, tebal papan PCB ialah T, dan konstan dielektrik substrat papan ialah ε, saiz kapasitas parasit melalui kira-kira: C=1.41εTD1/(D2-D1) Kapsitas parasit melalui akan menyebabkan sirkuit memperpanjang masa naik isyarat dan mengurangkan kelajuan sirkuit. contcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcontcont2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps. Ia boleh dilihat dari nilai-nilai ini bahawa walaupun kesan lambat naik disebabkan oleh kapasitasi parasit satu melalui tidak jelas, jika melalui digunakan berbilang kali dalam jejak untuk bertukar diantara lapisan, perancang patut mempertimbangkan dengan berhati-hati.

Kedua, induksi parasit melalui

Sama seperti, terdapat kapasitas parasit bersama dengan vias. Dalam rancangan sirkuit digital kelajuan tinggi, kerosakan disebabkan oleh induksi parasit vias sering lebih besar daripada kesan kapasitasi parasit. Induktansi seri parasitik akan lemahkan kontribusi kondensator bypass dan lemahkan kesan penapisan seluruh sistem kuasa. Kita hanya boleh kira induktan parasit kira-kira melalui dengan formula berikut: L=5.08h[ln(4h/d)+1] di mana L merujuk kepada induktan melalui, h ialah panjang melalui, dan d ialah tengah diameter lubang. Ia boleh dilihat dari formula bahawa diameter melalui mempunyai pengaruh kecil pada induktan, dan panjang melalui mempunyai pengaruh terbesar pada induktan. Masih menggunakan contoh di atas, induktansi laluan boleh dihitung sebagai: L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH. Jika masa naik isyarat adalah 1ns, maka impedance yang sama adalah: XL=Ï-L/T10-90=3.19Ω. Impedansi seperti ini tidak boleh lagi diabaikan apabila arus frekuensi tinggi berlalu. Perhatian istimewa perlu diberikan kepada fakta bahawa kapasitator bypass perlu melewati dua vias apabila menyambung pesawat kuasa dan pesawat tanah, sehingga induktan parasit vias akan meningkat secara eksponensial.

3. Melalui desain dalam PCB kelajuan tinggi

Melalui analisis atas ciri-ciri parasit vias, kita boleh melihat bahawa dalam rekaan PCB kelajuan tinggi, kelihatannya vias sederhana sering membawa kesan negatif besar pada rekaan sirkuit. Untuk mengurangi kesan negatif yang disebabkan oleh kesan parasit vias, perkara berikut boleh dilakukan dalam rancangan:

1. Mengingat kualiti biaya dan isyarat, pilih saiz yang masuk akal melalui. Contohnya, untuk rancangan modul memori PCB 6-10 lapisan, lebih baik menggunakan kunci 10/20Mil (drilled/pad). Untuk beberapa papan besar-densiti saiz kecil, anda juga boleh cuba menggunakan 8/18Mil. lubang. Dalam keadaan teknikal semasa, ia sukar untuk menggunakan vias yang lebih kecil. Untuk kuasa atau butang tanah, anda boleh mempertimbangkan menggunakan saiz yang lebih besar untuk mengurangkan impedance.

2. Dua formula yang dibincangkan di atas boleh dikatakan bahawa menggunakan PCB yang lebih tipis adalah bermanfaat untuk mengurangi dua parameter parasit melalui.

3. Kekuatan dan pins tanah seharusnya didorong dekat, dan memimpin antara melalui dan pin seharusnya sebagai pendek yang mungkin, kerana mereka akan meningkatkan induktan. Pada masa yang sama, kuasa dan tanah memimpin seharusnya sebisak mungkin untuk mengurangi impedance.

4. Cuba jangan ubah lapisan jejak isyarat pada papan PCB, iaitu, cuba jangan guna kunci yang tidak diperlukan.

5. Letakkan beberapa kunci mendarat dekat kunci lapisan isyarat untuk menyediakan loop terdekat untuk isyarat. Ia bahkan mungkin untuk meletakkan sejumlah besar vial tanah yang berlebihan di papan PCB. Tentu saja, rancangan perlu fleksibel. Model yang dibincangkan lebih awal adalah kes di mana ada pads pada setiap lapisan. Kadang-kadang, kita boleh mengurangi atau bahkan membuang pads beberapa lapisan. Terutama apabila ketepatan botol sangat tinggi, ia mungkin menyebabkan bentuk tumpuan pecah yang memisahkan loop dalam lapisan tembaga. Untuk menyelesaikan masalah ini, selain bergerak kedudukan melalui, kita juga boleh pertimbangkan meletakkan melalui pada lapisan tembaga. Saiz pad dikurangkan.