PCB Блог - сопротивление постоянного тока, паразитная емкость и паразитная индуктивность

многие дизайнеры привыкли к рассмотрению системного поведения: панель PCB макет. эти модели и схемы в некоторой степени верны, Однако у них отсутствует важная информация, определяющая поведение системы. Недостающая информация на схеме реальна панель PCB схема, Она определяет, как электрически и магнитная связь между элементами системы. поэтому, что вызывает электромагнитную связь между элементами цепи, управлять, феррит, и другие сложные структуры в реальном мире панель PCB или интегральная схема? это определяется взаимодействием электромагнитного поля и вещества, Но одним из концептуальных подходов к обобщению поведения сигналов в сложной системе является рассмотрение связи паразитных элементов цепи, паразитизм. Введение паразитного эффекта в модель схемы поможет вам объяснить случайное или нежелательное поведение сигнала и источника питания в системе, очень полезна для понимания поведения схем и продуктов. паразитная емкость

Это объясняется тем, что на схемах схем невозможно проиллюстрировать некоторые важные функции реальной PCB - панелей, интегральная схема или любой другой электрической системы. На диаграмме схем паразитные эффекты обозначаются как резисторы, конденсаторы и индукторы в зависимости от их поведения в диапазоне частот. Следует отметить, что паразиты обсуждаются почти исключительно по схеме LTI, что означает, что паразиты также считаются линейными и временными изменениями. при переходе и нелинейных паразитах применяются более сложные методы моделирования, включающие ручное повторение в области времени. Они также могут быть весьма чувствительными к первоначальным условиям системы, особенно в тех случаях, когда имеется обратная связь. Несмотря на сложности, присущие планшетам PCB, система LTI охватывает подавляющее большинство фактических электрических систем. определение паразитного эффекта по существу определяет частотное поведение системы, так как влияние паразитного элемента на сигнал является функцией частоты. сравнение частотного поведения [идеальной системы + потенциального паразита] с [фактическими значениями измерений в системе] позволяет выявлять паразитов в системе, которые могут вызывать поведение, связанное с частотой. емкость и индуктивность

что определяет паразитный эффект, который не учитывается в схеме? 

Многие аспекты реальной системы могут непреднамеренно оказывать паразитическое воздействие на планировку панелей PCB, IC или любых других электрических систем. прежде чем пытаться использовать имитацию SPICE для экстракции паразитов, обратите внимание на те элементы схемы, которые не могут быть учтены. расстояние между проводниками, их расположение на схемах и площадь поперечного сечения определяют сопротивление постоянного тока, паразитную емкость и паразит индуктивность.  диэлектрическая постоянная: высокая диэлектрическая постоянная диэлектрика на панели PCB определяет паразитную емкость между элементами цепи. магнитная проницаемость: для магнитных компонентов магнитная проницаемость также играет роль в определении поведения сигналов и мощности, поскольку они вызывают паразитную индуктивность. при работе под высокой частотой ферритовые трансформаторы и другие магнитные компоненты могут работать так же, как индукторы или излучатели.

поведение бегущей волны. Любой сигнал, распространяемый в реальном PCB панели и межсоединении, является формой распространения. распространение электромагнитных волн в процессе межсоединений создает эффект линии передачи, которая не может быть смоделирована с помощью простой схемы. Ваша модель SPICE нуждается в модификации, чтобы учесть ограниченную скорость формы волны. Такие явления, как плетеный эффект волокна, особенно в панелях PCB, трудно имитировать с помощью моделирования схем или макета после их имитации, поскольку связанные с ними модели схем могут быть сложными. Тем не менее, моделирование схем может помочь вам широко проверять поведение, связанное с частотой панели PCB. Другие паразиты, такие, как входная / выходная емкость на интегральных схемах или индуктивность на линии связи клавиш, могут быть легко определены, поскольку тип паразита и его местоположение могут быть определены.паразитная емкость

на приведенной ниже диаграмме показана типичная модель схемы, используемая для проверки и интерпретации заземления в интегральной схеме. этот эффект вызван паразитной индуктивностью (обозначенной как L на диаграмме). Однако в цепи есть и другие факторы, которые влияют на поведение схемы при приземлении. два конденсатора с выходом и входом нагрузки на конце диска имитируют паразитную ёмкость, возникающую на пятках на диске. резистор линии I / O имитирует паразитное сопротивление постоянного тока. Цель паразитного извлечения обычно заключается в оценке частотности действия системы, с тем чтобы в пределах определенной частоты широко охарактеризовать систему как емкость или индуктивность. для получения паразитного эффекта можно сравнить результаты моделирования с экспериментальными показателями. просто используйте частотное сканирование, чтобы имитировать схему или использовать импульс, чтобы обеспечить анализ переходных процессов в цепи. Затем вам нужно сравнить результаты с данными измерений, чтобы распознать паразиты в системе.

есть два способа извлечения паразитов из пряности. Оба метода требуют понимания возможных паразитов в системе или сопоставления с результатами измерений компоновки готовой продукции PCB:

1) методы анализа, включая использование аналитических уравнений для расчета частотной корреляции модели обычной или необычной схемы. значения компонентов обычно получены из таблицы данных или предыдущего опыта.

2) метод регрессии, используемый при неизвестных эквивалентных значениях элементов паразитных схем, хотя известна общая модель, описывающая связь между паразитными схемами и измеренными значениями. стандартные методы регрессии могут использоваться для определения последовательности между моделями и данными.

в следующем примере мы рассмотрим вопрос о том, как запустить два метода, необходимые для моделирования PSPIC. мы будем исходить из различных возможных значений и использовать модель SPICE для проверки частотности реакции, а не отдельных значений различных паразитов. результаты могут быть использованы для создания модели, в которой описываются частотные отклики схемы в зависимости от определенных значений рассеяния, которые затем могут использоваться для расчета величины рассеяния на основе измеренных данных.

в качестве примера, давайте посмотрим, как экстрагировать паразитную емкость в конденсаторе, определяя частоту самовозбуждения конденсатора. из - за паразитного тандемного сопротивления и индуктивности саморезонанс хорошо известен в высокочастотных конденсаторах. на следующей диаграмме у нас есть конденсатор с номиналом 4,7 pf, который мы хотим извлечь паразитные индуктивности и резисторы. Здесь мы сканируем частоту источника, а также просканируем значения рассеяния. это сделано путем сканирования диапазонов частот, которые обеспечивают набор кривых для наших текущих измерений. затем можно использовать их для извлечения резонансных частот и значений ESL. для этого необходимо установить глобальные параметры для каждого компонента для сканирования. это сделано путем добавления деталей параметров в принципиальную схему, а затем введите имя параметра в значение элемента. данные, полученные в результате моделирования SPICE, могут использоваться для анализа методов или методов регрессии. в аналитическом методе паразитные значения могут рассчитываться непосредственно с помощью аналоговых откликов, если существует модель частотной реакции, представляющая собой паразитную функцию (в данном случае самосогласующуюся частоту конденсатора). В приведенных выше примерах мы хотели бы сравнить измеренные импеданцы или саморазрушительы с аналоговыми значениями для определения точного значения паразитов. Если кривые моделирования и измерения очень похожи, то модель может с большой точностью описать поведение схемы. На самом деле, у вас не будет такого идеального совпадения, поэтому вы должны сравнить аналоговые данные (в данном случае с частотой самовозбуждения) с моделями (обычно линейными или степенными). Затем вы можете вставить результаты измерений в модель, чтобы вычислить значение паразита. Аналогичные технологии могут использоваться в других испытаниях и в окружающей среде. емкость и индуктивность

Когда возвращается схема

в какой - то момент, реальность панель PCB схема становится настолько сложным, что попытки извлечь паразитные сигналы путем моделирования эквивалентных схем становятся очень трудными.технически, Вы можете создать программу, которая повторяла бы корректирующие данные и некоторые Предопределенные экспериментальные модели, Но ваша программа по - прежнему должна точно угадать, что такое паразит и его эквивалентные схемы (параллельно, серия, или необычный) вырабатывает поведение сигнала.сейчас, другой способ - вернуться в полевое вычислительное устройство, откуда панель PCB схема. удалить паразитов в панели. нужно только выбрать связь между анализом и эксплуатацией средств автоматической экстракции. интегральный полевой вычислительный прибор панель PCBпрямое расположение из уравнений Максвелла. паразитная емкость