Технология PCB - паразитная ёмкость через отверстие в схеме PCB

Сама магистраль имеет паразитарную способность к земле. Если известно, что диаметр изолирующего отверстия на грунтовом слое via равен D2, диаметр прокладки via равен D1, толщина плат плат PCB равна T,Гравитационный субстрат диэлектрик — Changshu — ε, то паралитическая емкость via примерно равна:

C= 1,41 ° d1 /(D2-D1)

Основной эффект паразитарной емкости(паразитная емкость ) проходного отверстия в цепи заключается в увеличении времени восстановления сигнала и снижении скорости цепи. Например, для ПХД толщиной 50 МЛН., если внутренний диаметр 10 МЛН., диаметр прокладки 20 МЛН., расстояние между прокладкой и поверхностью грунтовой меди 30 МЛН., то мы можем использовать приблизительное значение приведенной выше формулы для расчета паразитарной емкости прокладки:

C= 1,41x4,4x0,05x0,02 /(0,032-0,020)= 0,517pf, изменение времени восстановления, вызванное этой частью емкости, составляет:

T10-90= 2,2c (Z0/2)= 2,2x0,517x (55/2)= 31,28ps. Из этих значений видно, что, хотя эффект задержки роста, вызванной паразитарной пропускной способностью одной виа, не очевиден, если виа многократно используется в трассировке для переключения между слоями, дизайнеру все же следует тщательно рассмотреть этот вопрос.

1.  Паразитическая индуктивность via

Аналогичным образом паразитарные способности присутствуют в vias и паразитарных индутанциях. При проектировании высокоскоростных цифровых цепей ущерб, причиняемый паразитическими индукциями vias, зачастую превышает воздействие паразитической емкости. Паразитарная индуктивность серии ослабляет роль обходного конденсатора и фильтрующий эффект всей энергетической системы. Для простого расчета паразитарной индуктивности a via может использоваться следующая формула:

L= 5,08h [1n(4h/d)+1] где L означает индукцию via, h-длина via, а d-диаметр центральной дыры. Из формулы видно, что диаметр виа оказывает незначительное влияние на индуктивность, а длина виа оказывает наибольшее влияние на индуктивность. При использовании приведенного выше примера индуктивность виа может рассчитываться следующим образом:

L- 5.08x0,050 [1n(4x0,050/0,010)+1]= 1,015nh. Если время восстановления сигнала составляет 1нс, то эквивалентное сопротивление составляет: XL=πL/T10-90= 3,19 Ω. Такое сопротивление больше нельзя игнорировать при прохождении высокочастотных токов. Особое внимание следует уделить тому факту, что при соединении плоскости питания и плоскости заземления обходной конденсатор должен проходить через две вибрации, с тем чтобы паразитическая индуктивность вибрации возращалась экспоненциально.

2.  С помощью дизайна в высокоскоростных печатных плат

На основе вышеприведенного анализа паразитарных характеристик vias, мы видим, что в высокоскоростной конструкции PCB, казалось бы, простые vias часто приносят большие негативные последствия для конструкции цепи. Для того чтобы уменьшить неблагоприятные последствия паразитарных воздействий vias, в конструкции могут быть сделаны следующие действия:

(1) учитывая как стоимость, так и качество сигнала, выберите разумный размер через размер. Например, для 6-10 - слойного модуля памяти PCB, лучше использовать 10/20Mil (бурение /pad) vias. Для некоторых плат высокой плотности небольших размеров, вы также можете попробовать использовать 8/18Mil. - в яму. В нынешних технических условиях трудно использовать менее крупные vias. Для питания или земли vias, вы можете рассмотреть возможность использования большего размера для снижения сопротивления.

(2) две рассмотренные выше формулы позволяют сделать вывод о Том, что использование более тонкого ПХД выгодно для уменьшения двух паразитарных параметров via.

(3) сигнальные следы на печатной доске не должны быть изменены настолько, насколько это возможно, то есть попытаться не использовать ненужных vias.

(4) силовые и земляные штыри должны быть пробурены поблизости. Чем короче свинец между виа и штырем, тем лучше, потому что они увеличат индуктивность. В то же время мощность и заземленные провода должны быть как можно более толстыми для снижения сопротивления.

(5) поместите несколько заземленных vias рядом с vias смены уровня сигнала, чтобы обеспечить ближайшую петлю для сигнала. Кроме того, на печатной плате можно разместить большее количество наземных вибраций. Конечно, дизайн должен быть гибким. Модель via, о которой говорилось выше, это случай, когда на каждом слое есть подушки, и иногда подушки некоторых слоев могут быть уменьшены или даже удалены. Особенно в случае очень высокой плотности vias, это может привести к образованию слота, который разделяет петлю в медном слое. Для решения этой проблемы, помимо перемещения положения via, можно также рассмотреть вопрос о размещении via на медном слое. Размер колодки снижен. паразитная емкость