Chính xác sản xuất PCB, PCB tần số cao, PCB cao tốc, PCB chuẩn, PCB đa lớp và PCB.
Nhà máy dịch vụ tùy chỉnh PCB & PCBA đáng tin cậy nhất.
Một trong những công cụ được sử dụng trong phân tích tính toàn vẹn tín hiệu là mô hình hóa. Chúng tôi sẽ sử dụng công cụ phân tích này ở đây để bắt đầu bằng cách xây dựng một mô hình cho đường truyền PCB và sau đó phân tích các đặc điểm hành vi khác nhau của nó.
Mô hình bậc 0 của đường truyền PCB là mô hình đơn giản và dễ hiểu nhất. Nó bao gồm một hàng các tụ điện nhỏ song song có giá trị bằng điện dung trên một đơn vị chiều dài của đường truyền PCB.
Dưới đây là cách sử dụng mô hình bậc 0 của đường truyền PCB để phân tích các đặc tính dòng điện áp (V-I) và trở kháng thoáng qua của đường truyền PCB.
Giả sử chiều dài đơn vị là ΔX, kích thước của mỗi tụ điện nhỏ là tích của tụ điện đơn vị chiều dài và chiều dài đơn vị của đường truyền PCB:
C=Co*³X（3-5）
Dòng I được xác định bởi công suất Q được bơm vào mỗi tụ điện. Công suất Q của tụ điện được tiêm bằng tụ điện C nhân với điện áp V ở cả hai đầu của nó. Khoảng thời gian tiêm vào mỗi bình chứa vi điện là Δt, bằng với chiều dài đơn vị ΔX chia cho tốc độ truyền tín hiệu π. Dòng điện I có thể được biểu diễn bằng công thức sau:
Có thể thấy rằng dòng điện trên dây chỉ liên quan đến điện dung trên một đơn vị chiều dài, tốc độ truyền tín hiệu và điện áp. Đặc tính điện áp-hiện tại (V-I) của đường truyền PCB: Dòng điện tức thời tại bất kỳ=nào trên đường truyền PCB tỷ lệ thuận với điện áp.
Sau khi thu được dòng điện từ đường truyền PCB, trở kháng thoáng qua của tín hiệu có thể được suy ra theo định luật Ohm
Trong tính toán thực tế, thay tốc độ ánh sáng trong vật liệu vào công thức trên, thu được
Như bạn có thể thấy từ công thức trên, trở kháng thoáng qua của đường truyền PCB chỉ được xác định bởi diện tích mặt cắt của đường truyền PCB và đặc tính vật liệu, tức là hằng số điện môi, tính bằng μ.
Ví dụ: Nếu hằng số điện môi là 9 và điện dung trên một đơn vị chiều dài là 4,98 pF/in, trở kháng thoáng qua của đường truyền PCB là
Nếu hai tham số đặc trưng trên của đường truyền PCB vẫn không thay đổi, trở kháng thoáng qua luôn là một giá trị cố định bất kể chiều dài đường truyền PCB thay đổi như thế nào.
Mô hình Zero-order mô tả đường truyền PCB như một loạt các tụ điện nhỏ cách nhau một khoảng cách. Đây chỉ là mô hình vật lý của đường truyền PCB. Để có được mô hình điện tương đương, mô hình thứ nhất của đường truyền PCB được giới thiệu tiếp theo.
Mô hình bậc 1 dựa trên mô hình bậc 0. Mỗi đoạn ngắn của hai dây dẫn của dây truyền PCB được thay thế bằng một cuộn cảm, và mỗi hai thùng chứa vi điện song song được kết nối bởi một cuộn cảm để tạo thành một đoạn nhỏ.
Ý tưởng cơ bản của lý thuyết phân tích đường truyền PCB cổ điển là: các thông số mạch của đường truyền PCB đồng nhất được phân phối đều trên đường truyền PCB, do đó, điện áp trên đường truyền PCB không chỉ là một chức năng của thời gian t, mà còn là một chức năng của tọa độ không gian x, tức là tại điểm bắt đầu của khoảng cách x, nghiên cứu được thực hiện bằng cách sử dụng các đoạn vi mô có chiều dài uốn. Khi dx đủ nhỏ, phân phối các tham số mạch trên phân đoạn này có thể được bỏ qua và mạch tổng tham số tập hợp có thể được sử dụng như một sự thay thế tương đương. Bằng cách này, toàn bộ đường truyền PCB đồng nhất có thể được coi là một loạt các thác vi phân đoạn như vậy. Vì nó liên quan đến các phương trình vi phân, nó sẽ không được giới thiệu ở đây từ quan điểm thực tế. Người đọc có thể tham khảo tài liệu về lý thuyết đường truyền PCB có liên quan.
Để đơn giản hóa việc phân tích các mô hình bậc nhất, giả sử rằng điện dung và độ tự cảm là vô cùng nhỏ; Số lượng phân đoạn của mạch LC có xu hướng không giới hạn; Đơn vị chiều dài Capacitive Co và đơn vị chiều dài Capacitive Lo là hằng số; Tổng chiều dài của đường truyền PCB là ¹; Sau đó, tổng điện dung và cảm ứng được tính riêng biệt
C=Co*¹（3-11）
L=Lo*¹（3-12）
Xuất điện dung đơn vị chiều dài và điện cảm đơn vị chiều dài theo trở kháng đặc trưng Zo và tốc độ v như sau
Độ trễ và trở kháng đặc trưng của đường truyền PCB dẫn đến tổng điện dung và tổng điện cảm như sau:
Người ta có thể biết từ lý thuyết mạng rằng khi tín hiệu được truyền dọc theo mạng, nó bị ảnh hưởng bởi trở kháng thoáng qua liên tục trên mỗi nút và tín hiệu có độ trễ thời gian nhất định từ mạng đầu vào đến mạng đầu ra. Các phương trình (3-13) và (3-14) có thể hỗ trợ kết luận này.
Để tránh các lý thuyết rườm rà và suy luận phương trình vi phân, một số công thức tính toán thực tế cho mô hình bậc nhất đã được đưa ra để người đọc tham khảo trong tương lai.
Mối quan hệ trên áp dụng cho tất cả các đường truyền PCB và không liên quan đến hình học của chúng. Nếu bạn biết hai trong số họ, bạn có thể tìm thấy tất cả các thông số khác, rất tiện lợi và thiết thực.
