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高速pcb布线规则 在高速pcb设计中,可以通过

时间:2022-04-29 09:42:05 来源:PCBA 点击:0

高速pcb布线规则 在高速pcb设计中,可以通过

机关枪

所谓寄效,应该是潜入你的PCB对电路中大加以破坏,头痛,原因不明的小故障(如文字所示)。是渗透到高速电路中的寄生电容和寄生电感。包括包装销和印刷线过长而形成的寄生电感。从背景到地面,从背景到电源平面和背景之间形成的寄生容量。通孔之间的相互影响以及许多其他可能的寄生效应。图3A示出了典型的同相运算放大器的原理图。但是,考虑到寄生效果,同一电路有可能如图3B所示。

图3。典型的运算放大器电路,(a)原设计图,(b)考虑寄生效果的图。

在高速电路中,小值影响电路的性能。有时几十个皮法pF)的容量就足够了。相关示例:如果反相输入端子中只有1pF的附加寄生容量,则在频率域中可以引起小于2dB的扣杀脉冲(参见图4)。寄生容量足够大的话,会引起电路的不稳定和振动。

图4。寄生容量的附加扣球脉冲

在寻找有问题的寄生源的情况下,可以使用计算上述寄生容量大小的几个基本公式。式(1)是计算平行极板电容器(参照图5)的式。

C表示容量值,A表示cm2单位的极板面积,k表示PCB材料的相对介电常数,d表示cm单位的极板间距离。

图5。两极板间的容量

带状电感是印刷线过长或接地面欠缺,需要考虑的其他寄生效果。式(2)表示计算打印线电感(Inductance)的公式。参照图6。

W表示打印线宽度,L表示打印线长度,H表示打印线的厚度。所有的尺寸都是mm单位。

图6。印刷电感

图7的振荡表示高速运算放大器的同相输入端子长度为2.54cm的印刷线的影响。等效寄生电感为29nH(10|63:9H),导致在整个瞬态响应周期内持续足够的低压振动。图7还示出了使用接地面来降低寄生电感的影响的方法。

图7。无接地面和接地面的脉冲响应

贯通孔是另一种寄生源。它们可以引起寄生电感和寄生容量。式(3)是计算寄生电感的式(参照图8)。

T表示PCB的厚度,d表示cm单位的贯通孔直径。

图8。通孔尺寸

式(4)表示通过贯通孔(参照图8)计算寄生电容值的方法。

epsilon;r表示PCB材料的相对磁导率。T表示PCB的厚度。D1表示包围贯通孔的垫径。D2表示接地面上的隔离孔的直径。所有尺寸都是cm单位。厚度0.157cm的PCB前的贯通孔可以增加1.2nH的寄生电感和0.5pF的寄生容量。这是PCB设计布线时必须保持警戒的理由,是为了将寄生效果的影响抑制到最小限度。

切面

实际需要讨论的内容,不仅仅是本文所陈述的内容,重点突出几个重要的特性,鼓励读者进一步探讨这个问题。列出与正文最后相关的参考文献。

接地表面作为共同的基准电压发挥作用,提供屏蔽,可以散热、降低寄生电感(但是,也有增加寄生电容的情况)。虽然使用接地平面有很多优点,但是要实现的话,必须要注意,可能和不能有限制。

理想地,PCB有应该作为接地面特殊化的层。因此,如果整个平面没有被破坏,则获得最佳结果。请勿将该专用层的接地面区域用于与其他信号连接。由于接地面可以去除导体和接地面之间的磁场,所以可以减少打印线的电感。当破坏有接地面的区域时,在接地面上或下面的印刷线中引入了意想不到的寄生电感。

由于接地面通常具有大的表面积和横截面积,所以接地面的电阻保持在最小值。在低频带中,电流选择电阻最小的路径,而在高频带中,电流选择阻抗最小的路径。

但是,也有例外,小的接地平面可能更好。如果从输入或输出焊盘下方错开接地面,则高速运算放大器会更好地工作。引入到输入端的接地面的寄生电容增加了运算放大器的输入容量相位裕量,从而导致不稳定性。如在寄生效应项的讨论中看到的,运算放大器输入端子1pF的电容能引起明显的扣杀脉冲。输出端子容性负载包括寄生容性负载,导致反馈回路内的极点。这降低了相位裕量,电路变得不稳定。

如果可能,则模拟电路和数字电路应包括各自的接地面和接地面而分离。急速上升边缘的电流毛刺流入接地面。这些高速电流毛刺引起的噪声破坏了模拟性能。模拟和数字(和电源)应连接到公共接地以减少循环流的数字和模拟接地电流和噪声。

在高频带中必须考虑称为ldquo的东西。趋肤效应rdquo;的现象。趋肤效应电流流过导线的外部,结果导线的截面变窄,直流(DC)电阻增大。皮肤倾向效果虽然超过了本文讨论的范围,但是这里给出铜线中的皮肤倾向深度(SkinDepth)的良好近似式cm。

低灵敏度的镀金金属有助于减少趋肤效应。

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