Via ning parazit sig'imi va parazit induktivligi

1. orqali

Viaslar ko'p qatlamli PCBlarning muhim tarkibiy qismlaridan biri bo'lib, burg'ulash narxi odatda tenglikni ishlab chiqarish narxining 30 foizidan 40 foizini tashkil qiladi. Oddiy qilib aytganda, PCBdagi har bir teshikni via deb atash mumkin. Funktsiya nuqtai nazaridan, vialarni ikki toifaga bo'lish mumkin: biri qatlamlar orasidagi elektr aloqasi uchun ishlatiladi; ikkinchisi qurilmalarni mahkamlash yoki joylashtirish uchun ishlatiladi. Jarayon nuqtai nazaridan, bu viteslar odatda uchta toifaga bo'linadi, ya'ni ko'r-ko'rona, ko'milgan va orqali. Ko'r teshiklar bosilgan elektron plataning yuqori va pastki yuzalarida joylashgan bo'lib, sirt davri va pastki ichki sxema o'rtasidagi aloqa uchun ma'lum bir chuqurlikka ega. Teshikning chuqurligi odatda ma'lum bir nisbatdan (diafragma) oshmaydi. Ko'milgan teshiklar elektron plataning yuzasiga cho'zilmaydigan bosilgan elektron plataning ichki qatlamida joylashgan ulanish teshiklariga ishora qiladi. Yuqoridagi ikki turdagi teshiklar elektron plataning ichki qatlamida joylashgan. Laminatsiyalashdan oldin, teshikni shakllantirish jarayoni tugallanishi uchun ishlatiladi va teshik shakllanishi paytida bir nechta ichki qatlamlar bir-birining ustiga chiqishi mumkin. Uchinchi tur butun elektron platadan o'tuvchi teshik deb ataladi va ichki o'zaro bog'lanishni amalga oshirish yoki komponentlar uchun o'rnatish joyini aniqlash uchun teshik sifatida ishlatilishi mumkin. Jarayonda teshikni amalga oshirish osonroq bo'lgani va narxi past bo'lganligi sababli, ko'pchilik bosilgan elektron platalar boshqa ikki turdagi vites o'rniga undan foydalanadi. Quyida ko'rsatilgan viteslar, agar boshqacha ko'rsatilmagan bo'lsa, vites deb hisoblanadi. Dizayn nuqtai nazaridan, vites asosan ikki qismdan iborat bo'lib, biri o'rtadagi burg'ulash teshigi, ikkinchisi esa quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, burg'ulash teshigi atrofidagi yostiq maydonidir. Ushbu ikki qismning o'lchami via o'lchamini aniqlaydi. Shubhasiz, yuqori tezlikda, yuqori zichlikdagi PCB dizaynida dizayner har doim teshik teshigi qanchalik kichik bo'lsa, shuncha yaxshi bo'lishiga umid qiladi, shuning uchun taxtada ko'proq simli joy qolishi mumkin. Bundan tashqari, o'tish teshigi qanchalik kichik bo'lsa, o'zining parazit sig'imi shunchalik kichik bo'ladi. U qanchalik kichik bo'lsa, yuqori tezlikli sxemalar uchun qanchalik mos keladi. Shu bilan birga, teshik o'lchamining qisqarishi ham xarajatlarning oshishiga olib keladi va o'tish teshigining o'lchamini cheksiz ravishda kamaytirish mumkin emas. Bu burg'ulash va qoplama texnologiyasi bilan cheklangan: teshik qanchalik kichik bo'lsa, burg'ulash osonroq bo'ladi Teshik qancha uzoq davom etsa, markaziy pozitsiyadan chetga chiqish osonroq bo'ladi; va teshikning chuqurligi burg'ulangan teshikning diametridan 6 barobar oshib ketganda, teshik devorining mis bilan teng ravishda qoplanishini ta'minlash mumkin emas. Misol uchun, oddiy 6-qatlamli PCB platasining qalinligi (teshik chuqurligi) taxminan 50Milni tashkil qiladi, shuning uchun tenglikni ishlab chiqaruvchilari taqdim eta oladigan burg'ulash diametri 8Mil kabi kichikdir.

Ikkinchidan, yo'lning parazitar sig'imi

Teshikning o'zi yerga parazitar sig'imga ega. Agar ma'lum bo'lsa, zamin qatlamidagi izolyatsiya teshigining diametri D2, yo'l yostig'ining diametri D1, tenglikni taxtasining qalinligi T va taxta substratining dielektrik o'tkazuvchanligi e , parazitar sig'im o'tish teshigi taxminan: C=1.41eTD1/(D2-D1) O'tish teshigining parazit sig'imining kontaktlarning zanglashiga olib keladigan asosiy ta'siri signalning ko'tarilish vaqtini uzaytirish va kamaytirishdir. zanjirning tezligi. Misol uchun, qalinligi 50Mil bo'lgan tenglikni taxtasi uchun, agar ichki diametri 10mil va yostig'i diametri 20mil bo'lgan teshik ishlatilsa, va yostiq va maydalangan mis maydoni orasidagi masofa 32Mil bo'lsa, biz yuqoridagi formula bo'yicha teshikni taxmin qilishimiz mumkin Parazit sig'im taxminan: C=1.41x4,4x0.{{30 }}50x0,020/(0.032-0.020)=0,517pF va sig‘imning bu qismi tufayli ko‘tarilish vaqti o‘zgarishi: T10-90=2.2C(Z0/2) )=2,2 x0,517x(55/2)=31,28ps. Ushbu qiymatlardan ko'rinib turibdiki, bitta kanalning parazitar sig'imidan kelib chiqadigan o'sish kechikishini sekinlashtirish ta'siri aniq bo'lmasa-da, qatlamlar o'rtasida almashish uchun ulanish kabelida bir necha marta ishlatilsa, dizayner hali ham kerak bo'ladi. uni diqqat bilan ko'rib chiqing.

3. Vizalarning parazitar induktivligi

Xuddi shunday, o'tish teshigida parazit induktivlik va parazit sig'im mavjud. Yuqori tezlikdagi raqamli sxemalarni loyihalashda teshikning parazit induktivligidan kelib chiqadigan zarar ko'pincha parazit sig'imning ta'siridan kattaroqdir. Uning parazit seriyali indüktansı bypass kondansatkichning hissasini zaiflashtiradi va butun quvvat tizimining filtrlash ta'sirini zaiflashtiradi. Via ning taxminiy parazit induktivligini oddiygina hisoblash uchun quyidagi formuladan foydalanishimiz mumkin: () - PCB dizayni bo'yicha yo'riqnomalar - Vias haqida bu erda L - via induktivligini bildiradi, h - via uzunligi va d - diametri. markaziy burg'ulangan teshik. Formuladan ko'rinib turibdiki, o'tish teshigi diametri induktivlikka juda oz ta'sir qiladi, lekin o'tish teshigi uzunligi induktivlikka katta ta'sir qiladi. Hali ham yuqoridagi misoldan foydalangan holda, via induktivligini quyidagicha hisoblash mumkin: L=5.08x0.050[ln(4x0,050/0,010) 1]=1.015nH. Agar signalning ko'tarilish vaqti 1ns bo'lsa, uning ekvivalent empedansi: XL=pL/T10-90=3,19Ō. Yuqori chastotali oqim o'tganda bunday impedansni endi e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi. Xususan, shuni ta'kidlash kerakki, bypass kondensatori quvvat qatlamini va tuproq qatlamini ulashda ikki yo'l orqali o'tishi kerak, shuning uchun yo'llarning parazitar indüktansı ikki barobar ortadi. 4. Yuqori tezlikli PCBda dizayn orqali Vialarning parazitar xususiyatlarini yuqorida tahlil qilish orqali biz yuqori tezlikdagi tenglikni loyihalashda oddiy ko'rinadigan vites ko'pincha sxema dizayniga katta salbiy ta'sir ko'rsatishini ko'rishimiz mumkin. ta'sir.

Vialarning parazitar ta'siridan kelib chiqadigan salbiy ta'sirlarni kamaytirish uchun biz dizaynda qo'limizdan kelganicha harakat qilishimiz mumkin:

1. Narxlari va signal sifatini hisobga olgan holda, o'rtacha teshik o'lchamini tanlang. Masalan, xotira modulining PCB dizaynining 6-10 qatlamlari uchun 10/20Mil (burg'ulash/pad) yo'llardan foydalanish yaxshidir. Ba'zi yuqori zichlikli va kichik o'lchamli taxtalar uchun siz 8/18Mil vizalardan ham foydalanishga harakat qilishingiz mumkin. teshik. Mavjud texnik sharoitda kichikroq o'lchamdagi viteslardan foydalanish qiyin. Quvvat yoki er ulagichlari uchun impedansni kamaytirish uchun kattaroq hajmdan foydalanishni o'ylab ko'ring.

2. Yuqorida muhokama qilingan ikkita formuladan xulosa qilish mumkinki, yupqaroq PCB kartasidan foydalanish via ning ikkita parazit parametrini kamaytirish uchun foydalidir.

3. PCBdagi signal izlari qatlamini o'zgartirmaslikka harakat qiling, ya'ni keraksiz vialardan foydalanmaslikka harakat qiling.

4. Elektr ta'minoti va zaminning pinlari yaqin atrofdagi teshiklar orqali burg'ulash kerak. O'tish teshiklari va pinlar orasidagi simlar qanchalik qisqa bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi, chunki ular induktivlikni oshiradi. Shu bilan birga, impedansni kamaytirish uchun quvvat va tuproq simlari iloji boricha qalin bo'lishi kerak.

5. Signalning yaqin aylanishini ta'minlash uchun signal qatlamlarni o'zgartiradigan yo'llarning yoniga bir necha tuproqli viteslarni joylashtiring. Hatto PCBga juda ko'p miqdorda keraksiz tuproqli viteslarni joylashtirish mumkin. Albatta, dizaynda moslashuvchanlikka ehtiyoj bor. Yuqorida muhokama qilingan "via" modeli har bir qatlamda yostiqchaga ega bo'lgan holat bo'lib, ba'zida biz ba'zi qatlamlarning yostiqchalarini qisqartirishimiz yoki hatto olib tashlashimiz mumkin. Ayniqsa, teshik zichligi juda katta bo'lsa, bu mis qatlamidagi halqani ajratib turadigan singan tirqishga olib kelishi mumkin. Bu muammoni hal qilish uchun, via o'rnini siljitish bilan bir qatorda, biz mis qatlamiga via joylashtirishni ham ko'rib chiqishimiz mumkin. Plitalar hajmi kamayadi.