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                         PCB印制電路板通孔的電感分析服務

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                        PCB印制電路板通孔的電感分析

                        發布時間:2016-12-08 08:07:05 分類:企業新聞

                          對數字電路設計者來說,通孔的電感比電容更重要。每個通孔都有寄生中聯電感。因為通孔的實體結構小,其特性非常像素集總電路元件。通孔串聯電感的主要影響是降低了電源旁路電容的有效性,這將使整個電源供電濾波效果變差。

                        旁路電容的目的是在高頻段把兩個電源平面短路在一起。如果假設一個集成電路在a點連接在電源和地平面之間,在b點有一個理想的表面貼裝旁路電容。則預期在芯片焊接點的vcs和地平面之間的高頻阻抗為零。然而,實際情況并非如此。將電容連接到vcc和地平面的每個連接通孔電感引入了一個小的但是可測量到的電感。這個電感的大小近似為:

                        其中,l=通孔電感,nh

                        h=通孔長度,in

                        d=通孔直徑,in

                        因為上式包括一個對數,所以通孔直徑的改變對電感影響很小,但通孔長度的改變可能引起大的變化。

                        通孔對于上升沿速度為1ns的信號的感抗。首先計算電感:

                        h=0.063(通孔長度,in)

                        d=0.016(通孔直徑,in)

                        t10~90%=1.00(上升沿速度,ns)

                        從芯片分路高頻電流,3.8歐的值還不夠低。同時要記住,旁路電容通常一端通過一個通孔連接到地平面,另一端也通過一個通孔連接到+5v平面,因此通孔電感的影響會增加一倍。旁路電容貼裝在板子最靠近電源和地平面的一邊,有利于減少其影響。最后,在電容和通孔之間的任何引線都會增加更多的電感。這些走線應該總是盡量寬一些。

                        在電源和地之間使用多個旁路電容,可以得到非常低的阻抗。對于數字產品,作為一個粗略的準則,假設電源和地平面是理想的導體,電感為零。我們只考慮旁路電容及其相關走線和通孔的電感。在一個特定的范圍內,所有的旁路電容將如同并聯,降低了電源和地之間的阻抗。產生這個效果的有效半徑等于1/12,其中,1是上升沿的電長度。在1/6的直徑以內,所有電容共同作為一個集總電路。

                        1ns的上升沿在fr-4材料中的傳播長度大約為1=6in。在這個例子中,電容的柵格間距大于1/12=0.5in,將不會有任何好處。

                        對于電源的旁路電容,上升時間越短,旁路會變得越困難。當上升時間縮短時,有效半徑的值也變小。有效半徑內電容的數量隨上升時間的平方而減少。

                        這是一個綜合問題。限隨著上升時間的降低,數字轉折頻率上升,使每個通孔的感抗增加。最后的結果是,對于工作在某一頻率的一個特定配