PCB過孔

PCB中的過孔對高速電路設計的主要影響是其產生的寄生電容與寄生電感。


過孔的寄生電容

設過孔阻焊區直徑爲D2,焊盤直徑爲D1,PCB厚度爲T,板基材介電常數爲e,則過孔寄生電容大小近似爲

C=1.41eTD1/(D2-D1)

若PCB厚50mil,孔焊盤直徑20mil(鑽孔10mil),阻焊區直徑40mil,則寄生電容大小大致爲C=0.31pF,這部分電容引起的上升時間變化大致爲

Ts=2.2C(Z0/2)=2.2 x 0.31 x (50/2) = 17.05ps

過孔的寄生電容主要影響是延長了信號的上升時間,在佈線中多次使用過孔切換佈線層,則要考慮過孔對信號上升時間的影響。


過孔的寄生電感

過孔寄生串聯電感會消弱旁路電容的貢獻,減弱整個系統的濾波效用

其電感近似計算公式爲

L = 5.8h[ln(4h/d)+1]

仍以上面的例子,可計算過孔電感爲

L = 5.08 x 0.050 [ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015 nH

若信號上升時間爲1 ns,則其等效阻抗爲XL=pi*L/Ts=3.19Ω,這種阻抗在高頻電路中已經不可忽略。


參考文獻

1. 周潤景等,Cadence高速電路板設計與仿真(第4版)——信號與電源完整性分析.


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