寄生電容--用在多支路總線上的連接器
發布時間:2011-03-03 來源:與非網
中心議題:
- 引腳到引腳的電容
- 電路走線電容
- 接收器和驅動器電容
- 均勻間隔負載
- 低速總線
與點到點連接應用相比,在多支路總線的應用中,連接器係統的負荷要多一些。在點到點應用中,被傳送的信號隻穿過連接器一次。在這種情況下,連接器的串聯電感決定了其傳輸性能。
多支路情況下就有很大不同,在如圖9.9所(suo)示(shi)的(de)多(duo)支(zhi)路(lu)總(zong)線(xian)中(zhong),連(lian)接(jie)在(zai)總(zong)線(xian)上(shang)的(de)發(fa)送(song)器(qi)每(mei)次(ci)隻(zhi)有(you)一(yi)個(ge)使(shi)能(neng),而(er)其(qi)他(ta)發(fa)送(song)器(qi)則(ze)保(bao)持(chi)使(shi)能(neng)禁(jin)止(zhi),但(dan)其(qi)還(hai)是(shi)連(lian)接(jie)在(zai)總(zong)線(xian)上(shang),直(zhi)至(zhi)辦(ban)輪(lun)到(dao)其(qi)發(fa)送(song),這(zhe)種(zhong)特(te)殊(shu)類(lei)型(xing)的(de)總(zong)線(xian)兩(liang)端(duan)都(dou)進(jin)行(xing)了(le)端(duan)接(jie),以(yi)防(fang)止(zhi)反(fan)射(she),總(zong)線(xian)上(shang)傳(chuan)播(bo)的(de)信(xin)號(hao)的(de)上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)隻(zhi)是(shi)線(xian)路(lu)總(zong)長(chang)度(du)的(de)一(yi)小(xiao)部(bu)分(fen)。

隨sui著zhe經jing過guo總zong線xian的de每mei個ge分fen支zhi,傳chuan輸shu信xin號hao逐zhu步bu發fa生sheng畸ji變bian,與yu源yuan端duan連lian接jie器qi的de串chuan聯lian電dian感gan的de影ying響xiang相xiang比bi,多duo個ge連lian接jie器qi寄ji生sheng電dian容rong的de積ji累lei導dao致zhi信xin號hao畸ji變bian更geng嚴yan重zhong。對dui於yu多duo支zhi路lu應ying用yong,需xu要yao寄ji生sheng電dian容rong非fei常chang低di的de連lian接jie器qi,即ji使shi要yao付fu出chu電dian感gan更geng大da的de代dai價jia。
對於調整總線操作,需要使每個總線分支處的對地集總電容最小。
每個總線分支處的集總電容包含3個部分,其中隻有一個與連接器有關。
1)連接器的引腳到引腳的電容及其在印刷電路板上的焊盤電容。
2)連接本地驅動器和接收器到連接器的走線電容。
3)本地接收器的輸入電容,加上本地驅動器在使能禁止時的輸出電容。
1、引腳到引腳的電容
zheyixianghenrongyiceliang。jianglianjieqianzhuangdaobanzishang,liuchuyigexinhaoyinjiao,qitasuoyouyinjiaojiedi,yongputongdedianrongbiaojiukeyiceliangxinhaoyinjiaodaodidedianrong。
如果沒有電容表,可以使用如圖所示的電路來測量。

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大多數的連接器的引腳間距為0.1IN,任意信號引腳到地的電容一般為幾個PF,在一個板間的連接器上,兩邊印刷電路板上的焊盤會各增加0.5PF左右。
有(you)些(xie)連(lian)接(jie)器(qi)的(de)引(yin)腳(jiao)間(jian)距(ju)特(te)別(bie)大(da),或(huo)者(zhe)有(you)其(qi)特(te)殊(shu)的(de)引(yin)腳(jiao)熱(re)電(dian)廠(chang)列(lie),這(zhe)都(dou)有(you)助(zhu)於(yu)減(jian)小(xiao)電(dian)容(rong),同(tong)時(shi)也(ye)為(wei)板(ban)子(zi)焊(han)接(jie)麵(mian)上(shang)的(de)焊(han)盤(pan)留(liu)出(chu)了(le)更(geng)多(duo)的(de)間(jian)距(ju),這(zhe)也(ye)正(zheng)是(shi)生(sheng)產(chan)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)所(suo)期(qi)望(wang)的(de)。對(dui)於(yu)引(yin)腳(jiao)間(jian)距(ju)為(wei)0.05IN或更小的連接器,引腳的交錯排列變得越來越重要。
2、電路走線電容
根據走線的阻抗和傳播延時,采用下式可以計算每英寸長度電路走線的電容:

其中:TD=走線傳播延時,PS/IN
ZO走線阻抗,Ω
C=電容,PF/IN
3、接收器和驅動器電容
在很多高速接收器的技術規範文檔中,生產商說明了其電容參數。但是,如果沒有技術規範文檔,可以采用圖1.6suoshidedianluceliangqizhongyigeyangpin。celiangshi,tiaozhengmaichongfashengqichanshengyigemaichong,shiqidianyadaxiaochuyujieshouqiyouxiaofanweidezhongjian,erqiefuzhiheshijiyingyongtiaojianxiadefuzhixiangchabuduo。geijieshouqishangdian。yibandianxingdedianrongzhiwei2~10PF。
yigesantaiqudongqizaichuyuguanbizhuangtaishidedianrongshihendade。henduoshengchanshangbutigongzhegedianrongcanshu,xiwangyonghuhulvezhegeyinsu。shijishangqudongqiyouhendadejingtiguanzucheng,dangqiguanbishijuyoufeichangdadejishengdianrong。
zhiyoutongguoceliangdefangfacainengdedaoqudongqideshijidianrong,caiyongdeshiyujieshouqixiangtongdeceliangfangshi。fasongmenjiashangdianyuan,danqishuchushijinzhi,shimaichongfashengqipianzhizaimendianludeyouxiaofanwei。celiangzhiyibanbuhuigaoyu80PF。
例:走線電容
一條內部走線,從連接器引出,首先進入一個驅動芯片,然後到一個接收器,總長0.75IN其電容是多少?
TD=180PD/IN(FR-4內部走線)
ZO=50Ω

4、均勻間隔負載
電容集中到一點相比,對於信號的傳播,間隔均勻地布放總線分支點,可以減小總線阻抗,降低幹擾的影響。
zaiyigechabanshidejijiaxitongzhong,ruguochacaoyanzhemubankajunyunanzhi,bingqiemeigebankadouchazaichacaoshang,zheshidejunyunjiangemoxingshishiyongde。ruguoxitonggongzuoshiyouxiechacaozongshikongde,junyunjiangemoxingjiangbuzaishiyong。
有一種折衷模型的假定連接器的電容在每個插槽中,但沒有插卡。隻有連接器電容的作用對降低背板的阻抗、降低傳輸速度的影響是顯著的。降低背板的阻抗帶來一個好效果:當插入每塊板卡時,對整個傳輸特性的影響很小。
5、低速總線
如果不需要很高的速度,可以在多支路總線中考慮源端端接。這種情況下可以省略圖9.9zhongzongluxianliangduandedianzu,tongguoyigechuanlianshuaijiandianzubameigesantaishuchulianjiedaozongxianshang,jieshouduankeyizhijieliandaozongxianshang。zaichabanshidejijiayingyongzhong,zhezhongtuopujiegoudechengdianzaiyu,zaibeibanshangbuxuyaoduanjieyuanjian。
如(ru)果(guo)驅(qu)動(dong)器(qi)的(de)上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)比(bi)總(zong)的(de)電(dian)氣(qi)長(chang)度(du)長(chang),總(zong)線(xian)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)集(ji)總(zong)電(dian)路(lu)元(yuan)件(jian),因(yin)此(ci)沒(mei)有(you)反(fan)射(she)。源(yuan)端(duan)電(dian)阻(zu)給(gei)總(zong)線(xian)的(de)集(ji)總(zong)電(dian)容(rong)充(chong)電(dian),雖(sui)然(ran)緩(huan)慢(man),但(dan)卻(que)是(shi)正(zheng)常(chang)的(de)方(fang)式(shi)。
ruguoqudongqideshangshengshijianhezongxiandedianqichangduxiangdang,zongxianshanghuichuxianfanshe。womenkeyijianhuanqudongqideshangshengshijian,zhidaozongxiankaolvbuzhouweiyigejizongdianlu,congerjianshaofanshe。tongguoshiyuanduandianzudayuzongxianzukang,jiuhuidedao RC上升時間的效果,隨著阻抗的增加,係統達到一個慢的單調的RC上升特性。連接器的電容,以及其他走線和驅動端或接收端電容,都通過源端電阻緩慢地充電。
如果可以提供等待,總路線在每個時鍾之間穩定下來,那麼就可以采用一個大的源端電阻,從而具有以下優點:
降低功耗,靜態驅動電流為零
簡單,背板上不需要端接電阻
降低EMI,減少了渡過連接器的電流
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