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开关电源之PCB板上通孔对阻抗连续性的影响
来源:东莞市成良智能科技 发布时间:2020-11-26 点击量:817
开关电源之PCB通孔在连接多层PCB的不同层上的走线方面起着导体的作用(印刷电路板)。
在低频情况下,过孔不会影响信号传输。但是,随着频率的升高和信号的上升沿变得陡峭,过孔不能简单地视为电连接的函数,而是必须仔细考虑过孔对信号完整性的影响。开关电源之PCB板通孔表现为传输线上阻抗不连续的断点,导致信号反射。
然而,开关电源之PCB通孔带来的问题更多地集中在寄生电容和寄生电感上。过孔寄生电容对电路的影响主要是延长信号的上升时间并降低电路的运行速度。但是,寄生电感会削弱旁路电路的作用并降低整个电源系统的滤波功能。
开关电源之PCB板通孔对阻抗连续性的影响
根据通孔存在和通孔不存在时的TDR(时域反射仪)曲线,在通孔不存在的情况下确实发生明显的信号延迟。在不存在通孔的情况下,向第二测试孔传输信号的时间跨度为458ps,而在存在通孔的情况下,向第二测试孔传输信号的时间跨度为480ps。
开关电源之PCB板通孔直径对阻抗连续性的影响
根据一系列实验,可以得出结论,通孔直径越大,通孔的不连续性就越大。在高频,高速PCB设计过程中,通常将阻抗变化控制在±10%的范围内,否则可能会产生信号失真。
在高速开关电源之PCB设计中,可以通过信号电流提供返回路径,以消除阻抗失配。围绕过孔,接地过孔可以设计成为信号电流提供返回路径,并在信号过孔和接地过孔之间产生电感环路。即使由于过孔的影响而导致阻抗不连续,电流也将能够流向电感环路,从而改善信号质量。
开关电源之PCB通孔的信号完整性
S参数可用于评估通孔对信号完整性的影响,表示通道中所有成分的特性,包括损耗,衰减和反射等。接地通孔能够减小传输损耗,并且在通孔周围形成更多的接地通孔,传输损耗将更低。通过在过孔周围添加接地孔可以在一定程度上减少过孔引起的损耗。
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