¿Cómo afecta la inductancia parásita la traza / vía de eliminación si van a la misma red?

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Después de leer la < Mike DeSimone ] sobre la respuesta de buenas prácticas de desacoplamiento y bypass me seguí preguntando acerca de la distancia entre los cables (wire = trace o net).

[ Mike DeSimone ] comenta que los cables que van a diferentes redes deben estar lo más cerca posible, pero que los cables que van al mismo plano deberían ser bastante sencillos.

  

Si las corrientes en cada uno de los cables paralelos (digo "cable" para incluir tanto traza como vía) van en la misma dirección, entonces la inductancia mutua se suma a la autoinducción, aumentando la inductancia total. Si las corrientes en cada cable van en direcciones opuestas, entonces la inductancia mutua se resta de la autoinducción, disminuyendo el total. Este efecto se hace más fuerte a medida que disminuye la distancia entre los cables.

     

Por lo tanto, un par de cables que van al mismo plano deben estar muy separados (regla general: más del doble de la distancia de la superficie al plano; asuma el grosor de la PCB si aún no ha descubierto su stackup) para reducir la inductancia total. Un par de cables que vayan a diferentes planos, como cada ejemplo que hayas publicado, deberían estar lo más cerca posible.

     

··· Dé a la IC sus propias vías de poder y tierra, manteniendo las redes de la red opuesta cerca unas de otras y las de la misma red más alejadas ···

Ahora, todos mis diseños siempre han sido de baja frecuencia (< 1MHz), pero recuerdo haber usado, por ejemplo, más de una vía para conectar una MCU a un plano de potencia. O ha usado varias vías para aumentar la corriente máxima de algunas trazas que tienen que cambiar la capa, similar a esta publicación . Y los he colocado muy juntos (en realidad, lo más cerca que pude).

¿Podría por favor darme una idea sobre este asunto? ¿Cuál es una buena distancia entre las vías o los rastros para evitar las inductancias parásitas?

Entiendo que puedo crear un bucle con dos vías (perpendicular a mi PCB), es decir, si mis vías están en serie. Pero no veo cómo puede suceder esto si están en paralelo o vinculan dos componentes no relacionados a la misma red.

Busqué en SE y busqué en Google, pero no encontré nada útil en el tema de la autorización y los parásitos asociados.

EDICIONES:

  • Se corrigió una cita accidental a [Olin Lathrop] en lugar de [Mike DeSimone].
  • Se modificó la pregunta para incluir trazas y vias (originalmente solo pregunté sobre vias).
pregunta andresgongora

1 respuesta

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Cuantas más vías utilice en paralelo , menor inductancia tendrá. Cada vía puede modelarse como un inductor con unos pocos 10 de nH. Si realmente desea encontrar la inductancia de cerca, hay cálculos disponibles en Internet que pueden ayudar a encontrar en qué se basa la inductancia de las dimensiones de la vía.

Esto es importante si su diseño para alta velocidad (digamos 50Mhz +) como inductores con nH junto con otros componentes formará filtros y limitará las frecuencias superiores que la traza puede transportar. Si está diseñando para planos de potencia de baja velocidad, cuando un transistor cambia en el microprocesador, consumirá la energía del plano y hará que el voltaje del plano caiga por debajo o por encima del valor deseado del plano.

El plano de energía se recuperará tan rápido como pueda obtener energía de la fuente, si hay alguna inductancia y / o resistencia parasitaria, limitará la capacidad del avión para "recuperarse" a su voltaje deseado.

Piénsalo de esta manera:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

El procesador es una carga dinámica, cambia cuando los transistores se activan y desactivan. Si el procesador está utilizando ~ 100uA cuando está inactivo y usted lo activa y luego necesita mA, este cambio puede ocurrir en el marco de tiempo de los nanosegundos. La inductancia "impide" la capacidad de las fuentes de alimentación para que la corriente llegue al procesador.

Los componentes de PCB hacen un filtro. Vias cambia el filtro, si tienes dos va a tener menos impedancia que uno. Aprende a modelar componentes de PCB como un circuito. Tenga en cuenta que cada traza, resistencia, inductor y condensador tiene valores de capacitancia, inductancia y resistencia. Por ejemplo, una resistencia tiene nH de inductancia y pF de capacitancia. Dos trazas ejecutadas juntas tendrán una inductancia y capacitancia mutuas entre ellas, y también resistencia. No hay componentes ideales en el mundo real.

Una buena regla general es que las corrientes de alta frecuencia recorrerán la ruta de inductancia más baja , esto podría ser a través de un componente o incluso a través del aire (convirtiendo las trazas en antenas). Tenga en cuenta que el condensador también tiene inductancia parásita. Si coloca un inductor entre el plano de potencia y la tapa o entre el plano de tierra y el condensador, aumentará la inductancia y reducirá la capacidad de los condensadores para funcionar como un tanque de almacenamiento de energía en escalas de tiempo cortas. Para anular este efecto, coloque dos vías en la ruta de retorno de los condensadores a tierra.

    
respondido por el laptop2d

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