Làm thế nào để tính tốc độ truyền tín hiệu qua vias?

Cần phải có một nhóm tín hiệu đến đồng thời đến các điểm đến tương ứng của họ, cho rằng họ bắt đầu hành trình của họ cùng một lúc.

Tuy nhiên, do các ràng buộc vật lý, không thể có chúng được định tuyến trên cùng một lớp, phá vỡ tính đối xứng định tuyến. Để tính toán độ dài của chúng sao cho thời gian bay bằng nhau, thời gian nhân giống là cần thiết. Tôi có các công thức cho tốc độ lan truyền microstrip và dải phân cách, nhưng tôi không có công thức nào cho vias. Có ai có bất kỳ thông tin về điều này?

PS: Tôi biết rằng vias mặt đất gần đó là bắt buộc cho đường trở về để tìm cách chuyển đổi các mặt phẳng tham chiếu.

— người dùng3812
nguồn

Qua trở kháng có thể được xấp xỉ bởi điện dung và độ tự cảm của nó. Từ trang 257 đến 259 của Thiết kế kỹ thuật số tốc độ cao :

C_{via} [pF] = \frac{1.41 ϵ_{r} T D_{1}}{D_{2} - D_{1}}

$C_{\text{via}} \text{[pF]}=\frac{1.41 \epsilon_r T D_1}{D_2-D_1}$ D ₁ : đường kính của pad bao quanh thông qua [in.]
D ₂ : đường kính khoảng hở giữ trong mặt phẳng đất [in.]
T: độ dày của PCB [in.] : tính thấm điện tương đối của vật liệu bảng mạch

ϵ_{r}

$\epsilon_r$

Suy giảm thời gian tăng 10% -90% cho đường truyền 50 do điện dung này sẽ là . $\Omega$ ${T_{10-90}}=2.2C_{\text{via}}(Z_0/2)$

L_{via} [nH] = 5.08 h [l n (\frac{4 h}{d}) + 1]

$L_{\text{via}} \text{[nH]}=5.08h\left[ln\left(\frac{4h}{d}\right)+1\right]$ h: độ dài của thông qua [in.]
d: đường kính thông qua [in.]

ứng cảm ứng là . Tôi sẽ để lại liên kết giữa X _L và T _10-90 xuống cấp cho người thực sự đã làm điều này. $X_L \text{[}\Omega\text{]}=\pi L_{\text{via}}/T_{10-90}$

Tổng độ trễ thông qua được ước tính trong phần tiếp theo, Tuyên truyền tín hiệu tốc độ cao , trên các trang 341 đến 359, trong một thứ tự cường độ, với nhận xét sau:

Thật vô nghĩa khi định nghĩa, hoặc cố gắng đo, độ tự cảm của một xuyên qua mà không chỉ rõ cách các dấu vết kèm theo mang dòng điện qua nó và cách các mặt phẳng mang dòng tín hiệu trở lại.

t_{v} = \sqrt{L_{V} C_{V}}

$t_v=\sqrt{L_VC_V}$ L _V : độ tự cảm chuỗi tăng dần
C _V : điện dung shunt tăng dần

Để đo chính xác [C _V ], trước tiên, đo điện dung tĩnh cho các mặt phẳng tham chiếu của cấu hình bao gồm một trance đầu vào có độ dài x , thông qua và một trance đầu ra có độ dài y , trong đó cả x và y đều vượt quá độ hở- đường kính lỗ. Độ dài x và y được đo đến tâm của lỗ khoan thông qua lỗ. Sau đó, đo riêng điện dung tĩnh của một dấu vết tương tự có độ dài x + y (không có lỗ thông qua và không có lỗ hở). [C _V ] ... là sự khác biệt giữa hai phép đo của bạn.

[L _V ] được định nghĩa tương tự, nhưng với mỗi dấu vết được rút ngắn xuống mặt phẳng tham chiếu ở đầu xa của nó. Sắp xếp thiết bị của bạn để phát hiện độ tự cảm vòng lặp của đường dẫn đi vào dấu vết [ x khi nó bị chập] ..., đi qua mạch ngắn ở đầu xa của [ y ] ..., và quay trở lại qua các mặt phẳng tham chiếu đến thiết bị, [trong đó x bị thiếu].

Mô hình pi có thể được áp dụng cho một mô hình chính xác hơn. Đặt một nửa C _V vào mỗi nắp và L _V đầy đủ trong cuộn cảm. Các phép tính gần đúng này chỉ tốt cho các tần số trên mức khởi đầu của hiệu ứng da - ít nhất là 10 MHz và tốt nhất là 100 MHz.

Nếu thông qua của bạn quá lớn so với thời gian tồn tại của tín hiệu mà bạn yêu cầu bất cứ thứ gì ngoài một mô hình pi đơn giản cho thông qua, thì có lẽ nó sẽ không hoạt động tốt cho ứng dụng kỹ thuật số. Sử dụng nhỏ hơn thông qua.

— tyblu
nguồn

Công thức hiển thị thời gian trễ không?

T_{V} = \sqrt{L C}

$T_V = \sqrt{LC}$

— Jon Watte

Theo đó, nếu vias là máy khoan 6 triệu, đường kính pad 18 triệu, mở mặt phẳng 28 triệu (antipad) và chiều dài 60 triệu, điều này mang lại cho , , vì vậy . Điều này có nghĩa là . RẤT chậm hơn microstrip ( ) hoặc đường kẻ sọc ( ). Tại sao lại như vậy nếu vật liệu điện môi giống nhau và được cho là ?

C_{v i a} = 0.7 p F

$C_{via} = 0.7\mbox{ }pF$

L_{v i a} = 1.5 n H

$L_{via}=1.5\mbox{ }nH$

T_{V} = 35 p s

$T_V=35\mbox{ }ps$

35 p s / 0.06 "= 580 p s / i n c h

$35\mbox{ }ps / 0.06" = 580\mbox{ }ps/inch$

150 p s / i n c h

$150\mbox{ }ps/inch$

180 p s / i n c h

$180\mbox{ }ps/inch$

V = c / \sqrt{E r e}

$V = c/\sqrt{Ere}$

— user3812

Vias nhỏ thường được quy nạp trong các mạch kỹ thuật số, vì vậy chúng làm chậm thời gian tăng. Lưu ý rằng là độ tự cảm được thêm vào có tính đến toàn bộ đường dẫn hiện tại, trong khi thì không - đó là độ tự cảm một phần, vì vậy chúng không giống nhau. Nếu tính nên bao gồm . Công thức chứa , được xác định từ hình dạng của đường kẻ sọc. Thay đổi hình dạng đường dẫn hiện tại, chẳng hạn như thông qua, thay đổi .

L_{V}

$L_V$

L_{v i a}

$L_{via}$

L_{V}

$L_V$

L_{v i a} + L_{p a t h} + L_{m u t u a l}

$L_{via}+L_{path}+L_{mutual}$

v = c / \sqrt{E r e}

$v=c/\sqrt{Ere}$

E r e

$Ere$

E r e

$Ere$

— tyblu

Ở đây , tác giả của hai văn bản được đề cập đi xa hơn một chút: sigcon.com/Pub/news/6_08.htm

— tyblu

Hãy nhớ rằng, bạn cũng có thể sử dụng TeX trong các bình luận. Chỉ cần bao quanh phương trình của bạn với \$.

— Kevin Vermeer