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Prise en compte de la capacité de couplage dans les conceptions

2020-08-17
Un groupe complexe d'interconLes nects comme ceux-ci seront influencés par la capacité de couplage.
Que vous conceviez des circuits pour un nouveau circuit intégré ou pour une configuration de PCB avec des composants discrets, la capacité de couplage existera entre les groupes de conducteurs dans votre conception. Vous ne pouvez jamais vraiment éliminer les parasites comme la résistance CC, la rugosité du cuivre, l'inductance mutuelle et la capacité mutuelle. Cependant, avec les bons choix de conception, vous pouvez réduire ces effets au point qu'ils ne provoquent pas de diaphonie excessive ou de distorsion du signal.
L'inductance de couplage est assez facile à repérer car elle se présente de deux manières principales:
1.Deux réseaux qui ne sont pas perpendiculaires et qui sont référencés à un plan de masse peuvent avoir des boucles qui se font face (inductance mutuelle).
Chaque plan qui fournit un chemin de courant de retour aura une inductance de couplage avec ses réseaux de référence (auto-inductance).
La capacité de couplage peut être plus difficile à identifier car elle se produit partout. Chaque fois que des conducteurs sont placés dans une configuration PCB ou IC, ils auront une certaine capacité. Une différence de potentiel entre ces deux conducteurs les fait se charger et se décharger comme un condensateur typique. Cela fait que les courants de déplacement s'écartent des composants de charge et que les signaux se croisent entre les réseaux à haute fréquence (c'est-à-dire diaphonie).

Avec le bon ensemble d'outils de simulation de circuit, vous pouvez modéliser comment la capacité de couplage dans un circuit LTI affecte le comportement du signal dans le domaine temporel et le domaine fréquentiel. Une fois que vous avez conçu votre disposition, vous pouvez extraire la capacité de couplage des mesures d'impédance et de retard de propagation. En comparant les résultats, vous pouvez déterminer si des modifications de disposition sont nécessaires pour éviter un couplage de signal indésirable entre les réseaux.



Outils de modélisation de la capacité de couplage
Étant donné que la capacité de couplage dans votre mise en page est inconnue jusqu'à ce que la mise en page soit terminée, le point de départ de la modélisation de la capacité de couplage est dans votre schéma. Cela se fait en ajoutant un condensateur à des emplacements stratégiques pour modéliser des effets de couplage spécifiques dans vos composants. Cela permet une modélisation phénoménologique de la capacité de couplage en fonction de l'emplacement du condensateur:
Capacité d'entrée / sortie. Les broches d'entrée et de sortie dans un circuit réel (CI) auront une certaine capacité en raison de la séparation entre la broche et le plan de masse. Ces valeurs de capacité sont généralement d'environ 10 pF pour les petits composants SMD. C'est l'un des principaux points à examiner dans une simulation de pré-mise en page.
Capacité entre les réseaux. Placer un condensateur entre deux réseaux qui transportent des signaux d'entrée modélisera la diaphonie entre les réseaux. En visualisant le filet de la victime et de l'agresseur, vous pouvez voir comment l'allumage de l'agresseur induit un signal sur la victime. Étant donné que ces capacités sont assez petites et que la diaphonie dépend également de l'inductance mutuelle, les simulations de diaphonie sont normalement effectuées uniquement après la mise en page pour une précision maximale.
Tracez la capacité jusqu'à un plan de masse. Même si une trace est courte, elle aura toujours une capacité parasite par rapport au plan de masse, qui est responsable de la résonance sur les lignes de transmission courtes.

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