Effekten av vias i høyhastighets PCB
I høyhastighets PCB flerlagsbrett, når signaler overføres fra ett lag sammenkobling til et annet, må de kobles sammen gjennom vias. Når frekvensen er under 1 GHz, kan vias spille en god tilkoblingsrolle, og deres parasittiske kapasitans og induktans kan ignoreres.
Når frekvensen er over 1 GHz, kan ikke virkningen av via parasittiske effekter på signalintegritet ignoreres. På dette tidspunktet fremstår VIA som et diskontinuerlig impedansbrudd på overføringsveien, noe som forårsaker signalintegritetsproblemer som signalrefleksjon, forsinkelse og demping.
Når signalet overføres til et annet lag gjennom VIA, fungerer referanselaget til signallinjen også som en returbane for VIA -signalet, og returstrømmen vil flyte mellom referanselagene gjennom kapasitiv kobling, noe som forårsaker problemer som jordingselastisitet.
Typer vias
Vias er vanligvis delt inn i tre kategorier: gjennom hull, blinde hull og begravde hull.
Blinde hull: refererer til topp- og bunnoverflatene på det trykte kretskortet, med en viss dybde, brukt til tilkobling av overflatelinjen og den indre laglinjen under, og dybden på hullet og blenderåpningen overstiger vanligvis ikke et visst forhold.
Begravet hull: refererer til tilkoblingshullet som ligger i det indre laget av det trykte kretskortet, som ikke strekker seg til overflaten av kretskortet.
Gjennom hull: Dette hullet passerer gjennom hele kretskortet og kan brukes til å oppnå intern sammenkobling eller som et komponentinstallasjonsposisjonshull. Siden gjennom hull er lettere å implementere når det gjelder teknologi og har lavere kostnader, brukes de vanligvis i trykte kretskort.
Parasittisk kapasitans av vias
Via i seg selv har parasittisk kapasitans til bakken. Hvis diameteren til isolasjonshullet til Via on bakkelaget er D2, er diameteren til Via Pad D1, tykkelsen på PCB er T, og den dielektriske konstanten til tavleunderlaget er ε, så er den parasittiske kapasitansen til Via omtrent:
C=1. 41εtd1\/(d 2- d1)
Den parasittiske kapasitansen til VIA påvirker hovedsakelig kretsen ved å utvide stigningstiden for signalet og redusere kretshastigheten. Jo mindre kapasitans, jo mindre påvirkning.
Parasittisk induktans av vias
Via i seg selv har parasittisk induktans. I utformingen av høyhastighets digitale kretsløp er skaden av parasittisk induktans av vias ofte større enn parasittisk kapasitans. Den parasittiske serien induktansen av VIA vil svekke effekten av bypass -kondensatoren og filtreringseffekten av hele kraftsystemet. Hvis L representerer induktansen til VIA, representerer H lengden på VIA, og D representerer diameteren til midtborhullet, er den parasittiske induktansen til VIA omtrent:
L =5. 08H ［ln (4H\/D) 1］
Det kan sees fra formelen at diameteren til VIA har en liten innvirkning på induktansen, mens lengden på VIA har størst innvirkning på induktansen.
