Ansys仿真寄生参数对信号反射的影响

news2024/11/27 9:52:27

1、短桩线传输线的反射

短桩线在PCB走线时会经常遇到,这个桩线会对信号的传输产生反射,那么桩线的长度和信号反射的关系可以仿真看一下,电路如下图所示,下图中,我们设置信号源的上升下降时间为0.8ns,桩线的长度也就是传输的时延我们设置为0.8ns,0.16ns,0.32ns,上升或者下降的时间10%,20%,40%,对比信号的反射情况。

近端和远端的信号反射情况如下图所示:

近端的反射情况

远端的反射情况

从图中可以看出桩线的时延为40%的上升时间时,桩线产的信号反射影响比较大,在桩线的时延小于20%的上升时间后,信号反射比较小,所以一般认为在信号的传输时延小于上升时间的20%时认为反射可以忽略不计。信号在PCB的传输速度为6in/ns,当信号上升时间为1ns时,反射忽略不计的传输的长度为6in/ns *0.2=1.2in,再近似的说就是信号长度的in值小于上升时间的ns值,比如信号的上升时间为10ns,那么反射忽略不计的传输线长度为10in。

2、传输线上的寄生电容导致的容性负载对反射的影响

PCB走线经过过孔换层的时候就就会有寄生电容产生,容性的负载对反射的影响电路如下图所示,通过改变容性负载的容值看信号的反射情况,分别设置容性负载的容值为1pF,2pF,4pF,8pF。

容性负载的电路图

容性负载情况下的近端反射情况

容性负载情况下的远端反射问题

从图中可以看出,容性负载的pF值小于4倍的上升时间ns时,产生的反射噪声为较小的10%。

3、传输线上的寄生电感导致的容性负载对反射的影响

PCB走线的经过过孔时同样会有寄生电感,感性突变对信号的反射电路如下图所示,改变串联电感的感值为5nH,10nH,15nH。

感性突变的电路图

感性突变情况下的近端反射情况

感性突变情况下的远端反射情况

4、感性突变的容性补偿方法

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