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Indirizzamento della capacità di accoppiamento nei progetti

2020-08-17
Un complesso gruppo di interconnetti come questi saranno influenzati dalla capacità di accoppiamento.
Sia che tu stia progettando circuiti per un nuovo CI o per un layout PCB con componenti discreti, la capacità di accoppiamento esisterà tra i gruppi di conduttori nel tuo progetto. Non è mai possibile eliminare veramente i parassiti come la resistenza CC, la rugosità del rame, l'induttanza reciproca e la capacità reciproca. Tuttavia, con le giuste scelte di progettazione, è possibile ridurre questi effetti al punto da non causare un eccessivo crosstalk o distorsione del segnale.
L'induttanza di accoppiamento è abbastanza facile da individuare in quanto si manifesta in due modi principali:
1.Due reti che non corrono perpendicolari e fanno riferimento a un piano di massa possono avere anelli uno di fronte all'altro (induttanza reciproca).
2.Ogni piano che fornisce un percorso di corrente di ritorno avrà una certa induttanza di accoppiamento con le sue reti di riferimento (autoinduttanza).
La capacità di accoppiamento può essere più difficile da individuare poiché si verifica ovunque. Ogni volta che i conduttori vengono posizionati in un layout PCB o IC, avranno una certa capacità. Una differenza di potenziale tra questi due conduttori li induce a caricarsi e scaricarsi come un tipico condensatore. Ciò fa sì che le correnti di spostamento si allontanino dai componenti di carico e dai segnali al crossover tra le reti ad alta frequenza (cioè, diafonia).

Con il giusto set di strumenti di simulazione di circuiti, è possibile modellare il modo in cui la capacità di accoppiamento in un circuito LTI influisce sul comportamento del segnale nel dominio del tempo e della frequenza. Dopo aver progettato il layout, è possibile estrarre la capacità di accoppiamento dalle misurazioni dell'impedenza e del ritardo di propagazione. Confrontando i risultati, è possibile determinare se sono necessarie modifiche al layout per evitare accoppiamenti di segnali indesiderati tra le reti.



Strumenti per la modellazione della capacità di accoppiamento
Poiché la capacità di accoppiamento nel layout è sconosciuta fino al completamento del layout, il punto in cui iniziare a modellare la capacità di accoppiamento è nello schema. Questo viene fatto aggiungendo un condensatore in posizioni strategiche per modellare effetti di accoppiamento specifici nei componenti. Ciò consente la modellazione fenomenologica della capacità di accoppiamento a seconda di dove è posizionato il condensatore:
Capacità di ingresso / uscita. I pin di ingresso e uscita in un circuito reale (CI) avranno una certa capacità a causa della separazione tra il pin e il piano di massa. Questi valori di capacità sono solitamente ~ 10 pF per piccoli componenti SMD. Questo è uno dei punti principali da esaminare in una simulazione pre-layout.
Capacità tra le reti. Posizionare un condensatore tra due reti che trasportano segnali di ingresso modellerà la diafonia tra le reti. Visualizzando la rete della vittima e dell'aggressore si può vedere come l'accensione dell'aggressore induca un segnale alla vittima. Poiché queste capacità sono piuttosto piccole e il crosstalk dipende anche dall'induttanza reciproca, le simulazioni di crosstalk vengono normalmente eseguite solo dopo il layout per la massima precisione.
Traccia la capacità su un piano di massa. Anche se una traccia è breve, avrà comunque una capacità parassita rispetto al piano di massa, che è responsabile della risonanza sulle linee di trasmissione corte.

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