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容性反射和感性反射

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发表于 2025-1-14 07:30:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
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5 Y( B) {: A5 _( L: b. M" L关注我们5 ^. X/ V4 R  w: }
! Q* |: r" N& V; X/ o% E6 F
反射是因为阻抗突变,实际产品设计中,需要注意阻抗突变的情况有很多,比如封装引线、信号转换层的过孔、焊盘、桩线、分支结构、返回路径的跨分割等等。阻抗突变分为容性突变和感性突变,容性突变和感性突变对应于容性反射和感性反射。
% i0 H, |" J, |# ~容性反射" a6 V( K. t8 V0 a
实际产品设计中,常见的容性反射发生于信号链路的过孔和焊盘。为了直观体现容性反射的容性特征,搭建相关的电路,如下图:5 ~9 v$ H$ S; d7 v" b

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, t+ H$ V: D8 P# o仿真得出电容的电压电流曲线:, o; R" a2 D9 i5 I$ W

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! W7 p8 b/ c* w( B
仿真的结果说明,电容上电压不会突变,电压曲线是缓慢上升的。也就是说,电容的充放电是需要时间的,很多资料会给出电容充放电电压和电流的相关公式:
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0 [! E6 @% [8 B9 u( g由仿真结果和公式可以看出,充电曲线是呈指数增长的,放电曲线是呈指数衰减的。经过5个时间常数的时间间隔后,充电电压向上增长到终值的99%(可认为100%),同理也可以推出,放电电流向下衰减,可衰减99%(可认为100%),至初值的1%(可认为0%)。
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) l0 J2 V; L1 ?1 V, j  U, |在实际的工作中,我们还需要关注的是容性反射对信号质量的影响。搭建相关仿真电路:. {, B9 k, o9 B- N, h$ |

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" y1 |! N; y7 X4 o) Z/ U: i修改不同的电容容值,来体现产品设计中遇到的不同大小的容性反射,仿真得出的曲线如下:
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1 U6 _) ]+ `! b2 H
仿真结果说明,容性反射会影响信号上升边,容性反射越大,上升边越缓。
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- ]# K8 P2 F2 b& F除了电容反射的容性问题,还有不同速率的信号遇到容性反射,会有什么不同?仿真电路的搭建如上图,只是修改脉冲的上升边下降沿时间,来模拟不同信号。3 k4 O$ y) S* o; Z

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仿真结果说明,信号上升边越小,容性反射对其影响就越大。
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感性反射
+ ^* k) K3 T3 Z2 I( m- t实际产品设计中,常见的感性反射发生于信号链路的反焊盘和跨分割。为了直观体现感性反射的感性特征,搭建相关的电路,如下图:
6 |6 o- w9 d7 @/ y" t2 P

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仿真的结果说明,电感的电流不能突变,电流曲线是缓慢上升的;电压因为反射,瞬时到最大值。0 L2 J) p+ J/ x& V1 ?$ T

; U1 S: c& k# O6 F在实际的工作中,我们需要关注感性反射对信号质量的影响。搭建相关仿真电路:  x) s; b7 I( Q% q8 I  O) G: A

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1 h- h: l' P: V( v" U
仿真结果说明,感性反射会影响信号上升边,感性反射越大,上升边越缓。
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除了电感反射的感性问题,还有不同信号遇到感性反射,会有什么不同?仿真电路的搭建如上图,只是修改脉冲的上升边下降沿时间,来模拟不同信号。
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仿真结果说明,信号的上升边越小,感性反射引起的噪声越大,对其影响就越大。8 D9 u. e- U, q" T2 g! @
  N+ i6 P( D( U
不同感值在源端和终端得到的曲线是不同的,下图比较直观体现相互关系:" _- e- B1 R0 E; t

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& F$ k5 Z$ D4 h6 M
总结8 E2 C+ l4 A# I, b; @/ S
最后,给出容性反射和感性反射仿真结果的曲线,来比较一下容性反射和感性反射的不同。
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0 `/ H0 h* c3 O5 ^+ J容性反射和感性反射在产品的设计中,不可避免,了解其基础特征,能在实际工作更清楚一些波形的背后原理,有助于实际问题的解决。
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声明:" P5 u) ^5 k% }# P# K5 ~
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- |6 k- Q% j( R4 V4 Z3 U% j                                                                                        为什么pcb设计完成后需要放置mark点1 Z" r) A% I- S- L
                                                                               
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                                                                                        芯片内部如何实现过欠压功能?" O( \) v# H  C" F" \- ~
                                                                               
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