O impacto de Vias em PCBs de alta velocidade
Em placas multicamadas de PCB de alta velocidade, quando os sinais são transmitidos de uma camada de interconexão para outra, eles precisam ser conectados através de vias. Quando a frequência está abaixo de 1 GHz, as Vias podem desempenhar uma boa função de conexão, e sua capacitância e indutância parasitária podem ser ignoradas.
Quando a frequência está acima de 1 GHz, o impacto dos efeitos parasitários na integridade do sinal não pode ser ignorado. Nesse momento, o VIA aparece como um ponto de interrupção descontínuo de impedância no caminho da transmissão, causando problemas de integridade do sinal, como reflexão, atraso e atenuação do sinal.
Quando o sinal é transmitido para outra camada através da VIA, a camada de referência da linha de sinal também atua como um caminho de retorno para o sinal VIA, e a corrente de retorno fluirá entre as camadas de referência através do acoplamento capacitivo, causando problemas como elasticidade de aterramento.
Tipos de vias
Vias são geralmente divididos em três categorias: através de orifícios, buracos cegos e buracos enterrados.
Buracos cegos: refere -se às superfícies superior e inferior da placa de circuito impresso, com uma certa profundidade, usada para a conexão da linha de superfície e a linha da camada interna abaixo, e a profundidade do orifício e a abertura geralmente não excedem uma certa proporção.
Buraco enterrado: refere -se ao orifício de conexão localizado na camada interna da placa de circuito impresso, que não se estende à superfície da placa de circuito.
Através do orifício: este orifício passa por toda a placa de circuito e pode ser usado para obter interconexão interna ou como um orifício de posicionamento de instalação do componente. Como através dos orifícios são mais fáceis de implementar em termos de tecnologia e têm custos mais baixos, eles geralmente são usados em placas de circuito impresso.
Capacitância parasita de Vias
O via si só tem capacitância parasita no chão. Se o diâmetro do orifício de isolamento da camada Via na terra for D2, o diâmetro do VIA PAD é D1, a espessura do PCB é t e a constante dielétrica do substrato da placa é ε, então a capacitância parasitária da VIA é aproximadamente:
C=1. 41εtd1/(d 2- d1)
A capacitância parasitária da Via afeta principalmente o circuito, estendendo o tempo de aumento do sinal e reduzindo a velocidade do circuito. Quanto menor a capacitância, menor o impacto.
Indutância parasita de Vias
A via própria tem indutância parasitária. No design de circuitos digitais de alta velocidade, o dano da indutância parasitária de vias é frequentemente maior que o da capacitância parasita. A indutância da série parasita da VIA enfraquecerá o efeito do capacitor de desvio e o efeito de filtragem de todo o sistema de energia. Se L representa a indutância do VIA, h representa o comprimento da VIA e D representa o diâmetro do orifício de perfuração central, a indutância parasitária da VIA é aproximadamente:
L =5. 08h ［ln (4h/d) 1］
Pode ser visto a partir da fórmula que o diâmetro da VIA tem um pequeno impacto na indutância, enquanto o comprimento da VIA tem o maior impacto na indutância.
