PCB设计中过孔与电流的关系
1、10mil的孔20mil的pad对应20mil的线过0.5A电流,20mil的孔40mil的焊盘对应40mil的线过1A电流,0.5oz。
2、过孔电感的计算公式为:
L=5.08h[ln(4h/d)+1]
L:通孔的电感
h:通孔的长度
d:通孔的直径
其实孔的大小对其感抗影响不是很大,倒是它的长度影响大些,
感抗大,其上面的压降就大些。
对于电流,应该与它的载流截面积有关,截面积越大,载流能力越大。
孔越大,截面积越大,孔壁铜层越厚,截面积越大。
3、1,金属化过孔镀层厚度只有20几到几微米,经不起大电流!因此电源线、地线、有大电流的线非得通过过孔到另一面时可在此处多加几个过孔,或通过一个穿过两面的原件。2,脚较粗且多的器件如CD型插座,应尽可能少从原件面出线。如非出不可有条件可在器件脚边加一过孔。固为多个插脚同时插下时容易破坏孔中的金属化镀层。4、过孔的直径至少应为线宽的1/35、在走线的Via孔附近加接地Via孔的作用及原理是什么?
答:pcb板的过孔,按其作用分类,可以分为以下几种:
1、信号过孔 (过孔结构要求对信号影响最小)
2、电源、地过孔 (过孔结构要求过孔的分布电感最小)
3、散热过孔 (过孔结构要求过孔的热阻最小)
上面所说的过孔属于接地类型的过孔,在走线的Via孔附近加接地Via孔的作用是给信号提供一个最短的回流路径。注意:信号在换层的过孔,就是一个阻抗的不连续点,信号的回流路径将从这里断开,为了减小信号的回流路径所包围的面积,必须在信号过孔的周围打一些地过孔提供最短的信号回流路径,减小信号的emi 辐射。这种辐射随之信号频率的提高而明显增加。
请问在哪些情况下应该多打地孔?有一种说法:多打地孔,会破坏地层的连续和完整。效果反而适得其反。
答:首先,如果多打过孔,造成了电源层、地层的连续和完整,这种情况使用坚决避免的。这些过孔将影响到电源完整性,从而导致信号完整性问题,危害很大。打地孔,通常发生在如下的三种情况:
1、打地孔用于散热;
2、打地孔用于连接多层板的地层;
3、打地孔用于高速信号的换层的过孔的位置;
在走线的Via孔附近加接地Via孔的作用及原理是什么?
答:pcb板的过孔,按其作用分类,可以分为以下几种:
1、信号过孔 (过孔结构要求对信号影响最小)
2、电源、地过孔 (过孔结构要求过孔的分布电感最小)
3、散热过孔 (过孔结构要求过孔的热阻最小)
上面所说的过孔属于接地类型的过孔,在走线的Via孔附近加接地Via孔的作用是给信号提供一个最短的回流路径。注意:信号在换层的过孔,就是一个阻抗的不连续点,信号的回流路径将从这里断开,为了减小信号的回流路径所包围的面积,必须在信号过孔的周围打一些地过孔提供最短的信号回流路径,减小信号的emi 辐射。这种辐射随之信号频率的提高而明显增加。
但所有的这些情况,应该是在保证电源完整性的情况下进行的。那就是说,只要控制好地孔的间隔,多打地孔是允许的吗?在五分之一的波长为间隔打地孔没有问题吗?
假如我为了保证多层板的地的连接,多打地孔,虽然没有隔断,那会不会影响地层和电源层的完整呢?
答:如果电源层和地层的铜皮没有被隔断影响是不大的。
在目前的电子产品中,一般EMI的测试范围最高为1Ghz。那么1Ghz信号的波长为30cm,1Ghz 信号1/4 波长为7.5cm=2952mil。也即过孔的间隔如果能够小于2952mil 的间隔打,就可以很好的满足地层的连接,起到良好的屏蔽作用。一般我们推荐每1000mil打地过孔就足够了。
“信号在换层的过孔,就是一个阻抗的不连续点,信号的回流路径将从这里断开,为了减小信号的回流路径所包围的面积,必须在信号过孔的周围打一些地过孔提供最短的信号回流路径",版主大大,对于这句话后半部分我能够理解,但是前面却不太明白,信号在换层的过孔时,通过阻抗匹配软件也是可以实现阻抗匹配的,但实际制作和考虑其实大家都并没考虑太多到这里,所以过孔这一点是一个阻抗不连续点,阻抗不匹配,信号肯定会发生反弹,但信号的回流路径从这里断开实在是缺少经验,难以理解这里是个什么现象?麻烦有空给我们解释一下了啊。
首先这里说的都是高速PCB的过孔,,
1.水流在均匀的水管中流动时,速度压力不变,但当某处实然水流方向变化,过孔这里是90°的变化,那么速度和压力会相应的变大变小和或变高变低。非要问在这里为什么要变化,,这个还真有人研究,
2.阻抗匹配就是等效电阻尽可能的一致!(没有绝对的阻抗匹配!)只有等效电阻匹配电路才能达到最大的输入或输出,这个一般都能懂,,,
3.信号沿传输线传播过程当中,若传输线上各处具有一致的信号传播速度,在整个传输线上阻抗维持恒定不变,称之为该传输线的特征阻抗。特征阻抗是指信号沿传输线传播时,瞬间阻抗的值。特征阻抗与PCB导线所在的板层、PCB所用的材质(介电常数)、走线宽度、导线与平面的距离等因素有关,与走线长度无关。也就是说,走线途中,变化板层,宽度,材质,就要有关系,,
4.而当,直角或过孔出现的时候,特征阻抗就要变化,,称之为不连续,,,
仅供参考
还可以这样通俗的理解
水在一条均匀的水沟里稳定的流动,突然水沟来个转折或者加宽了,过孔的时候就是转折了
那么水在拐弯的地方就会晃动,并且产生水波传播。
这就是匹配的阻抗出现了不匹配,,断断续续地匹配等于不匹配
嗯,这样解释我就明白了,过孔的出现就是变化了特征阻抗。自然也就会出现阻抗不匹配的情况,但这和过孔周围打地孔又有什么关系呢?过孔周围打地孔按照我的理解是提供最短的电流回流到地的途径,从而减少电流流动过成中所经过的线路了,减少阻抗(主要是电感),是因为信号线上的阻抗不匹配导致的信号反射向周围产生电磁杂波,这样能快速吸收掉,从而减少EMI?
你的理解是正确的
这里说的都是高速数字信号板,有2个名词需理解:
信号回流路径:即信号的流向是从驱动器沿PCB传输线到负载,再由负载沿着地或电源通过最短路径返回驱动器端。
反射:是在传输线上的回波。信号功率(电压和电流)的一部分传输到线上并达到负载 处,但是有一部分被反射了。如果源端与负载端具有相同的阻抗,反射就不会发生了。源端 与负载端阻抗不匹配会引起线上反射,负载将一部分电压反射回源端。
如果理解这个,在信号附近打地孔就好理解