對于數字電路設計者來說,通孔的電感比電容更重要。每個通孔都具有寄生的聯通感覺。由于通孔的堅固結構很小,其特性非常像素集成電路元件。
通孔串聯電感的主要作用是降低電源旁路電容的有效性,這將使整個電源濾波效果更差。旁路電容器的目的是在高頻帶中將兩個電源平面短路在一起。如果假設集成電路在A點連接在電源和接地層之間,則在B點安裝一個理想的表面貼裝旁路電容。可以預期VC與地平面之間的高頻阻抗。芯片焊點為零。但是,實際情況并非如此。通過將電容器連接到VCC和接地平面的空穴電感的每個連接引入了小但可測量的電感。
該電感的大小約為:
其中,l =通孔電感,NH
H =通孔長度,in
直徑d =通孔,in
因為上部公式包括對數,所以通孔直徑的變化對電感的影響很小,但是通孔長度的變化可能引起很大的變化。通過孔為信號的電感沿1ns的速度上升。
首先計算電感:
H = 0.063(通孔長度,in)
D = 0.016(通孔直徑,in)
T10~90%= 1.00(沿速度上升,NS)3.8歐元的值不足以將高頻電流從芯片中分離出來。同時,請記住,旁路電容通常通過接地層,另一端通過通孔連接到+ 5v平面,因此通孔電感的影響增加一倍。旁路電容器安裝在最靠近電源和接地層的電路板的一側,有助于減少其影響。最后,電容和通孔之間的任何引線都會增加更多的電感。
這些布線應始終盡可能寬。通過在電源和地之間使用多個旁路電容可以獲得非常低的阻抗。對于數字產品,作為一個粗略的指導原則,假設電源和接地層是理想的零電感導體。我們只考慮旁路電容及其相關的布線和通孔電感。在特定范圍內,所有旁路電容將并聯,從而降低電源與地之間的阻抗。產生此效果的有效半徑等于1/12,其中1是上升沿的電氣長度。
在直徑為1/6的范圍內,所有電容器一起作為集合電路工作。沿fr-4材料上升1ns的傳播長度約為1 = 6in。
在這個例子中,電容的光柵間距大于1/12 = 0.5in,并且沒有任何好處。對于電源的旁路電容,上升時間越短,旁路將變得越困難。當縮短上升時間時,有效半徑的值變小。
有效半徑內的電容器數量隨著上升時間的平方而減小。這是一個全面的問題。隨著上升時間的減小,數字轉換頻率上升,從而每個通孔的電感增加。最終結果是,對于在特定頻率下工作的特定配置旁路電容,當我們將上升時間減半時,效果會減少8倍。基于該比例標準,從一系列工作頻率獲得的經驗可以容易地轉換為新的工作頻率范圍。