PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用
PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用
PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用一、PCB过孔的寄生电容和电感的计算PCB过孔本身存在着寄生电容，假如PCB过孔在铺地层上的阻焊区直径为D2,PCB过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,基板材介电常数为ε,则PCB 过孔的寄生电容数值近似于：C=εTD1/(D2-D1)PCB过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度尤其在高频电路中影响更为严重。
举例，对于一块厚度为50Mil的PCB，如果使用的PCB过孔焊盘直径为20Mil（钻孔直径为10Mils），阻焊区直径为40Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出PCB过孔的寄生电容大致是：C=这部分电容引起的上升时间变化量大致为：T10-90=(Z0/2)=从这些数值可以看出，尽管单个PCB过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用PCB过孔进行层间的切换，就会用到多个PCB过孔，设计时就要慎重考虑。
实际设计中可以通过增大PCB过孔和铺铜区的距离（Anti-pad）或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。
PCB过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，PCB过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。
它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。
我们可以用下面的经验公式来简单地计算一个PCB过孔近似的寄生电感：L=[ln(4h/d)+1]其中L指PCB过孔的电感，h是PCB过孔的长度，d是中心钻孔的直径。
从式中可以看出，PCB过孔的直径对电感的影响较小，而对电感影响最大的是PCB 过孔的长度。
仍然采用上面的例子，可以计算出PCB过孔的电感为：L=如果信号的上升时间是1ns，那么其等效阻抗大小为：XL=πL/T10-90=Ω。
这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略，特别要注意，旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个PCB过孔，这样PCB过孔的寄生电感就会成倍增加。
PCB过孔的寄生电容和电感
PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用一、PCB过孔的寄生电容和电感的计算PCB过孔本身存在着寄生电容，假如PCB过孔在铺地层上的阻焊区直径为D2,PCB 过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,基板材介电常数为ε,则PCB过孔的寄生电容数值近似于：C=1.41εTD1/(D2-D1)PCB过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度尤其在高频电路中影响更为严重。
举例，对于一块厚度为50Mi l的PCB，如果使用的P CB过孔焊盘直径为20Mil（钻孔直径为10Mils），阻焊区直径为40Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出PCB过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF这部分电容引起的上升时间变化量大致为：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps从这些数值可以看出，尽管单个PC B过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用PCB过孔进行层间的切换，就会用到多个PCB过孔，设计时就要慎重考虑。
实际设计中可以通过增大PCB过孔和铺铜区的距离（Anti-pad）或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。
PCB过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，PCB 过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。
它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。
我们可以用下面的经验公式来简单地计算一个P CB过孔近似的寄生电感：L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指PC B过孔的电感，h是PCB过孔的长度，d是中心钻孔的直径。
过孔寄生电容
二、过孔的寄生电容过孔本身存在着对地的寄生电容,如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于:C=1.41εTD1/(D2-D1)过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间,降低了电路的速度.举例来说,对于一块厚度为50Mil的PCB板,如果使用内径为10Mil,焊盘直径为20Mil的过孔,焊盘与地铺铜区的距离为32Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,这部分电容引起的上升时间变化量为:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps .从这些数值可以看出,尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显,但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换,设计者还是要慎重考虑的.三、过孔的寄生电感同样,过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感,在高速数字电路的设计中,过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响.它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献,减弱整个电源系统的滤波效用.我们可以用下面的公式来简单地计算一个过孔近似的寄生电感:L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指过孔的电感,h是过孔的长度,d是中心钻孔的直径.从式中可以看出,过孔的直径对电感的影响较小,而对电感影响最大的是过孔的长度.仍然采用上面的例子,可以计算出过孔的电感为:L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH .如果信号的上升时间是1ns,那么其等效阻抗大小为:XL=πL/T10-90=3.19Ω.这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略,特别要注意,旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔,这样过孔的寄生电感就会成倍增加.四、高速PCB中的过孔设计通过上面对过孔寄生特性的分析,我们可以看到,在高速PCB设计中,看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应.为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响,在设计中可以尽量做到:1、从成本和信号质量两方面考虑,选择合理尺寸的过孔大小.比如对6-10层的内存模块PCB设计来说,选用10/20Mil(钻孔/焊盘)的过孔较好,对于一些高密度的小尺寸的板子,也可以尝试使用8/18Mil的过孔.目前技术条件下,很难使用更小尺寸的过孔了.对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸,以减小阻抗.2、上面讨论的两个公式可以得出,使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄生参数.3、PCB板上的信号走线尽量不换层,也就是说尽量不要使用不必要的过孔.4、电源和地的管脚要就近打过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,因为它们会导致电感的增加.同时电源和地的引线要尽可能粗,以减少阻抗.5、在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔,以便为信号提供最近的回路.甚至可以在PCB 板上大量放置一些多余的接地过孔.当然,在设计时还需要灵活多变.前面讨论的过孔模型是每层均有焊盘的情况,也有的时候,我们可以将某些层的焊盘减小甚至去掉.特别是在过孔密度非常大的情况下,可能会导致在铺铜层形成一个隔断回路的断槽,解决这样的问题除了移动过孔的位置,我们还可以考虑将过孔在该铺铜层的焊盘尺寸减小.。
PCB布线设计经验谈-寄生电容
PCB布线设计经验谈-寄生电容技术分类： EDA工具与服务 | 2009-04-10布线需要考虑的问题很多，但是最基本的的还是要做到周密，谨慎。
寄生元件危害最大的情况印刷电路板布线产生的主要寄生元件包括：寄生电阻、寄生电容和寄生电感。
例如：PCB 的寄生电阻由元件之间的走线形成；电路板上的走线、焊盘和平行走线会产生寄生电容；寄生电感的产生途径包括环路电感、互感和过孔。
当将电路原理图转化为实际的PCB时，所有这些寄生元件都可能对电路的有效性产生干扰。
本文将对最棘手的电路板寄生元件类型 — 寄生电容进行量化，并提供一个可清楚看到寄生电容对电路性能影响的示例。
图1 在PCB上布两条靠近的走线，很容易产生寄生电容。
由于这种寄生电容的存在，在一条走线上的快速电压变化会在另一条走线上产生电流信号。
无损测试-Proceq瑞士专业生产及研发混凝土回弹仪,钢筋 扫描仪,锈蚀分析仪,拉拔测试仪等.Ads by Google图2 用三个8位数字电位器和三个放大器提供65536个差分输出电压，组成一个16位D/A转换器。
如果系统中的VDD为5V，那么此D/A转换器的分辨率或LSB大小为76.3mV。
图3 这是对图2所示电路的第一次布线尝试。
此配置在模拟线路上产生不规律的噪声，这是因为在特定数字走线上的数据输入码随着数字电位器的编程需求而改变。
寄生电容的危害大多数寄生电容都是靠近放置两条平行走线引起的。
可以采用图1所示的公式来计算这种电容值。
在混合信号电路中，如果敏感的高阻抗模拟走线与数字走线距离较近，这种电容会产生问题。
例如，图2中的电路就很可能存在这种问题。
为讲解图2所示电路的工作原理，采用三个8位数字电位器和三个CMOS运算放大器组成一个16位D/A转换器。
在此图的左侧，在VDD和地之间跨接了两个数字电位器(U3a和U3b)，其抽头输出连接到两个运放(U4a和U4b)的正相输入端。
数字电位器U2和U3通过与单片机(U1)之间的SPI接口编程。
过孔的寄生电容和电感--B
過孔的寄生電容和電感admin @ 2014-03-26 , reply:0 Tags:一、過孔的寄生電容和電感過孔本身存在著寄生的雜散電容，如果已知過孔在鋪地層上的阻焊區直徑為D2,過孔焊盤的直徑為D1,PCB板的厚度為T,板基材介電常數為ε則過孔的寄生電容大小近似於：C=1.41ε過孔的寄生電容會給電路造成的主要影響是延長了信號的上升時間，降低了電路的速度。
舉例來說，對於一塊厚度為50Mil的PCB板，如果使用的過孔焊盤直徑為20Mil（鑽孔直徑為10Mils），阻焊區直徑為40Mil,則我們可以通過上面的公式近似算出過孔的寄生電容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF這部分電容引起的上升時間變化量大致為：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps從這些數值可以看出，儘管單個過孔的寄生電容引起的上升延變緩的效用不是很明顯，但是如果走線中多次使用過孔進行層間的切換，就會用到多個過孔，設計時就要慎重考慮。
實際設計中可以通過增大過孔和鋪銅區的距離（Anti-pad）或者減小焊盤的直徑來減小寄生電容。
過孔存在寄生電容的同時也存在著寄生電感，在高速數字電路的設計中，過孔的寄生電感帶來的危用。
我們可以用下面的經驗公式來簡單地計算一個過孔近似的寄生電感：L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指過孔的電感，h是過孔的長度，d是中心鑽孔的直徑。
從式中可以看出，過孔的直徑對電感L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH如果信號的上升時間是1ns，那麼其等效阻抗大小為：XL=πL/T10-90=3.19Ω電流的通過已經不能夠被忽略，特別要注意，旁路電容在連接電源層和地層的時候需要通過兩個過孔，這樣過孔的寄生電感就會成倍增加。
二、如何使用過孔通過上面對過孔寄生特性的分析，我們可以看到，在高速PCB設計中，看似簡單的過孔往往也會給電路的設計帶來很大的負面效應。
导线电感、PCB走线电感、过孔电感计算公式（zz）
导线电感、PCB走线电感、过孔电感计算公式（zz）
导线电感
长度为l,直径为在d的导线电感值由以下近似公式计算
L和d单位均为cm
PCB走线电感
其中W为走线宽度。
注意PCB走线电感与敷铜厚度无关。
从以上对数关系可以看出若PCB走线长充减少一半，则电感也减少一半。
但走线宽度必须增加10倍才能减少一半电感。
过孔电感
h为过孔深度单位mm( 其等于板厚）
d为过孔直径单位mm
二楼：公式是简化公式，忽略了线的厚度。
EXCEL中，缺少了0.5一项，也是错误的。
三楼：同问：
上面的公式中PCB走线电感公式用有+0.5
而下载下来的EXCEL文件中，却没有“+0.5”
请问原因
四楼：请教一个关于PCB走线电感的问题:
博主公布的公式中如果没有括号中的+0.5一项的话
就与我们用商用软件仿真的结果非常吻合了。
苦于找不到更多资料,百思不得其解,
还请博主或路过高手指点.。
pcb寄生电容公式
pcb寄生电容公式寄生电容是指在电路中形成的电容效应，主要由于导线、线路、元件之间的电介质有限导电及环境中的介质存在等原因造成。
下面将介绍寄生电容的定义、计算公式以及相关的参考内容。
1. 寄生电容的定义：寄生电容是指电路中非设计电容元件所具有的电容效应。
它是在设计、布线、焊接、安装等过程中，由于电介质或引线对电流的偏移而存在的电容效应。
2. 寄生电容的计算公式：寄生电容的计算公式可以通过以下公式来近似计算：C = ε × A / d其中，C为寄生电容，ε为介电常数，A为电极之间的面积，d 为电极之间的距离。
3. 参考内容：(1) 《电子线路基础》- 吴仪等著本书详细介绍了寄生电容的概念、相关公式以及寄生电容对电子线路的影响，适合初学者学习。
(2) 《电子学原理与应用》- 范东来等著本书针对电子学原理与应用进行了全面阐述，其中包括寄生电容的定义、计算公式以及如何降低和抑制寄生电容的方法，适合深入学习和应用。
(3) 《电子技术基础》- 宋朝瑞等著本书详细介绍了电子技术基础理论和应用，其中包括寄生电容的概念、计算公式，以及其对电路性能的影响等内容，适合初学者了解寄生电容的基本知识。
(4) IEEE Xplore数据库IEEE Xplore数据库是一个专门收录电子、电气工程领域相关文献的数据库。
通过该数据库可以搜索到大量与寄生电容相关的研究论文、期刊以及会议论文等参考资料，可以深入了解寄生电容的相关研究进展和应用。
(5) Google学术搜索引擎Google学术搜索引擎是一个专门搜索学术类文献的搜索引擎。
通过搜索关键词"parasitic capacitance"或"parasitic capacitance formula"，可以找到大量关于寄生电容的相关论文和研究成果，提供了丰富的参考内容。
综上所述，寄生电容是电路中非设计电容元件所具有的电容效应，可以通过计算公式进行近似计算。
过孔的寄生电容
过孔的寄生电容过孔的寄生电容是电路设计中一个非常重要的概念。
在PCB （Printed Circuit Board，印刷电路板）设计中，过孔是将不同层之间的信号连接起来的一种方法。
然而，由于过孔的结构特性，会使其具有一定的电容效应，从而对电路的性能产生一定的影响。
我们来了解一下什么是过孔。
过孔是指将电路板上的不同层之间通过孔洞连接起来的一种技术。
过孔通常由导电材料填充，以确保电流能够顺利通过。
在多层PCB设计中，过孔起到了信号传输的重要作用，可以连接不同层之间的信号线，实现信号的传输与交换。
然而，过孔的结构特性决定了它具有一定的电容效应。
过孔的两端分别位于不同的电路层，而这两个电路层之间的介质就构成了过孔的电容。
这个电容被称为过孔的寄生电容。
过孔的寄生电容对于高频信号的传输会产生一定的影响。
在高频电路中，信号的频率非常高，电流会在过孔中频繁地变化方向。
由于过孔的寄生电容存在，这种频繁的电流变化会使得电压在过孔上出现滞后，从而导致信号的失真。
因此，在高频电路设计中，需要对过孔的寄生电容进行合理的考虑和抑制。
为了降低过孔的寄生电容对电路性能的影响，可以采取一些措施。
首先，可以选择合适的过孔尺寸。
一般来说，过孔的直径越小，其寄生电容就越小。
因此，在设计中可以根据实际情况选择适当的过孔直径，以满足电路的要求。
可以采用分布式布线的方式来减小过孔的寄生电容。
分布式布线是指将信号线在PCB上均匀地分布，使得信号线与过孔之间的距离尽量相等。
这样可以减小过孔的寄生电容，提高信号的传输质量。
还可以采用盖孔（via stitching）的方法来降低过孔的寄生电容。
盖孔是指在过孔周围布置一圈导电材料，形成一个“盖子”，将过孔与周围层隔离开来。
这样可以有效地减小过孔的寄生电容，提高信号的传输性能。
总结起来，过孔的寄生电容是PCB设计中需要考虑的一个重要因素。
在高频电路设计中，过孔的寄生电容会对信号的传输产生影响，需要采取相应的措施进行抑制。
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PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用
一、PCB过孔的寄生电容和电感的计算
PCB过孔本身存在着寄生电容,假如PCB过孔在铺地层上的阻焊区直径为
D2,PCB过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,基板材介电常数为ε,则PCB 过孔的寄生电容数值近似于:
C=1.41εTD1/(D2-D1)
PCB过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间,降低了电路的速度尤其在高频电路中影响更为严重。
举例,对于一块厚度为50Mil 的PCB,如果使用的PCB过孔焊盘直径为20Mil(钻孔直径为10Mils),阻焊区直径为
40Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出PCB过孔的寄生电容大致是:
C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF
这部分电容引起的上升时间变化量大致为:
T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps
从这些数值可以看出,尽管单个PCB过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显,但是如果走线中多次使用PCB过孔进行层间的切换,就会用到多个PCB 过孔,设计时就要慎重考虑。
实际设计中可以通过增大PCB过孔和铺铜区的距离(Anti-pad)或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。
PCB过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感,在高速数字电路的设计
中,PCB过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。
它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献,减弱整个电源系统的滤波效用。
我们可以用下面的经验公式来简单地计算一个PCB过孔近似的寄生电感:
L=5.08h[ln(4h/d)+1]
其中L指PCB过孔的电感,h是PCB过孔的长度,d是中心钻孔的直径。
从式中可以看出,PCB过孔的直径对电感的影响较小,而对电感影响最大的是PCB 过孔的长度。
仍然采用上面的例子,可以计算出PCB过孔的电感为:
L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH
如果信号的上升时间是1ns,那么其等效阻抗大小为:XL=πL/T10-
90=3.19Ω。
这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略,特别要注意,旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个PCB过孔,这样PCB过孔的寄生电感就会成倍增加。
二、如何使用PCB过孔--PCB过孔的寄生电容和电感的使用
通过上面对PCB过孔寄生特性的分析,我们可以看到,在高速PCB设计中,看似简单的PCB过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。
为了减小PCB过孔的寄生效应带来的不利影响,在设计中可以尽量做到:
1.从成本和信号质量两方面考虑,选择合理尺寸的PCB过孔大小。
必要时可以考虑使用不同尺寸的PCB过孔,比如对于电源或地线的PCB过孔,可以考虑使用较大尺寸,以减小阻抗,而对于信号走线,则可以使用较小的PCB过孔。
当然随着PCB过孔尺寸减小,相应的成本也会增加。
2.有以上两个公式得出,薄的PCB板有利于减小PCB过孔的两种寄生参数。
3.在PCB设计中PCB上的信号走线尽量在同一层面上,以减少PCB过孔产生的寄生效应。
4.在信号换层的PCB过孔附近放置一些接地的PCB过孔,以便为信号提供最近的回路。
甚至可以在PCB板上放置一些多余的接地PCB过孔。
5.电源和地的管脚要就近打过孔,PCB过孔和管脚之间的引线越短越好。
可以考虑并联打多个PCB过孔,以减少等效电感。
6.对于密度较高的高速PCB板,可以考虑使用微型PCB过孔。