PcbLab proud se vždycky vrací

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

Přeslech se měří ve výškách, ne v milimetrech

Dva spoje vedle sebe se ovlivňují. Otázka „jak daleko od sebe“ má odpověď, která není v milimetrech — je v násobcích vzdálenosti k zemní rovině.

agresoroběť250 µm200 µmpoměr s/h1,25přeslech39,0 %na oběti se objeví 1288 mV z rozpočtu 300 mVnevejde — potřebný rozestup je 632 µmrozhoduje rozestup v NÁSOBCÍCH výšky nad rovinou, ne v milimetrech
Dva spoje nad rovinou, ve skutečném měřítku. Nech rozestup a měň jen výšku nad rovinou.
k ≈ 1 / (1 + (s/h)²)aproximace, ale ten poměr je to podstatné

Proč zrovna poměr

Vazba mezi spoji je tím slabší, čím pevněji je každý z nich vázán na rovinu pod sebou. A tahle vazba roste, když je rovina blíž. Rozestup 250 µm nad 100µm dielektrikem je tedy úplně jiná situace než tentýž rozestup nad 400µm dielektrikem — v prvním případě je vazba 14 %, ve druhém 72 %.

Odtud plyne, proč „pravidlo 3W“ někdy funguje a někdy ne. Rozestup tří šířek spoje je dobrá rada na desce, kde je šířka zhruba jako výška nad rovinou — tedy u impedančně navržených 50Ω spojů. Na desce s hrubým dielektrikem je 3W málo a na tenkém zbytečně mnoho. Pravidlo, které nezmiňuje plán vrstev, mluví jen o jednom konkrétním plánu vrstev.

Co je ještě horší než blízko

Dlouho vedle sebe. Vazba, kterou počítá vzorec, je na jednotku délky — dva spoje vedené paralelně přes celou desku nasbírají mnohonásobek toho, co dva spoje, které se jen na deseti milimetrech potkají. Odtud pravidlo, které stojí za víc než rozestup: rychlé spoje se nevedou paralelně dlouho, a když se musí křížit, kříží se kolmo — tam je vazba prakticky nulová.

Rozpočet rušení, ne „co nejdál“

Přeslech se nesnižuje na nulu, ale pod šumovou rezervu, kterou spočítal LogicLab. Rezerva 400 mV a rozkmit 3,3 V znamená, že se smí spojit 12 % — a to je docela hodně. U 1,8V logiky s rezervou 180 mV to je 10 %, ale z menšího rozkmitu, takže absolutně mnohem míň. Rychlost sama o sobě nevadí; vadí, když se sejde s malou rezervou.

Vzorce v této kapitole

k — vazba mezi spoji
k ≈ 1/(1+(s/h)²) [—] empirický vzorec