高速信號線的保護
發(fā)布時間:2014/7/7 18:35:36 訪問次數(shù):608
一個有電源和接地層的多層PCB將比單層或雙層板提供更大的瞬態(tài)抗擾度。這是與SFM-130-02-S-D-LC層間電容串聯(lián)的較低的接地阻抗和低電感的結(jié)果。如11.4.6節(jié)所討論的嵌入式PCB電容技術(shù)也能用于有效增加瞬態(tài)抗擾度。足夠大體積的去耦電容也能有效提高瞬態(tài)抗擾度,因為它將減小由瞬態(tài)電荷+產(chǎn)生的電源電壓的變化。電壓、電荷和電容之間的關(guān)系如式(15-1)所示。從該式可看出,對于由瞬態(tài)電流所產(chǎn)生的固定電荷Q的變化,電壓變化的數(shù)值由電容所確定。電容越大,當額外電荷被注入系統(tǒng)時,電壓改變得越小。
圖14-13表示瞬態(tài)電流人口保護和敏感設(shè)備加固的結(jié)合。注意到輸入電纜上的瞬態(tài)抑制器接到底盤地,其目的是分流瞬態(tài)電流遠離PCB。然而,在敏感設(shè)備輸入端的保護濾波器接到電路的地,其目的是消除或最小化設(shè)備輸入插腳和地插腳之間出現(xiàn)的任何瞬態(tài)電壓。
注意:保護設(shè)備必須以使任伺串聯(lián)電感最小化的方式接地
高速I/O接口用lOOMB/s的數(shù)據(jù)速率或更通用的串行總線,例如(USB)2.0、高速以太網(wǎng)和IEEE Std 1394(FireWire和iLink),會出現(xiàn)與高電壓瞬態(tài)保護相關(guān)的一個特有問題。為了避免影響期望的信號,在許多這樣的接口線上的電容性負載必須保持的小于幾pF。除了氣體放電管,大多數(shù)TVS二極管和其他瞬態(tài)抑制設(shè)備具有太多的電容。但是,氣體放電管被用于ESD或EFT防護響應太慢。大部分TVS二極管的電容在幾十到幾百pF之間。鷲勞的低電容TVS二極管的電容在l~lOpF之間。這些二極管通常用于高達約lOOMb/s的數(shù)據(jù)速率,但不能更高了。
特有的聚合物壓敏電阻(VVR)已被改進專門適用這些高速應用”。它們是雙極型器件,典型電容范圍是0. 1~0. 2pF,斷態(tài)電阻是l010Q,通態(tài)電阻是幾歐姆。然而,觸發(fā)電壓比大部
分TVS二極管高得多。壓敏電阻是導通后鉗位電壓低于觸發(fā)電壓的消弧器件。典型的觸發(fā)電壓是150V,而鉗位電壓大約是35V,額定峰值瞬態(tài)電流為30A。這些聚合物VVR可用于信號頻率高達2GHz昀數(shù)據(jù)線上。
一個有電源和接地層的多層PCB將比單層或雙層板提供更大的瞬態(tài)抗擾度。這是與SFM-130-02-S-D-LC層間電容串聯(lián)的較低的接地阻抗和低電感的結(jié)果。如11.4.6節(jié)所討論的嵌入式PCB電容技術(shù)也能用于有效增加瞬態(tài)抗擾度。足夠大體積的去耦電容也能有效提高瞬態(tài)抗擾度,因為它將減小由瞬態(tài)電荷+產(chǎn)生的電源電壓的變化。電壓、電荷和電容之間的關(guān)系如式(15-1)所示。從該式可看出,對于由瞬態(tài)電流所產(chǎn)生的固定電荷Q的變化,電壓變化的數(shù)值由電容所確定。電容越大,當額外電荷被注入系統(tǒng)時,電壓改變得越小。
圖14-13表示瞬態(tài)電流人口保護和敏感設(shè)備加固的結(jié)合。注意到輸入電纜上的瞬態(tài)抑制器接到底盤地,其目的是分流瞬態(tài)電流遠離PCB。然而,在敏感設(shè)備輸入端的保護濾波器接到電路的地,其目的是消除或最小化設(shè)備輸入插腳和地插腳之間出現(xiàn)的任何瞬態(tài)電壓。
注意:保護設(shè)備必須以使任伺串聯(lián)電感最小化的方式接地
高速I/O接口用lOOMB/s的數(shù)據(jù)速率或更通用的串行總線,例如(USB)2.0、高速以太網(wǎng)和IEEE Std 1394(FireWire和iLink),會出現(xiàn)與高電壓瞬態(tài)保護相關(guān)的一個特有問題。為了避免影響期望的信號,在許多這樣的接口線上的電容性負載必須保持的小于幾pF。除了氣體放電管,大多數(shù)TVS二極管和其他瞬態(tài)抑制設(shè)備具有太多的電容。但是,氣體放電管被用于ESD或EFT防護響應太慢。大部分TVS二極管的電容在幾十到幾百pF之間。鷲勞的低電容TVS二極管的電容在l~lOpF之間。這些二極管通常用于高達約lOOMb/s的數(shù)據(jù)速率,但不能更高了。
特有的聚合物壓敏電阻(VVR)已被改進專門適用這些高速應用”。它們是雙極型器件,典型電容范圍是0. 1~0. 2pF,斷態(tài)電阻是l010Q,通態(tài)電阻是幾歐姆。然而,觸發(fā)電壓比大部
分TVS二極管高得多。壓敏電阻是導通后鉗位電壓低于觸發(fā)電壓的消弧器件。典型的觸發(fā)電壓是150V,而鉗位電壓大約是35V,額定峰值瞬態(tài)電流為30A。這些聚合物VVR可用于信號頻率高達2GHz昀數(shù)據(jù)線上。
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