extra kapacitans i krets

[jesse]

Jag funderar på hur låga värden man kan ha på en kondensator innan värdet påverkas allt för mycket av kretskortets kapacitans?

För enkelhetens skull vill jag ha ett RC-filter som ger 63% av en digital signal efter 470nS: det åstadkommer jag med en 10k resistor och en 47pF kondensator. t = R*C.

Om jag nu ökar R till 100k och C = 4.7pF så får jag samma tid 470nS. Teorestiskt blir tiden t = R*C, men C vet jag ju inte då det tillkommer strökapacitanser överallt. Hur stora kan dessa bli?

Antag att slingan på kortet är ca 2-3 cm lång och 0.3 mm bred på ett dubbelsidigt kretskort 1,5 mm tjockt glasfiber, med jordplan under. Kan jag beräkna kapacitansen på den enkelt?

Dessutom, inte minst, tillkommer ingångskapacitans på den följande kretsen. Den är väl också ytterst osäker. Om det står "max 10pF" i databladet så kan det väl vara allt mellan 1 och 10pF ???

Annars, om ingångskapacitansen var känd och inte varierade hade det ju räckt med ett 100k motstånd utan kondensator så hade jag fått önskad stigtid.

Till sist: sådana här flacka kurvor borde - om de ska läsas av digitalt - läsas av en schmitt trigger vet jag ju. Men en vanlig 74hc klarar ju signalen bra också. Jag funderar på hur flack (långsam) stigning man kan ha innan det blir direkt olämpligt att använda 74hc ? En tillverkare (ST) skriver i ett datablad för 74hc : rekommenderad stigtid: max 500 nS (vid 5 volt)... men vad händer vid 10µS? De definierar ju inte t.ex. strömförbrukning vid de tillstånden så det blir väl gissningar...

[blueint]

Kolla denna länk: http://www.aade.com/LCinst/lcm2b.htm

Min snabbkommentar "Stray inductance .04 to .06 mHy and stray capacitance 5 - 7 pF".

[TomasL]

Jesse, vet inte vilken mjukvara du använder när du ritar kort, våran beränar både kapacitans och impendans för en eller flera ledare.

Dessutom finns det ju möjligheter att manuellt beräkna dessa data, dock lite omständigt, tyvärr.

[Borre]

Och du använder vad för program?

Läste följande datablad idag och såg att det fanns ekvationer för just det, skippade dock den delen men du kan ju kolla om det är användbart:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/A ... 00688b.pdf

[TomasL]

EDWinXP

[jesse]

Jo, jag har ju sett lite dina program när jag besökt dig, Thomas, och det ser verkligen snyggt ut. Att köpa ny programvara i just det området är lite besvärligt ... man har en stor tröskel innan man lärt sig programmet så pass mycket att man kan utvärdera det... och då orkar man inte prova något nytt igen om det visar sig finnas brister. KiCad har ju en hel del över att önska, bl.a. är deras komponent och "modul" bibliotek minst sagt kaotiska och det går inte att importera från kända tillverkare pga eget filformat. Och beräkna kapacitans, höhö skämtar du? Den finessen kommer nog i Kicad nån gång år 2150, om civilisationen finns kvar då.

Vad betyder "mHy" och "µFd"?

[TomasL]

Gissar att mHy= mH dvs milliHenry
och uFd= uF dvs mikroFarad.

[psynoise]

Kan man sin fysik är det enkelt att räkna ut kapacitansen Comsol Multiphysics.

http://www.comsol.se/

[SvenW]

Den finessen kommer nog i Kicad nån gång år 2150, om civilisationen finns kvar då.

Skicka in en patch till Kicad. Vem skall göra det om inte just Du? Tomten?
Det finns för övrigt ett program inom gEDA-projektet:
http://wcalc.sourceforge.net/

[jesse]

jo... jag har just börjat lära mig C, och ordet patch vet jag knappt vad det betyder. Sen om jag skulle börja gå in och lusläsa Kicad för att begripa vad jag ska göra... det bli ett heltidsprojekt i ett år eller så

Men jag var mest ute efter en uppskattning om vad det bör röra sig inom för tiopotens... ligger det kring 0,1 pF, 1pF eller 10 pF på en kopparbana 0.3mm x 30 mm ???

Jag antar att formeln är C = ε*A/d där ε är det isolerande materialets permittivitet.... frågan är då hur jag hittar värden på t.ex. glasfiberlaminat? Men sen är frågan om komponenter som IC-kretsar, motstånd osv... också lägger till kapacitans eller hur det fungerar?

[SvenW]

http://wcalc.sourceforge.net/permitivity.html

[xxargs]

εr bör dom som leverera kretskorten/substraten kunna svara på, och inom kinkigare konstruktioner som inom RF så får man ibland karaktärisera upp dessa själva för aktuella frekvenser. för FR4 så ligger man inte helt fel om kan räknar med εr=4.5.

Wcalc såg förövrigt seriös ut då sådana tar oftast med statiska fälten från ovansidan och sidorna av ledarna etc. och när jag provade detta med εr=4.5. och Jesses mått så hamnar kapacitansen på 0.46 pF och 3.06 nH per 10 mm och ledaren har karaktäristisk impedans av 122 Ohm ungefär.

med andra ord så handlar det om knappt 1.5 pF parallellkapacitans mot jordplan och 9.2 nH serieinduktans för ledare 30 mm x 0.3 mm på 1.5 mm tjock FR4-substrat med jordplan.

Utan jordplan så blir det annat och mindre värde på kapacitans och högre induktans och det hela varierar beroende på ledarna omkring som då får agera ofrivillig som dåliga jordplan, och att man pga. detta får som resultat av detta både EM-strålar ut i luften och skapa överhörning mellan ledarna.

[SvenW]

Wcalc såg förövrigt seriös ut

Det hoppas jag verkligen. Lite fel finns ju i alla program, och jag har själv hittat en del och även rapporterat. Det var för övrigt just för Wcalc jag skrev resurssidan

http://home.swipnet.se/swi/bessel/bessel.html

Kanske den första webbsidan med program för att beräkna Besselfunktioner med godtycklig noggrannhet!