PCB设计杂谈之一

PCB结构中的电容计算

PCB设计中形成电容的两种常见形态

一种两个平面之间形成电容，一种是微带线与下面参考平面之间形成电容。总体来说，平面面积越大，电容越大；两个物体之间间距越小，电容越大。其中er是PCB的介电常数，常用的FR4材料的介电常数值是4.3。Tdelay是指信号在微带线中的传输延时。Z0是指微带线的特征阻抗。

容抗和感抗计算

Xc=1/2pifC – 容抗计算公式
XL=2pifL – 感抗计算公式

对于中高频信号，它的回流路径是沿最小阻抗的路径，对于低频信号（直流DC信号至音频信号20KHz），它的回流路径是沿最小电阻的路径。

所以对于高速信号，平面分割会造成回流路径变大，从而影响信号的传输质量。

信号在PCB上的回流路径

所有信号在PCB上都需要有对应的回流路径，控制回流路径对于信号完整性及EMC干扰都是重点要解决的地方。

举例如下图100KW的信号在功率放大器输出后通过天线往空间辐射，天线与地平面之间的寄生电容充当回流路径，完成信号的回流。

总结

本节主要对PCB结构中常见的电容形态及计算公式、容抗及感抗计算和信号回流等基本概念做了基本介绍，后续根据需要会做相应的补充说明。