任何芯片IO都有输入电容,通常为2pf左右,加上寄生电容,大约3ps。这个电容相当于负载电容,高速信号在这个电容上建立电压,相当于给电容充电,电容的充电公式是:
V0是电容初始电压,Vu充满后的电压值,假设V0=0V。那么上面公式简化为:
当t = RC时,Vt = 0.63Vu;
当t = 2RC时,Vt = 0.86Vu;
当t = 3RC时,Vt = 0.95Vu;
当t = 4RC时,Vt = 0.98Vu;
当t = 5RC时,Vt = 0.99Vu;
我们平时用的时间常数τe指电容两端电压从0V上升到1-1/e=1-37%=63%所需的时间(e=2.71828);
利用上述公式,计算出上升时间10%~90%所需要的时间是:
如果传输线阻抗50Ω,Cin=3pf,则τ10-90=0.33ns。如果信号的上升时间小于0.33ns,电容的充放电效应将会影响信号的上升时间。如果信号的上升时间大于0.33ns,这个电容将使信号上升时间增加越0.33ns
负载电容对信号上升沿的直接影响就是延长了上升时间,如下图:
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