Leiterplatte Blog - Sprechen über das Design von Entkopplungskondensatoren in der Leiterplatte

Auf der Leiterplatte, Bypass und Entkopplung beziehen sich darauf, zu verhindern, dass Nutzenergie von einem Stromkreis zum anderen übergeht und den Übertragungsweg der Geräuschenergie ändert, dadurch die Qualität des Stromverteilungsnetzes zu verbessern. Es hat drei grundlegende Konzepte: Macht, Bodenflugzeuge, und Stromanschlüsse für Bauteile und Innenschichten. Entkopplung ist die Freisetzung von HF-Energie von der Stromversorgungsseite des Hochfrequenzgerätes zum Stromverteilungsnetz, wenn das Gerät mit hoher Geschwindigkeit schaltet. Entkopplungskondensatoren bieten auch eine lokalisierte DC-Quelle für Geräte und Komponenten, was nützlich ist, um strombedingte Überspannungsspitzen auf der gesamten Platine zu reduzieren.

In digitalen Schaltungen und IC-Steuerkreisen ist eine Entkopplung der Stromversorgung erforderlich. Ein kurzzeitiger Spike tritt im Stromverteilungsnetz ohne Entkopplung von Kondensatoren auf, wenn die Gleichstrom-Energie durch die Elementschaltung abgeführt wird. Dies liegt daran, dass es eine bestimmte Induktivität im Stromversorgungsnetz gibt, und der Entkopplungskondensator kann eine lokale Stromversorgung ohne Induktivität oder eine kleine Induktivität bereitstellen. Indem die Spannung durch Entkopplungskondensatoren auf einem konstanten Bezugspunkt gehalten wird, werden falsche Logikübergänge verhindert und die Rauschbildung reduziert, da sie anstelle von Komponenten und Fernstromversorgungen einen großen Umwälzbereich dazwischen bietet. Die Entkopplung von Kondensatoren in der Leiterplatte kann den Stromschleifenbereich erheblich reduzieren. Eine weitere Funktion des Entkopplungskondensators besteht darin, eine lokale Energiespeicherquelle bereitzustellen, die den Strahlungsweg der Stromversorgung reduzieren kann. Die Erzeugung von HF-Energie in einem Stromkreis ist proportional zu I·A·f, wo ich der Rückstrom bin; A ist der Bereich der Schleife und f ist die Frequenz des Stroms. Da Strom und Frequenz zum Zeitpunkt der Geräteauswahl bestimmt werden, ist es wichtig, die Stromschleifenfläche zu reduzieren, um Strahlung zu reduzieren. In Schaltungen mit Entkopplungskondensatoren fließt Strom in kleinen HF-Stromschleifen, wodurch HF-Energie reduziert wird. Kleine Schleifenbereiche können durch Platzieren von Entkopplungskondensatoren erreicht werden.

ΔU ist das Rauschen, das von L·di/dt auf dem Erdungskabel erzeugt wird, das im Entkopplungskondensator fließt. Diese ΔU treibt die Bodenstruktur auf der Platine und die Gleichtaktspannung im Verteilungssystem an, um über die Platine zu fließen. Daher hängt die Reduktion von ΔU mit der Erdimpedanz sowie der Verwendung und Lage von Entkopplungskondensatoren zusammen.

Die Entkopplung ist auch eine Möglichkeit, physikalische und zeitliche Einschränkungen zu überwinden, indem eine niederohmige Stromversorgung zwischen Signal- und Stromleitungen und Ebenen bereitgestellt wird. Bevor die Frequenz bis zum Selbstresonanzpunkt ansteigt, wird die Impedanz des Entkopplungskondensators mit zunehmender Frequenz immer niedriger, so dass das Hochfrequenzgeräuschen effektiv von der Signalleitung entladen wird und die verbleibende niederfrequente Strahlungsenergie nicht beeinträchtigt wird. Nach dem Prinzip der Entkopplung von Kondensatoren, wenn die Schwierigkeit, Energie von der Stromleitung zu absorbieren, erhöht wird, wird der größte Teil der Energie aus dem Entkopplungskondensator erhalten, wodurch die Rolle des Entkopplungskondensators voll gespielt wird, und gleichzeitig produziert die Stromleitung auch ein kleineres Di/dt-Rauschen. Gemäß einem solchen Verfahren kann die Impedanz auf der Stromversorgungsleitung künstlich erhöht werden.

Es ist eine gängige Methode, Ferritperlen in Reihe an der Stromversorgungsleitung des IC anzuschließen. Da die Ferritperlen eine große Impedanz gegenüber Hochfrequenzstrom aufweisen, die Wirkung des Entkopplungskondensators der Stromversorgung wird verstärkt. Bypass ist die Entladung unnötiger Gleichtakt-HF-Energie weg von Komponenten oder Kabeln. Sein Wesen ist es, einen AC-Zweig zu schaffen, um die unerwünschte Energie aus dem anfälligen Bereich zu entladen. Darüber hinaus, es bietet auch Filterfunktionen. Seine Filterfähigkeit ist natürlich auch durch die eigene Bandbreite begrenzt. Bypasss werden manchmal gemeinsam als Filterdesigns bezeichnet. Umgehung oder Filterung wird normalerweise zwischen Stromversorgung und Masse angewendet, zwischen Signal und Masse, oder zwischen verschiedenen Gründen. Es unterscheidet sich von der Entkopplung. Aber das gleiche gilt für die Verwendung von Kondensatoren, Was also allgemein beschrieben wird, gilt sowohl für Entkopplung als auch Bypassing. Energiespeicher werden verwendet, um eine konstante Gleichspannung und Strom zu halten, die dem Gerät zugeführt werden, wenn die verwendeten Signalpins gleichzeitig unter einer kapazitiven Last geschaltet werden. Es verhindert auch Leistungseinbrüche aufgrund von di/dt Stromstöße im Gerät. Wenn die Entkopplung die Kategorie der Hochfrequenz ist, dann kann Energiespeicherung als die Kategorie der Niederfrequenz auf Leiterplatte.