Leiterplattentechnisch - Wie entkoppelt die Leiterplatte Kondensatoren?

Das hochfrequente Schaltrauschen erzeugt durch Leiterplattenkomponenten während des Schaltens wird sich entlang der Stromleitung ausbreiten. Die Hauptfunktion des Entkopplungskondensators besteht darin, dem aktiven Gerät eine lokale Gleichstromversorgung zur Verfügung zu stellen, um die Ausbreitung von Schaltrauschen auf der Platine zu reduzieren und das Rauschen zum Boden zu führen. In der Tat, Bypass-Kondensatoren und Entkopplungskondensatoren sollten so nah wie möglich am Netzteileingang platziert werden, um hochfrequentes Rauschen herauszufiltern. Der Wert des Entkopplungskondensators beträgt ca. 1/100～1/1000 des Bypass-Kondensators. Um bessere EMV-Eigenschaften zu erhalten, the decoupling capacitor should be as close as possible to each integrated block (IC), weil die Verdrahtungsimpedanz die Wirksamkeit des Entkopplungskondensators verringert. Keramikkondensatoren werden häufig zur Entkopplung eingesetzt, und ihr Wert wird durch die Anstiegszeit und Fallzeit des schnellsten Signals bestimmt. Zum Beispiel, für ein 33MHz Taktsignal, a 4.7-100nF Kondensator kann verwendet werden; für ein 100MHz Taktsignal, ein 10nF Kondensator kann verwendet werden. Bei der Auswahl eines Entkopplungskondensators, zusätzlich zur Berücksichtigung des Kapazitätswerts, Der ESR-Wert wirkt sich auch auf die Entkopplungsfähigkeit aus. Zur Entkopplung, Ein Kondensator mit einem ESR-Wert unter 1Ω sollte ausgewählt werden.

Vom Schaltungspunkt aus kann es in das zu treibende Quellsignal und die zu treibende Last unterteilt werden. Wenn die Lastkapazität relativ groß ist, muss der Antriebskreis die Kapazität laden und entladen, um den Signalsprung abzuschließen. Wenn die Steigkante relativ steil ist, ist der Strom relativ groß, so dass der Antriebsstrom einen großen Versorgungsstrom absorbiert. Die Induktivität und der Widerstand (insbesondere die Induktivität auf den Chippins prallt), dieser Strom ist tatsächlich eine Art Rauschen im Verhältnis zu normalen Bedingungen, die den normalen Betrieb der vorherigen Stufe, die Kopplung, beeinflussen wird. Der Entkopplungskondensator fungiert als Batterie, um die Änderung des Antriebsstroms zu erfüllen und gegenseitige Kopplungsstörungen zu vermeiden. Die Kombination von Bypass-Kondensatoren und Entkopplungskondensatoren erleichtert das Verständnis. Der Bypass-Kondensator ist tatsächlich entkoppelt, aber der Bypass-Kondensator bezieht sich im Allgemeinen auf Hochfrequenz-Bypass, das heißt, um einen niederohmigen Leckage-Vorbeugungspfad für hochfrequente Schaltgeräusche bereitzustellen. Hochfrequenz-Bypass-Kondensatoren sind im Allgemeinen klein, im Allgemeinen 0.1μF, 0.01μF usw. entsprechend der Resonanzfrequenz, während Entkopplungskondensatoren im Allgemeinen größer, 10μF oder größer sind, abhängig von den Verteilungsparametern in der Schaltung und der Größe der Antriebsstromänderung. Bypass ist, die Störung im Eingangssignal als Filterobjekt zu nehmen, und die Entkopplung besteht darin, die Störung des Ausgangssignals als Filterobjekt zu nehmen, um zu verhindern, dass das Störsignal zur Stromversorgung zurückkehrt. Das ist ihr wesentlicher Unterschied.

Die PCB-Entkopplungskondensator hat zwei Funktionen zwischen der Stromversorgung des integrierten Schaltkreises und der Masse: eine ist der Energiespeicherkondensator des integrierten Schaltkreises, und die andere ist, das Hochfrequenzgeräuschen des Geräts zu umgehen. Der typische Entkopplungskondensator-Wert in digitalen Schaltungen beträgt 0.1μF. Der typische Wert der verteilten Induktivität dieses Kondensators ist 5μH. Die 0.1μF Entkopplungskondensator hat eine verteilte Induktivität von 5μH, und seine parallele Resonanzfrequenz ist etwa 7MHz. Das heißt:, Es hat einen besseren Entkopplungseffekt für Rauschen unter 10MHz, und es hat wenig Einfluss auf Rauschen über 40MHz. Kondensatoren von 1μF und 10μF, und die parallele Resonanzfrequenz ist über 20MHz, Der Effekt der Entfernung von Hochfrequenzgeräuschen ist besser. Alle zehn Teile integrierter Schaltungen müssen einen Lade- und Entladekondensator hinzufügen, oder einen Energiespeicherkondensator, ca. 10μF kann ausgewählt werden. Es ist am besten, keine Elektrolytkondensatoren zu verwenden. Elektrolytkondensatoren werden mit zwei Schichten Folie aufgerollt. Diese aufgerollte Struktur verhält sich wie eine Induktivität bei hohen Frequenzen. Verwenden Sie Tantal-Kondensatoren oder Polycarbonat-Kondensatoren. Die Auswahl der Entkopplungskondensatoren ist nicht entscheidend. Sie können C=1 drücken/F, das ist, 0.1μF für 10MHz und 0.01μF für 100MHz.

Das VCC-Netzwerk hat nur einen Punkt, der mit der VCC-Ebene verbunden ist, Also muss das Geräusch innerhalb und außerhalb des IC zur Leistungsebene durch diese Leiterplatte über. Die zusätzliche Impedanz der Leiterplatte über verhindert, dass sich das Geräusch auf den Rest des Systems ausbreitet.