Tecnología de PCB - Discusión sobre el diseño de condensadores de desacoplamiento de PCB

El desvío y el desacoplamiento mejoran la calidad de la red de distribución evitando que la energía útil se transfiera de un circuito a otro y cambiando la ruta de transmisión de la energía acústica. Tiene tres conceptos básicos: alimentación, plano de tierra, componentes y conexión interna de alimentación.

El desacoplamiento se refiere a la transferencia de energía de radiofrecuencia del lado de la fuente de alimentación del equipo de PCB de alta frecuencia a la red de distribución cuando el equipo cambia de alta velocidad. Los condensadores de desacoplamiento también proporcionan una fuente de alimentación de corriente continua local para equipos y componentes, lo que ayuda a reducir los picos de oleadas en la propagación de la corriente entre placas.

En los circuitos digitales y los circuitos de controlador ic, es necesario realizar el desacoplamiento de potencia. Cuando el interruptor del componente consume energía dc, se produce un pico transitorio en una red de distribución sin condensadores de desacoplamiento. Esto se debe a la existencia de una cierta inducción en la red de energía, y los condensadores de desacoplamiento pueden proporcionar una fuente de alimentación local sin inducción o con poca inducción. Al mantener el voltaje en un punto de referencia constante, el capacitor de desacoplamiento evita la conversión lógica incorrecta y reduce la generación de ruido, ya que proporciona una zona de bucle para la corriente del interruptor de alta velocidad, en lugar de una gran zona de retorno entre el componente y la fuente de alimentación remota.

Los condensadores de desacoplamiento en los PCB pueden reducir considerablemente el área del circuito actual. Otra función de los condensadores de desacoplamiento es proporcionar almacenamiento local de energía, lo que puede reducir la ruta de radiación de la fuente de alimentación. La generación de energía de radiofrecuencia en el circuito es proporcional a i · a · f, de los cuales I es la corriente de retorno; A es el área de la carretera de circunvalación; F es la frecuencia de la corriente. Debido a que la corriente y la frecuencia se determinan durante la selección del dispositivo, es importante reducir el área del Circuito de la corriente para reducir la radiación. En circuitos con condensadores de desacoplamiento, la corriente fluye en pequeños circuitos de corriente de radiofrecuencia, reduciendo así la energía de radiofrecuencia. Al colocar el condensadores de desacoplamiento se puede obtener un área de bucle más pequeña.

Como se muestra en la imagen anterior, la isla u es el ruido generado por l.di / DT en el suelo, que fluye en el capacitor de desacoplamiento. La△ u conduce el voltaje de modo común desde la estructura de tierra y el sistema de distribución en la placa a toda la placa de circuito. Por lo tanto, la reducción de la isla u está relacionada con la resistencia a la tierra y el uso y ubicación de los condensadores de desacoplamiento.

El desacoplamiento también es una forma de superar las limitaciones físicas y de tiempo proporcionando una fuente de alimentación de baja resistencia entre la línea de señal y la línea de alimentación y entre planos. Antes de que la frecuencia suba al punto de autoresoración, a medida que aumente la frecuencia, la resistencia del capacitor de desacoplamiento se volverá cada vez más baja, lo que hará que el ruido de alta frecuencia se descargue efectivamente de la línea de señal, y la energía de radiación restante de baja frecuencia no tendrá impacto. Según el principio del capacitor de desacoplamiento, si es más difícil absorber energía de la línea eléctrica, la mayor parte de la energía se obtendrá del capacitor de desacoplamiento, dando pleno juego al papel del capacitor de desacoplamiento, mientras que el ruido di / DT en la línea eléctrica también será menor. De esta manera, se puede aumentar artificialmente la resistencia de la línea eléctrica.

Es un método común conectar bolas magnéticas de ferritas en serie en la línea de alimentación ic. Debido a que las cuentas magnéticas de ferrita muestran una mayor resistencia a la corriente de alta frecuencia, se mejora el efecto de capacitor de desacoplamiento de la fuente de alimentación.

El desvío es descargar energía innecesaria de radiofrecuencia de modo común de componentes o cables. La esencia es crear un desvío de ca que descargue energía no necesaria de las zonas vulnerables. Además, ofrece funciones de filtrado. Su capacidad de filtrado está claramente limitada por su propio ancho de banda. El desvío a veces se llama colectivamente diseño de filtro. El desvío o filtro se aplica generalmente entre la fuente de alimentación y el suelo, entre la señal y el suelo o entre diferentes lugares. Esto es diferente del desacoplamiento. Pero el uso de los condensadores es el mismo, por lo que las características de los condensadores generalmente descritas son adecuadas para el desacoplamiento y el desvío.

Cuando los pines de señal utilizados están conectados y desconectados simultáneamente bajo carga de capacidad, el almacenamiento de energía se utiliza para mantener el voltaje y la corriente continua constantes proporcionados al dispositivo. También evita la caída de potencia debido a las oleadas de di / DT del dispositivo. Si el desacoplamiento es una categoría de alta frecuencia, entonces el almacenamiento de energía se puede entender como una categoría de baja frecuencia.