Technologie PCB - Comment découpler un condensateur sur une carte PCB?

Le bruit de commutation à haute fréquence généré par l'élément PCB lors de la commutation se propagera le long de la ligne d'alimentation. La fonction principale du condensateur de découplage est de fournir une alimentation continue locale au dispositif actif afin de réduire la propagation du bruit de commutation sur la carte et de diriger le bruit vers la masse. En effet, le condensateur de dérivation et le condensateur de découplage doivent être placés le plus près possible de l'entrée d'alimentation pour aider à filtrer le bruit haute fréquence. La valeur du condensateur de découplage est d'environ 1 / 100½ 1 / 1000 de celle du condensateur de dérivation. Pour obtenir de meilleures caractéristiques Cem, les condensateurs de découplage doivent être situés le plus près possible de chaque bloc intégré (IC), car l'impédance de câblage réduit l'efficacité des condensateurs de découplage. Les condensateurs en céramique sont généralement utilisés pour le découplage et leurs valeurs sont déterminées par les temps de montée et de descente du signal le plus rapide. Par example, pour un signal d'horloge de 33 MHz, on peut utiliser un condensateur de 4,7 à 100 NF; Pour un signal d'horloge de 100 MHz, on peut utiliser un condensateur de 10 NF. Lors du choix d'un condensateur de découplage, la valeur esr affecte la capacité de découplage en plus de prendre en compte la valeur de la capacité. Pour le découplage, il faut choisir un condensateur dont la valeur esr est inférieure à 1.

Du point de vue du circuit, il peut être divisé en un signal source à piloter et une charge à piloter. Si la capacité de charge est relativement importante, le circuit de pilotage doit charger et décharger la capacité pour effectuer le saut de signal. Lorsque le front montant est relativement raide, le courant est relativement important, de sorte que le courant d'entraînement absorbera un courant d'alimentation plus important. Inductance et résistance (en particulier l'inductance sur les broches de la puce rebondit), ce courant est en fait un bruit par rapport aux conditions normales qui affecte le bon fonctionnement de la phase précédente, c'est - à - dire le couplage. Le condensateur de découplage agit comme une batterie pour répondre aux variations du courant du circuit de pilotage et éviter les interférences de couplage mutuel. La combinaison d'un condensateur de dérivation et d'un condensateur de découplage le rendra plus facile à comprendre. Les condensateurs de by - pass sont en fait découplés, mais les condensateurs de by - pass se réfèrent généralement à un by - pass haute fréquence, c'est - à - dire à un chemin de prévention des fuites qui fournit une faible impédance au bruit de commutation haute fréquence. Les condensateurs de dérivation haute fréquence sont généralement plus petits, typiquement 0,1 ° F, 0,01 ° F, etc., selon la fréquence de résonance, tandis que les condensateurs de découplage sont généralement plus grands, 10 ° f ou plus, en fonction des paramètres de distribution dans le circuit et de l'ampleur de la variation du courant d'entraînement. Le Bypass est un objet de filtrage des interférences dans le signal d'entrée, et le découplage est un objet de filtrage des interférences dans le signal de sortie, empêchant le signal d'interférence de retourner à l'alimentation. C’est leur différence essentielle.

Les condensateurs de découplage PCB ont deux fonctions entre l'alimentation du circuit intégré et la masse: l'une est un condensateur de stockage d'énergie du circuit intégré et l'autre contourne le bruit haute fréquence du dispositif. La valeur typique d'un condensateur de découplage dans un circuit numérique est de 0,1 ° f. la valeur typique de l'inductance distribuée de ce condensateur est de 5 ° H. Le condensateur de découplage 0,1 ° F a une inductance répartie de 5 ° H et sa fréquence de résonance en parallèle est d'environ 7 MHz. C'est - à - dire qu'il a un meilleur effet de découplage pour les bruits inférieurs à 10 MHz et peu d'effet sur les bruits supérieurs à 40 MHz. Les condensateurs à 1 ° F et 10 ° f avec une fréquence de résonance en parallèle supérieure à 20 MHz éliminent mieux le bruit à haute fréquence. Tous les 10 circuits intégrés nécessitent l'ajout d'un condensateur de charge et de décharge, ou d'un condensateur de stockage d'énergie, qui peut être sélectionné à environ 10 ° f. Il est préférable de ne pas utiliser de condensateurs électrolytiques. Le condensateur électrolytique est enroulé avec deux couches minces. Cette structure enroulée se comporte comme une inductance aux hautes fréquences. Utilisez un condensateur au tantale ou un condensateur en polycarbonate. Le choix du condensateur de découplage n'a pas d'importance. Vous pouvez appuyer sur C = 1 / F, c'est - à - dire 0,1 ° F pour 10 MHz et 0,01 ° F pour 100 MHz.

Un seul point du réseau VCC est connecté au plan VCC, de sorte que le bruit à l'intérieur et à l'extérieur de l'IC doit passer par ce PCB dans le plan d'alimentation. L'impédance supplémentaire du trou de PCB empêche la diffusion du bruit dans le reste du système.