Teknik PCB - Discussion on the design of decoupling capacitor in PCB

Bypass dan pemisahan meningkatkan kualiti rangkaian distribusi kuasa dengan mencegah pemindahan tenaga berguna dari satu litar ke lain dan mengubah laluan pemindahan tenaga bunyi. Ia mempunyai tiga konsep asas: bekalan kuasa, pesawat tanah, komponen dan sambungan kuasa lapisan dalaman.

Pemutusan adalah pemindahan tenaga rf dari sisi bekalan kuasa peranti PCB frekuensi tinggi ke rangkaian distribusi kuasa apabila peranti diaktifkan dan dimatikan dengan kelajuan tinggi. Kondensator penyahkopan juga menyediakan sumber DC setempat untuk peranti dan komponen, yang berguna untuk mengurangkan titik-titik tumpuan dalam penyebaran semasa di seluruh piring.

Dalam sirkuit digital dan sirkuit pengendali IC, perlu melakukan pemisahan kuasa. Tinggi sementara berlaku dalam rangkaian distribusi kuasa tanpa menyambungkan kondensator apabila komponen tukar menghabiskan tenaga DC. Ini kerana terdapat inductans tertentu dalam rangkaian bekalan kuasa, dan kondensator pemisahan boleh menyediakan bekalan kuasa setempat tanpa inductans atau inductans yang sangat kecil. Dengan menjaga ketegangan pada titik rujukan konstan, kondensator penyahpautan mencegah pertukaran logik cacat dan mengurangkan generasi bunyi kerana ia menyediakan kawasan loop untuk aliran semasa kelajuan tinggi selain dari kawasan aliran belakang besar diantara unsur dan bekalan kuasa jauh.

Kondensator pemisahan dalam PCB boleh mengurangkan kawasan loop semasa. Fungsi lain kapasitor penyahpautan adalah untuk menyediakan sumber penyimpanan tenaga setempat, yang boleh mengurangkan laluan radiasi bekalan tenaga. Jenerasi tenaga RF dalam litar adalah proporsional dengan I ·A ·F, di mana I ialah arus aliran belakang; A ialah kawasan loop; F adalah frekuensi semasa. Kerana semasa dan frekuensi ditentukan semasa pemilihan peranti, penting untuk mengurangkan kawasan loop semasa untuk mengurangkan radiasi. Dalam sirkuit dengan kondensator penyahpautan, aliran semasa dalam loop semasa RF kecil, sehingga mengurangi tenaga RF. Kawasan loop kecil boleh dicapai dengan meletakkan kondensator penyahpautan.

Seperti yang diperlihatkan dalam figur di atas, δ U adalah bunyi yang dihasilkan oleh L ·di/dt pada wayar tanah, yang mengalir dalam kapasitas pemisahan. DELTA U ini memandu tekanan mod umum dari struktur tanah pada papan dan sistem distribusi ke seluruh papan sirkuit. Oleh itu, penurunan δ U berkaitan dengan impedance tanah, serta penggunaan dan lokasi kondensator penyahpautan.

Pemisahan juga adalah cara untuk mengatasi keterangan fizikal dan sementara dengan menyediakan bekalan kuasa impedance rendah antara garis isyarat dan garis kuasa dan antara pesawat. Sebelum frekuensi naik ke titik resonan diri, semasa frekuensi meningkat, impedance kondensator pemisah akan menjadi lebih rendah dan lebih rendah, sehingga bunyi frekuensi tinggi akan secara efektif dibuang dari garis isyarat, dan tenaga radiasi frekuensi rendah yang tersisa tidak akan mempunyai kesan. Menurut prinsip penyahpautan kondensator, jika lebih sukar untuk menyerap tenaga dari garis kuasa, kebanyakan tenaga akan diperoleh dari kondensator penyahpautan, memberikan permainan penuh kepada peran kondensator penyahpautan, dan pada masa yang sama, bunyi di/ DT pada garis kuasa akan lebih kecil. Dengan cara ini, impedance pada garis kuasa boleh meningkat secara buatan.

Ia adalah kaedah biasa untuk menyambung beads ferrite dalam siri pada garis bekalan kuasa IC. Kerana kacang ferrit menunjukkan kekuatan besar kepada arus frekuensi tinggi, kesan kapasitasi pemisahan bekalan kuasa meningkat.

Melewati adalah pembuangan tenaga RF-mod umum yang tidak diperlukan dari komponen atau kabel. Intinya adalah untuk mencipta penghalang semasa ALTERNATING untuk mengeluarkan tenaga tidak diinginkan jauh dari kawasan yang rentan. Selain itu, ia menyediakan kemampuan penapisan. Kemampuannya untuk penapis jelas terbatas oleh lebar bandnya sendiri. Bypass kadang-kadang dikatakan secara kolektif sebagai desain penapis. Bypass atau penapisan biasanya dilaksanakan antara sumber kuasa dan tanah, antara isyarat dan tanah, atau antara tanah yang berbeza. Ia berbeza dari pemisahan. Tetapi penggunaan kondensator adalah sama, jadi ciri-ciri biasanya diterangkan tentang kondensator berlaku untuk pemisahan dan bypass.

Penyimpanan tenaga digunakan untuk mengekalkan tekanan DC konstan dan semasa disediakan ke peranti apabila pins isyarat yang digunakan menyala dan dimatikan secara bersamaan di bawah muatan kapasitas. Ia juga mencegah turun kuasa disebabkan pertumbuhan DI/DT peranti. Jika pemisahan adalah kategori frekuensi tinggi, penyimpanan tenaga boleh dipahami sebagai kategori frekuensi rendah.