Новости PCB - высокоскоростной PCB

Analysis of Bypass Capacitor in High Speed PCB

Введение

с уменьшением объёма системы и увеличением рабочей частоты, функционирование системы усложнилось., which requires multiple different embedded function modules to work at the same time. только когда каждый модуль имеет хороший EMC и низкий уровень EMI, можно ли гарантировать выполнение функции всей системы. Это требует, чтобы сама система обладала не только хорошими характеристиками защиты от внешних помех, В то же время, работая с другими системами, не будет иметь серьезных EMI для внешнего мира. Кроме того, switching power supplies are more and more widely used in high-speed digital system design, система обычно требует нескольких источников энергии. Not only is the power system susceptible to interference, Однако шум, возникающий в процессе электроснабжения, может создать серьезные проблемы для всей системы EMC. поэтому, in high-speed PCB design, как лучше фильтровать шум от источника является ключом к обеспечению целостности источника. в данной статье анализируются характеристики фильтра конденсатора, the impact of the parasitic inductance of capacitors on the filter performance, и токовые циклы в PCB, и отчет о том, как выбрать блокировочный конденсатор. This article also emphatically analyzes the generation mechanism of power supply noise and ground bounce noise, на этой основе были сопоставлены методы размещения в PCB различных блокировочных конденсаторов.

2 Insertion loss characteristics, частотная характеристика и фильтрация конденсатора

2.1 характеристика вводных потерь идеального конденсатора

The ability of the EMI power filter to suppress interference noise is usually measured by the insertion loss (Insertion Loss) characteristics. вносимые потери определяются как отношение мощности шума P1 к мощности шума P2, передаваемой из источника шума в нагрузку при отсутствии соединения фильтра, expressed in dB (decibel). Figure 1 shows the insertion loss characteristics of an ideal capacitor. можно увидеть, что наклон кривой износа вставки, соответствующего 1 кв. конденсатора, находящегося в отключке, приближается к 20дб/десятикратная частота.

Наблюдайте за тем, как один из них вставляет свойства потерь. если частота увеличивается, то величина вносимых потерь в конденсатор увеличивается, т.е. Это означает, что после того, как конденсатор фильтрует систему, шум, который может быть передан в нагрузку, снижается. повышается способность конденсатора фильтровать высокочастотные шумы. анализ формулы идеальной емкости показывает, что при константе емкости, чем выше частота сигнала, тем меньше сопротивление контура, т.е. Выводы, сделанные по этим двум аспектам, являются идентичными.

Observe the curves corresponding to different capacitors. при низкой частоте, соответственные вносимые потери в различных конденсаторах примерно одинаковы, but as the frequency increases, вносимые потери на малые конденсаторы увеличиваются по мере увеличения емкости. If it is slower, P1 значение/P2 will increase more slowly, это значит, что конденсатор большой легче фильтровать и удалять шумы низкой частоты. поэтому, при проектировании скоростного поезда плата цепи, we usually place a 1~10μF capacitor at the power input end of the circuit board to filter out low-frequency noise; place a 0.01 ~ 0.1 between the power supply and the ground of each device on the circuit board. Отключить высокочастотный шум.

The impedance of the capacitor connected between the power supply and the ground can be calculated by the following formula: The purpose of capacitor filtering is to filter out the AC components superimposed in the power system. по вышеуказанной формуле, it can be seen that when the frequency is constant, Чем больше емкость, The smaller the impedance in the loop, чем легче передавать сигнал переменного тока через конденсатор в плоскость Земли. In other words, кажущаяся емкость, the better the filtering effect. На самом деле, this is not the case, Потому что фактический конденсатор не идеален. All the characteristics of capacitors. действительная емкость, which are formed when the capacitor plates and leads are constructed, Эти паразитные элементы могут быть эквивалентны последовательному Сопротивлению и индуктивности на конденсаторах, usually called equivalent series resistance (ESR) and equivalent Series inductance (ESL). Этот конденсатор фактически является последовательным резонансным контуром. In the actual circuit or PCB design, наличие паразитной индуктивности конденсатора сильно влияет на фильтрующие свойства конденсатора, so a capacitor with a relatively small parasitic inductance should be selected in the system design.

2.2 High-frequency response characteristics of actual capacitors

From Section 2.1, we know that the actual capacitor is working because of the parasitic inductance, Это делает конденсаторные схемы последовательными резонансными схемами. The resonance frequency is, тип: L - эквивалентная индуктивность; С - фактическая емкость. если частота меньше f0, Похоже на ёмкость; когда частота больше f0, Похоже на индуктивность. Therefore, the capacitor is more like a band-stop filter than a low-pass filter. ESL и ESR конденсаторов зависят от структуры конденсатора и используемых диэлектриков, вне зависимости от емкости конденсатора. The ability to suppress high frequencies will not be enhanced by replacing large-capacity capacitors of the same type. когда частота ниже f0, сопротивление конденсатора большой емкости того же типа меньше, чем сопротивление конденсатора малой емкости, but when the frequency is greater than f0, ESL определяет, что нет разницы между сопротивлением и сопротивлением. It can be seen that in order to improve the high-frequency filtering characteristics, необходимо использовать низковольтный конденсатор ESL. The effective frequency range of any kind of capacitor is limited, для системы, шум низкой частоты и высокой частоты, Поэтому для получения более широкого диапазона эффективных частот обычно требуется параллельное подключение различных типов конденсаторов.
Ipcb - это высокая точность, high-quality PCB manufacturer, Пример: isola 370hr PCB, high-frequency PCB, высокая скорость PCB, ic substrate, испытательная панель интегральных схем, impedance PCB, печатная плата, Rigid-Flex PCB, утопленная глухота, высококачественная печатная плата, microwave PCB, Telfon PCB и другие ipcb.