Технология PCB - компоновка и установка конденсаторов развязки PCB

Формирование пикового тока:

Величина тока, потребляемого от источника питания, когда цифровая цепь выдает высокий уровень, обычно отличается от тока, потребляемого при выходе низкого уровня, То есть ток, потребляемый при выходе низкого уровня> тока, потребляемого источником питания.

форма тока пикового питания изменяется в зависимости от вида используемого оборудования и емкостной нагрузки, соединяемой с выходным зажимом.

Основные причины возникновения пикового тока заключаются в следующем:

В короткой конструкции лампы Т3 и Т4 выходного каскада включены одновременно. В процессе работы с незатворным переходом от выходного уровня к высокому отрицательный скачок входного напряжения создает большой обратный управляющий ток в базовой петле Т2 и Т3, Поскольку глубина насыщения Т3 рассчитана на большую величину, обратный управляющий ток приведет к тому, что Т2 не успеет насытиться первым и выключится. После выключения Т2 потенциал его коллектора повышается, открывая Т4. Но в это время Т3 еще не вышел из насыщения, поэтому в очень короткой цепи Т3 и Т4 будут включены одновременно, создавая тем самым большой ток ic4, формирующий пиковый ток. R4 на рисунке предназначен для ограничения этого пикового тока.

низкое энергопотребление, чем R4 в схеме ТТЛ, поэтому пиковый ток меньше. Когда входное напряжение изменяется от низкого к высокому, выходной уровень не - и уменьшается от высокого. теперь T3 и T4 также могут быть включены одновременно. Но когда T3 открывается, T4 находится в состоянии усиления, напряжение между коллектором и эмиттером, поэтому генерируемый пиковый ток меньше, и влияние на ток питания относительно невелико.

Другой причиной пикового тока является воздействие нагрузки на емкости. на выводе с не - дверью фактически есть загрузочный конденсатор CL. когда выход сетки поднимается с низкой высоты, напряжение источника зарядяется Т4 на CL конденсатора, в результате чего образуется пиковый ток.

конденсатор CL разрядился через Т3, когда выход на выход с не - затвором переключился с высокого уровня на низкое электрическое время. при этом ток разряда не проходит через источник, поэтому ток разряда CL не влияет на ток питания.

метод подавления пикового тока:

принять меры для сведения к минимуму емкости дисперсной линии сигнала на проводах, установленных на схемах;

другой способ сводить к минимуму внутреннее сопротивление источника питания, с тем чтобы пиковый ток не приводил к чрезмерным колебаниям напряжения;

обычная практика заключается в использовании развязывающего конденсатора для фильтрации, Обычно они помещаются в розетку электропитания платы.

1ufï 1555555х15х15уф развязывающий конденсатор для фильтрации шумов низкой частоты; конденсатор развязки (ВЧ - фильтровый конденсатор) устанавливается в диапазоне от 0,01ufï 1555º до 0,1uf между питанием и заземлением каждого активного оборудования в платы. фильтр снимает высокочастотный шум. Цель фильтра состоит в том, чтобы устранить помехи от переменного тока, наложенные на питание, но не в том, чтобы сказать, что емкость, используемая для конденсатора, чем больше, тем лучше, поскольку фактический конденсатор не является идеальным и не обладает всеми характеристиками идеального конденсатора.

выбор развязывающих конденсаторов рассчитывается на основе C = 1 / F, где F - частота цепи, т.е. Вообще, это может быть от 0.1 до 0.01uf.

конденсатор высокочастотного фильтра, расположенный рядом с активным устройством, имеет две функции. Во - первых, фильтр удаляет высокочастотные помехи от проводимости по питанию, а во - вторых, своевременно добавляет максимальный ток, необходимый для высокоскоростного функционирования устройства. Поэтому необходимо учитывать положение конденсатора.

из - за паразитных параметров фактического конденсатора его можно приравнять к сопротивлению и индуктивности на конденсаторе последовательным соединением, так называемым эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR) и эквивалентным последовательным индуктивности (ESL). Таким образом, реальный конденсатор - это последовательная резонансная схема.

фактический конденсатор на частоте ниже fr является конденсатором, а на частоте выше fr - индуктивностью, так что конденсатор больше похож на заградительный фильтр.

электролитические конденсаторы 10uF имеют больше ESL и Fr, меньше 1MHz, имеют более высокий эффект фильтрации для низкочастотных шумов, таких как 50Hz, но не влияют на шумы высокочастотных переключателей в сотни мегабайт.

Конденсаторы ESR и ESL зависят от структуры конденсатора и используемого диэлектрика, а не от емкости. использование конденсаторов большой емкости не повышает возможности подавления высокочастотных помех. для тех же типов конденсаторов, сопротивление более крупного конденсатора меньше, чем сопротивление менее крупногабаритного конденсатора, но если частота выше, чем у fr, то ESL не видит разницы между сопротивлением.

использование чрезмерно большого числа конденсаторов большой емкости на платы не способствует фильтрации высокочастотных помех, особенно в тех случаях, когда используется питание высокочастотного переключателя. Еще одна проблема заключается в том, что слишком много конденсаторов большой емкости увеличивает влияние электрического тока на питание при подключении платы и горячем волочении, что может привести к снижению напряжения питания, воспламенению разъема платы и медленному повышению напряжения в платы.

расположение развязывающих конденсаторов в сети схема PCB

конденсатор для установки, расстояние установки. The capacitor with the smallest capacitance has the highest resonant frequency and the smallest decoupling radius, Так что его поместили в ближайшей точке от чипа. Чем больше вместимость, тем дальше расстояние, максимальная внешняя ёмкость. However, Все Конденсаторы для развязки кристаллов должны быть как можно ближе к кристаллу.

другой момент, который необходимо учитывать, заключается в том, что при размещении желательно равномерно распределить его вокруг чипа, что должно быть сделано на каждом уровне емкости. при проектировании чипов обычно учитывается расположение электрических и заземленных пяток, которые обычно равномерно распределены по четырем сторонам чипа. Поэтому вокруг чипа есть помехи от напряжения, и развязка должна также привести к однородной развязке всей области чипа. Если конденсаторы 680 pf, указанные на рисунке выше, находятся в верхней части кристалла из - за проблем радиуса развязки, то возмущение напряжения в нижней части чипа не может быть хорошо устранено.

монтаж конденсатора

When installing the capacitor, вытащить короткий вывод с прокладки, and then connect it to the power plane through the via hole, так же как и заземляющий зажим. такой, the current loop flowing through the capacitor is: power plane-vias-lead wires-pads-capacitors-pads-lead wires-vias-ground plane, на следующей диаграмме наглядно показан текущий путь возврата.

первый способ заключается в выводе длинного провода из паяльного диска и подключении к проходному отверстию. Это привнесет большую паразитную индуктивность. этого следует избегать. Это худший способ установки.

второй способ бурения скважин на двух концах паяльной плиты, расположенной рядом с паяльной тарелкой, имеет гораздо меньшую площадь дороги, чем первый, и паразитная индуктивность также мала, что приемлемо.

третий способ бурения скважин сбоку паяльной тарелки, что еще больше снижает площадь контура, и паразитная индуктивность меньше, чем второй, что является лучшим способом.

Четвертый способ состоит в отверстии по обе стороны прокладки. по сравнению с третьим методом, каждый конец конденсатора соединяется через отверстие и с поверхностью и поверхностью источника, что меньше, чем третий вид паразитной индуктивности. Если пространство разрешено, попробуйте использовать этот метод.

последний способ бурения скважин непосредственно на паяльной плите, паразитная индуктивность минимальна, но сварка может вызвать проблемы. использование зависит от возможностей и методов обработки.

предлагается использовать третий и четвертый подходы.

It needs to be emphasized that some инженер PCB Иногда для экономии пространства в нескольких конденсаторах используется общее отверстие. Do not do this under any circumstances. желательно найти способ оптимизировать конструкцию комбинации конденсаторов и уменьшить количество конденсаторов.

так как печатный провод широк, чем меньше индуктивность, линия выхода из паяльного диска до проходного отверстия должна быть максимально широкой и, по возможности, должна быть такой же, как и ширина паяльного диска. Таким образом, даже конденсаторы в корпусе 0402 могут быть использованы для отвода шириной 20 мм.