Thông tin PCB - Giới thiệu sự áp dụng các tụ điện thiết kế khuếch đại bảng mạch PCB

Tên tiếng Trung của là các bảng mạch PCB vì nó được tạo ra bằng cách in điện tử nên được gọi là bảng mạch "in". Công việc phát triển bảng PCB của đất nước tôi bắt đầu vào năm 1956, và từ năm 1963 đến năm 1978, nó dần dần mở rộng để hình thành ngành công nghiệp bảng PCB. Hơn 20 năm sau khi cải cách và mở cửa, do sự ra đời của công nghệ và thiết bị tiên tiến của nước ngoài, ván một mặt, hai mặt và nhiều lớp đã có sự phát triển nhanh chóng, ngành công nghiệp ván PCB trong nước cũng dần phát triển từ nhỏ. lớn. Năm 2002, nó trở thành nhà sản xuất bảng mạch PCB lớn thứ ba. Năm 2003, giá trị sản lượng và lượng xuất nhập khẩu bảng mạch PCB vượt 6 tỷ đô la Mỹ, trở thành nhà sản xuất bảng PCB lớn thứ hai trên thế giới. ngành công nghiệp bảng PCB của đất nước tôi đã duy trì tốc độ tăng trưởng nhanh chóng khoảng 20% trong những năm gần đây và dự kiến sẽ vượt qua Nhật Bản vào khoảng năm 2010, trở thành một quốc gia có giá trị sản lượng bảng PCB tích cực và phát triển công nghệ. Điện dung (hay điện dung) là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng giữ điện tích của tụ điện. Điện lượng cần dùng để tăng hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện thêm 1 vôn gọi là điện dung của tụ điện. Về mặt vật lý, tụ điện là phương tiện lưu trữ điện tích tĩnh (giống như một cái xô, bạn có thể nạp điện tích vào đó, trong trường hợp không có vòng phóng điện thì rõ ràng hơn là loại bỏ hiện tượng rò rỉ điện môi và hiệu ứng tự phóng điện / tích điện). tụ điện, có thể có điện tích, đó là đặc điểm của nó), nó có rất nhiều công dụng và nó là một linh kiện điện tử không thể thiếu trong lĩnh vực điện tử. Chủ yếu được sử dụng trong lọc nguồn điện, lọc tín hiệu, ghép tín hiệu, cộng hưởng, chặn DC và các mạch khác.

1. Phân loại tụ điện
Tụ điện được phân loại theo ứng dụng trong thiết kế mạch và tụ điện có thể được chia thành bốn loại:
1) Tụ ghép AC. Chủ yếu được sử dụng để ghép nối AC của tín hiệu Ghz.
2) Tách tụ điện. Chủ yếu được sử dụng để tránh nhiễu từ nguồn điện hoặc mặt đất của bảng mạch tốc độ cao.
3) Tụ điện được sử dụng trong mạng lọc tần số hoặc lọc RC tích cực hoặc thụ động.
4) Tụ điện được sử dụng trong bộ tích hợp tương tự và mạch lấy mẫu và giữ.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ chủ yếu thảo luận về loại tụ điện tách rời thứ hai. Tụ điện được phân loại theo nguyên liệu và quy trình sản xuất, chủ yếu ở các dạng khác nhau sau:
1.1 Tụ gốm NPO
1.2 Tụ gốm polystyrene
1.3 Tụ điện polypropylene
1.4 Tụ điện PTFE
Tụ điện 1.5 MOS
1.6 Tụ điện Polycarbonate
1.7 Tụ điện Mylar
1.8 Tụ gốm nguyên khối
1.9 Tụ điện mica
1.10 Tụ điện nhôm
1.11 Tụ điện Tantali

2. Mô hình cụ thể và các thông số phân bố của điện dung
Để áp dụng tụ điện một cách chính xác và hợp lý, đương nhiên cần phải hiểu mô hình cụ thể của tụ điện và ý nghĩa và chức năng cụ thể của từng tham số phân phối trong mô hình. Giống như các thành phần khác, tụ điện thực tế khác với tụ điện "lý tưởng". Tụ điện "thực" có thêm các đặc tính về điện cảm và điện trở do bao bì, vật liệu, ... và phải dùng thêm "ký sinh". Được đặc trưng bởi các thuộc tính "thành phần hoặc" không lý tưởng "ở dạng phần tử điện trở và cảm ứng, đặc tính bộ nhớ phi tuyến và điện môi. Từ sơ đồ trên, chúng ta có thể thấy rằng tụ điện thực tế nên bao gồm sáu phần. Ngoài tụ điện C riêng của nó. , có các thành phần sau:
2.1 Điện trở nối tiếp tương đương ESR RESR: Điện trở nối tiếp tương đương của tụ điện bao gồm điện trở chân của tụ điện và điện trở tương đương của hai bản tụ điện mắc nối tiếp. RESR làm cho tụ điện tiêu tán năng lượng (và do đó mất mát) khi có dòng điện xoay chiều lớn chạy qua tụ điện. Điều này có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng đối với các mạch RF và các tụ điện tách nguồn mang dòng gợn sóng cao. Tuy nhiên, nó sẽ không có tác động lớn đến các mạch tương tự tín hiệu nhỏ, trở kháng cao chính xác. Tụ của RESR là tụ mica và tụ film.
2.2 Độ tự cảm nối tiếp tương đương ESL, LESL: Độ tự cảm nối tiếp tương đương của tụ điện bao gồm độ tự cảm trên chân của tụ điện và độ tự cảm tương đương của hai bản tụ điện mắc nối tiếp. Giống như RESR, LESL có thể gặp vấn đề nghiêm trọng với hoạt động của RF hoặc tần số cao, mặc dù bản thân các mạch chính xác hoạt động tốt ở tần số DC hoặc tần số thấp. Lý do cho điều này là các bóng bán dẫn được sử dụng trong các mạch tương tự chính xác có độ lợi ở tần số chuyển tiếp kéo dài đến hàng trăm megahertz hoặc gigahertz, và có thể khuếch đại tín hiệu cộng hưởng với giá trị điện cảm rất thấp.
2.3 Điện trở song song tương đương EPR RL: Đây là cái mà chúng ta thường gọi là khả năng chống rò rỉ của tụ điện và RL là một yếu tố quan trọng trong các ứng dụng ghép nối AC, các ứng dụng lưu trữ như tích hợp tương tự và lấy mẫu và giữ, và khi tụ điện được sử dụng ở mức cao các mạch trở kháng. tham số, điện tích trong một tụ điện lý tưởng chỉ nên thay đổi theo dòng điện bên ngoài. Tuy nhiên, RL trong một tụ điện thực khiến điện tích rò rỉ từ từ với tốc độ được xác định bởi hằng số thời gian RC.
2.4 Hai thông số RDA và CDA cũng là thông số phân bố của điện dung nhưng ảnh hưởng tương đối nhỏ trong ứng dụng thực tế nên sẽ không giới thiệu ở đây. Do đó, có ba thông số phân phối quan trọng của điện dung: ESR, ESL và EPR. Những thứ quan trọng nhất là ESR và ESL. Trong thực tế, khi phân tích mô hình điện dung, chỉ RLC nói chung được sử dụng để đơn giản hóa mô hình.
2.5 Bây giờ, trên cơ sở giới thiệu mô hình chi tiết, chúng tôi nói về hai loại tụ điện thường được sử dụng trong thiết kế của chúng tôi.
2.6 Tụ điện (như tụ tantali và tụ điện nhôm) có dung lượng lớn. Do điện trở cách ly của chúng thấp, EPR điện trở song song tương đương là rất nhỏ, do đó dòng điện rò rỉ là rất lớn (giá trị điển hình là 5 ~ 20nA / μF), vì vậy nó không thích hợp để lưu trữ và ghép nối. Tụ điện phù hợp hơn với việc bỏ qua tụ của bộ nguồn để cung cấp điện ổn định.
2.7 Tụ gốm nguyên khối thích hợp hơn để tách tụ trong mạch tần số cao, vì chúng có điện cảm nối tiếp tương đương rất thấp, nghĩa là ESL của điện cảm nối tiếp tương đương nhỏ và chúng có dải tần tách rộng. Điều này liên quan rất nhiều đến thành phần cấu trúc của anh ấy. Tụ gốm nguyên khối được cấu tạo bởi các màng kim loại và màng gốm nhiều lớp xen kẽ, các màng nhiều lớp này được sắp xếp song song với các thanh cái thay vì được quấn nối tiếp. của.
2.8 Tuần này, chúng ta đã nói về mô hình tương đương chi tiết của tụ điện. Tôi tin rằng mọi người nên có hiểu biết sâu sắc về tụ điện bây giờ. Chúng ta sẽ tiếp tục nói chuyện vào tuần sau. Chúng tôi thực sự sẽ phân tích mô hình tương đương đơn giản của tụ điện thường được sử dụng trong các ứng dụng, và nguồn gốc và ý nghĩa của đường cong trở kháng.

3. Mô hình đơn giản của đường cong điện dung và trở kháng
Để thuận tiện cho việc phân tích, mô hình RLC bao gồm điện trở tương đương mắc nối tiếp ESR, điện cảm tương đương mắc nối tiếp ESL và điện dung thường được sử dụng trong phân tích thực tế. RLC (Radio Link Control) là một giao thức lớp điều khiển liên kết vô tuyến trong các hệ thống truyền thông không dây như GPRS / WCDMA / TD-SCDMA / LTE. Trong hệ thống WCDMA, lớp RLC nằm phía trên lớp MAC và là một phần của L2, cung cấp các dịch vụ phân đoạn và truyền lại cho người dùng và dữ liệu điều khiển. Mỗi thực thể RLC được cấu hình bởi RRC và có ba chế độ tùy theo loại dịch vụ: Chế độ minh bạch (TM), Chế độ không được xác nhận (UM), Chế độ được xác nhận (AM). Trong mặt phẳng điều khiển, dịch vụ được cung cấp bởi RLC cho lớp trên là người mang tín hiệu vô tuyến (SRB); trong bình diện người dùng, khi các giao thức PDCP và BMC không được dịch vụ sử dụng, RLC cung cấp sóng mang vô tuyến (RB) cho lớp trên; nếu không, dịch vụ RB được cung cấp bởi người mang PDCP hoặc BMC. Tiêu chí lựa chọn tụ điện của chúng tôi là: 1. Tụ điện có ESR thấp nhất có thể. 2. Giá trị tần số cộng hưởng của tụ điện càng cao càng tốt trên bảng mạch PCB.