Neden kapasitörlerin cihaza mümkün olduğunca yakın olması gerekir?

Sadece basit bir soru: kapasitörleri akım tüketen cihazın pinlerine mümkün olduğunca yakın yerleştirme ihtiyacının tam olarak arkasında ne var? Elektrik yükünü etkileyen PCB izinin veya telinin endüktansı, direnci veya empedansı mı?

Endüktans bu mu,

Evet

direnç

Evet

veya PCB izinin empedansı

Evet

veya tel

Evet

elektrik yükünü etkileyen nedir?

hmm .. elektrik akımını etkiler, yükü çok fazla etkilemez. Kondansatörden ayrıştırılmış cihaza kadar olan akım mümkün olduğunca az "engel" ile karşılanmalıdır.

Cihazlar, bu ani akımın değiştirilmesinde ve ayrılmadan büyük ani akımlara sahip olabilir, kabloların direnci / endüktansı ile birlikte, güç kaynağı voltajının minimum çalışma güç kaynağı voltajının altına düşmesine neden olabilir. Ayırma kapağı bu durumu önlemek için vardır. Döngüyü küçük, düşük endüktanslı, düşük dirençli tutarak kapasitör, ani akımı çok daha uzun izlere / elektrotlara ve daha yüksek empedansa sahip gerçek güç kaynağından izole edebilir.

Bu bir BS spesifikasyonudur (modern bir dijital IC için bypass kapaklarından bahsettiğinizi varsayarsak). "Mümkün olduğunca yakın" saçmalıktır. "Mümkün" olanı kim tanımlar?

Bir veri sayfasında böyle şeyler gördüğümüzde hepimizi protesto etmeliyiz.

Görmemiz gereken gerçek gereklilikler. DC'den maksimum frekansa maksimum empedans gibi - ya da bunun gibi bir şey (Bunu burada yazdım ).

İki yakından bağlı katı güç düzlemi kullandığınızı varsayarsak (modern dijital parçalar için bir PCB'de iyi güç dağıtımı yapmanın en kolay yolu budur), mesafe tipik durumda gerçekten önemli değildir.

Sürpriz? Bu aslında eski bir haber. 20 yıl önce iyi belgelenmiş.

Yakından birleştirilmiş güç düzlemi çiftine çok geniş bir iletim hattı (çok düşük empedans) olarak bakın. Ayrık bir kapasitörün rezonans frekansının 100MHz veya daha az olduğunu unutmayın.

Bant genişliğinden yükselme süresine gitmek için formülü hatırlarsanız: BW = 0.35 / t_r Ayrı bir kapasitörün 3.5ns veya daha yüksek bir sırada "yükselme süresi" olacağı açıktır. Bu, bir tahtada 50 cm'den fazladır. Çoğu pano bu boyutta veya daha küçüktür, bu yüzden tahtadaki hemen hemen her yerde iyi olur.

Düzlemlerin endüktansı, kapasitörün endüktansı ve montajına kıyasla neredeyse sıfırdır.

Katı bir Cu düzleminin direnci de çok düşüktür, ancak sadece bypass için değil, aynı zamanda DC'de de çok yüksek güç tüketimi (10A olarak çok düşük voltajlı parçalar (örnek olarak 1.2V)) kullanıyorsanız dikkate almanız gereken bir şey misal).

Sorunuzu ayrıntılandırmaktan çekinmeyin, aradığınız cevabı kapsadığımı hissetmiyorsanız? Bunun hakkında saatlerce konuşabilirim. Ama sonuçta:

Mesafe tipik durumda önemli DEĞİLDİR .

Bazı durumlarda, nispeten uzun bir PCB izinden çekilen akımın "diğer" yongaların parazit almasına neden olabileceğini belirtmek gerekir, yani büyük dalgalanmaları çeken ana yonga bir mesafede bir kapakla hala iyi olabilir, ancak (muhtemelen daha hassas) devreler aynı güç hatlarında olmayabilir.

Yayılan ve iletilen emisyonlar, bir kondansatör akım dalgalanmalarını alan cihaza mümkün olduğunca yakın yerleştirilmediğinde de sorun olabilir.

Ayrıca küçük / daha nadir bir alt taraf vardır ve (örnek olarak), çipin "bakır" beslemesi oldukça önemli bir endüktansa sahip olduğunda voltaj regülatörlerinde meydana gelir. Güçlendirme durumlarında, hat endüktansı ve çok lokal kapasitör bir rezonans ayarlı devre oluşturabilir ve kapasitör üzerindeki voltaj kısa bir süre için cihazın maksimum voltaj değerinin çok üzerine çıkabilir ( normal besleme gerilimi seviyeleri mükemmel kabul edilebilir). Bu, kapasitörün bu kadar yakın olmaması veya rezonansın ana zirvesini bozabilecek dağıtılmış bir kapasitansa sahip olmasıyla hafifletilebilir. Dediğim gibi nadirdir.