Tại sao quá nhiều tụ điện song song cho mạng lưới cung cấp Vdd? Chúng ta không thể thêm tất cả để thay thế bằng một tụ điện lớn?

Dưới đây là sơ đồ của IC và bộ lọc điều chỉnh công suất của bo mạch Basys-2. Nó chỉ là một ví dụ nhưng điều này khá giống với nhiều thiết kế tôi đã thấy.

Tại sao có rất nhiều tụ điện được thêm song song chứ không chỉ là một tụ điện lớn? Ai đó có thể cho tôi những ưu và nhược điểm của việc thêm nhiều tụ điện song song thay vì một tụ điện lớn cho mỗi mạng cung cấp không?

Các nắp được đặt gần với mỗi IC kỹ thuật số, hoặc một bộ nhỏ các IC như vậy, để hoạt động như các bể chứa cục bộ để giải quyết nhu cầu hiện tại đang dao động nhanh chóng của các IC đó. Điều này ngăn những dòng điện dao động nhanh đó gây ra điện áp dao động trên dây cung cấp dài hơn (dấu vết PCB) và có thể làm gián đoạn các chip khác được kết nối với các dây cung cấp đó.

Trong một số trường hợp, bạn cũng sẽ thấy một nắp lớn song song với một nắp nhỏ ngay bên cạnh. Nắp lớn cung cấp một bể chứa lớn, nhưng có điện trở trong đáng kể, do đó không đáp ứng nhanh như nắp nhỏ. Vì vậy, hai nắp có thể đáp ứng nhanh chóng và cung cấp một hồ chứa lớn.

Các tụ điện thực có cả một số điện trở trong và điện cảm nối tiếp với điện dung "lý tưởng" của chúng. Các hiệu ứng lớn hơn với các tụ điện có giá trị lớn hơn, và thay đổi theo vật liệu và cấu trúc tụ điện. Đối với các cuộc thảo luận hiện tại, cả hai đặc điểm không lý tưởng này hoạt động để làm chậm tốc độ mà tụ điện có thể đáp ứng.

Một cuộc thảo luận tốt có thể được tìm thấy ở đây: http://www.analog.com/l Library / anandialogue / annlahoma / 21.html

Một bài viết bổ sung về cách bố trí bảng cho kỹ thuật số tốc độ cao: http://www.ti.com/lit/an/scaa082/scaa082.pdf

Những nắp này được sử dụng như tụ điện "tách". Mặc dù chúng trông giống như tất cả chúng nằm cạnh nhau, chúng sẽ được đặt (thường theo cặp) trên bảng mạch bên cạnh các chân nguồn của IC kỹ thuật số.

Không giống như mạch tương tự, một mạch kỹ thuật số sử dụng năng lượng trong các vụ nổ ngắn, nhanh. Tất cả các dấu vết hoặc dây dẫn đều có một số điện cảm, ngăn dòng điện thay đổi nhanh như IC cần. Điều này gây ra hai vấn đề: Điện áp dao động ở chân đầu vào và dòng điện thay đổi nhanh chóng làm cho các dấu vết phát ra nhiễu điện.

Một tụ điện tách rời cung cấp hai chức năng chính:

1. Chức năng đầu tiên là ngăn chặn hai vấn đề này. Nó hoạt động như một bộ đệm công suất nhỏ ngay tại IC và có thể cung cấp dòng điện dao động nhanh cần thiết. Vì chúng được đặt ngay bên cạnh IC, không có dấu vết dài để hoạt động như máy tạo tiếng ồn.

2. Chức năng thứ hai là hoạt động như một bộ lọc, làm giảm tiếng ồn nhìn từ bên ngoài chip. Đây là nơi mà nhiều giá trị của tụ điện phát huy tác dụng. Các tụ điện có một số điện cảm ký sinh nhỏ, cũng. Mỗi tụ điện bạn thêm sẽ tạo ra một bộ lọc LC. Mỗi giá trị tụ điện khác nhau, kết hợp với độ tự cảm ký sinh, lọc một dải tần số khác nhau. Người ta thường thấy 100pF bên cạnh nắp 0,1uF ở mỗi chân nguồn. Sự kết hợp này có một băng thông lọc thuận lợi.

Vì vậy, mặc dù bạn có thể sử dụng một tụ điện lớn để phù hợp với điện dung danh nghĩa của xe buýt, bạn sẽ mất các lợi ích tách rời.

Công nghệ này bao gồm một dải tần số rộng ở dải tần từ 500KHz đến 500 MHz. Vì vậy, để giữ phẳng trở kháng cung cấp điện từ msec đến nsec, một sự kết hợp song song của các tụ điện có giá trị khác nhau trong một hỗn hợp thích hợp được sử dụng. Giá trị này không quá quan trọng và thường nằm trong khoảng 0,001μF đến 4,7μF, nhưng sự kết hợp của các giá trị giúp giữ cho trở kháng thấp và tránh các xung đột cộng hưởng (ví dụ giá trị mỗi thập kỷ) Các tụ điện tần số thấp (ví dụ: tụ điện tần số thấp) với ESR cao hơn) và chúng có hiệu suất tốt trong dải tần số rộng hơn, do đó không cần bất kỳ sự kết hợp nào. Các giá trị tiêu biểu là từ 470μF đến 1000μF.

Vì vậy, thông thường sẽ thấy có tới 50 tụ điện trong dấu chân của một đồ họa hoặc xung quanh, như 1x680μF, 7x2.2μF, 13x0.47μF và 26x0.047μF

Để đọc thêm tôi có thể giới thiệu cái này