Tại sao các tụ tách rời / bỏ qua cần các điện trở để thực hiện chức năng của chúng, như các bộ lọc thông thường?
Có phải bởi vì điện trở đi lạc của dấu vết đồng là đủ để lọc, cùng với tụ điện, tần số được nhắm mục tiêu bằng cách tách mũ?
Câu trả lời:
Tôi sẽ không nghĩ về một tụ điện tách rời như một bộ lọc theo cách bạn mô tả. Giống như bộ lọc RC như thế này, trong đó nguồn gây ra tiếng ồn là nguồn cung cấp năng lượng và tụ điện "tách rời" của bạn đang giúp lọc bộ lọc đó trước khi nó đến chip của bạn.
mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab
Nó không ngăn tiếng ồn vào chip của bạn như một bộ lọc PI nhỏ, điều đó giúp chip của bạn không gây ra tiếng ồn :) Bạn có một con chip và anh ấy sẽ có những nhu cầu hiện tại năng động đang thay đổi theo thời gian. Nói cách khác, khi chip của bạn thực hiện công việc của nó, nó kéo công suất ở các tần số khác nhau để nói chuyển đổi bóng bán dẫn của nó.
Bây giờ trong một thế giới lý tưởng, bạn chỉ cần có một nguồn cung cấp năng lượng lý tưởng mà không có trở kháng giữa nó và chip của bạn. Con chip của bạn có thể thu được nhiều dòng điện như nó muốn ở bất kỳ tần số nào nó muốn và một phần công việc của tôi sẽ trở nên dễ dàng hơn nhiều;)
Trong thực tế có các thành phần ký sinh, đặc biệt là điện cảm ký sinh sẽ giới hạn dòng điện bạn có thể kéo ở một tần số cụ thể với sự sụt giảm điện áp nhất định. Trở kháng của các cuộn cảm ký sinh đó tăng theo tần số, vì vậy tại một số điểm bạn sẽ không thể kéo được bất kỳ dòng điện có ý nghĩa nào. Con chip của bạn có thể muốn ở một số phạm vi, nói 1,8V +/- 0,5%, nó được thiết kế và hết thời gian để hoạt động trong phạm vi đó. Nếu bạn không cung cấp đường dẫn trở kháng thấp thích hợp cho tất cả các nhu cầu của mình, thì cuối cùng bạn có thể giảm điện áp ra khỏi phạm vi đó, điều này có thể dẫn đến hoạt động không mong muốn.
Đây là một hình ảnh đẹp về một mạng lưới phân phối điện từ Altera. Nó bao gồm bộ điều chỉnh điện áp và trở kháng nguồn, mũ tách rời và một số ký sinh trùng gói. 
Nếu bạn vừa mới ra ngoài và thiết kế một bảng không có nắp tách rời, thì mỗi khi bạn cần hiện tại, bạn phải trải qua kết nối trở kháng rất cao đó từ con chip của mình trên khắp bảng và quay lại bộ điều chỉnh và hy vọng số lượng lớn của nó tụ điện. Điều đó sẽ hoạt động tốt với tần số thấp, nhưng khi tần số của bạn tăng thì độ tự cảm ký sinh có nghĩa là trở kháng giữa bạn và nguồn điện của bạn cũng sẽ tăng. Bạn biết từ định luật ohms rằng nếu bạn giữ dòng điện không đổi, nhưng tăng điện trở (trở kháng trong trường hợp của chúng tôi) thì điện áp rơi trên trở kháng đó cũng phải tăng. Để chống lại điều này, và làm giảm trở kháng của pdn, chúng tôi sử dụng các tụ tách rời. Trong một PDN, chúng tôi gọi đây là gợn điện áp,
Ví dụ, hãy nhìn vào một tần số 100 MHz. Sau đó, giả sử bạn hoàn toàn không sử dụng việc tách rời và bạn đã quyết định rút ra 1 Ampe ở 100 MHz. Nhưng trở kháng từ việc cung cấp năng lượng thông qua độ tự cảm của các mặt phẳng, và có thể là các nắp số lượng lớn, cho chip là 1 Ohm ở 100 MHz. Điều đó có nghĩa là bạn sẽ giảm điện áp 1V qua trở kháng đó. Nếu bạn có nguồn điện bắt đầu từ 1,8V và giảm xuống 0,8V khi chip của bạn cần, bạn sẽ gặp rắc rối.
Bây giờ hãy nghĩ về kịch bản tương tự sau khi chúng tôi đã thêm một loạt các nắp tách rời, điều này làm giảm trở kháng của mạng phân phối điện xuống còn 0,05 Ohms. Bây giờ với bản vẽ 1A đó, bạn chỉ thấy điện áp giảm 50mV là con số dễ chịu hơn nhiều.
Bạn có thể thấy trong hình bên dưới hai kịch bản khác nhau từ một mô phỏng gia vị đơn giản ở trên. Màu xanh lá cây là trở kháng cho bảng không có tụ điện, và màu xanh là sau khi một số tụ tách rời giá trị khác nhau đã được thêm vào.
Nó thực sự trở nên phức tạp hơn so với từ đây, bạn không chỉ đơn giản là vẽ dòng điện ở 100 MHz mà là một dải tần số và bạn thường không biết chúng là gì từ nhà cung cấp chip. Thay vào đó bạn thiết kế cho một loạt các giá trị mong đợi. Altera có một bài báo hay giải thích chi tiết hơn và có rất nhiều sách về nó.
Hy vọng rằng điều đó sẽ giúp ích phần nào, tôi nghĩ bạn có thể thấy từ phía trên rằng việc thêm nhiều trở kháng vào tụ điện của bạn sẽ làm cho chúng kém hiệu quả hơn (cũng có một số tranh cãi về việc giảm xóc ...). Trong thực tế nếu bạn nhìn vào bức tranh Altera đó một cách chặt chẽ, bạn sẽ thấy các cuộn cảm và điện trở ký sinh là một phần của bất kỳ tụ điện trong thế giới thực và sự gắn kết của nó. Những người thiết kế bảng tốc độ cao trong đó việc tách rời bắt đầu thực sự quan trọng dành nhiều thời gian để giảm thiểu những thứ trong bố cục và chọn các thành phần có giá trị ký sinh thấp nhất.
Bạn cơ bản là chính xác. Một tụ điện tách rời là cần thiết bởi vì
(các) capcitor tách rời và các cuộn cảm này tạo thành bộ lọc thông thấp / khối cao. Hoặc để đặt nó theo một cách khác, họ ổn định điện áp mà chip tiêu thụ nhận được.
Trên thực tế nhìn vào một hệ thống hoàn hảo, chính điện trở sê-ri bằng không. Vì vậy, điện áp dc không được truyền trong khi điện áp xoay chiều được truyền hoàn hảo (như ngắn mạch). Nó không giống như một bộ lọc tiêu chuẩn nơi bạn tính toán tần số, nó liên quan nhiều hơn đến việc tách hệ thống của bạn khỏi phần dc của nguồn. Và trong bộ lọc thông cao thông thường, bạn có điện trở kết nối với mặt đất không phải là điện trở nối tiếp.
Điều này không được sử dụng để lọc một tần số nhất định, điều này được sử dụng để chỉ truyền tín hiệu (phần ac). Đó là lý do tại sao nó được gọi là tụ tách rời.