Tại sao các tụ điện càng gần thiết bị càng tốt?

Chỉ cần một câu hỏi đơn giản: chính xác những gì đứng đằng sau nhu cầu đặt các tụ điện càng gần càng tốt với các chân của thiết bị tiêu thụ hiện tại? Có phải đó là độ tự cảm, điện trở hoặc có thể là trở kháng của rãnh hoặc dây PCB ảnh hưởng đến điện tích?

Có phải đó là điện cảm,

Đúng

Sức cản

Đúng

hoặc có thể trở kháng của rãnh PCB

Đúng

hoặc dây

Đúng

Có ảnh hưởng đến điện tích?

hmm .. nó ảnh hưởng đến dòng điện, không quá nhiều điện tích. Dòng điện từ tụ điện đến thiết bị tách rời phải đáp ứng càng ít "tắc nghẽn" càng tốt.

Các thiết bị có thể có dòng điện khởi động rất lớn khi chuyển đổi và không tách rời dòng điện xâm nhập này, cùng với điện trở / độ tự cảm của hệ thống dây có thể làm cho điện áp nguồn cung cấp giảm xuống dưới mức điện áp nguồn hoạt động tối thiểu. Nắp tách rời là có để ngăn chặn tình trạng này. Bằng cách giữ cho vòng lặp nhỏ, độ tự cảm thấp, điện trở thấp, tụ điện có thể cách ly dòng điện ra khỏi nguồn điện thực tế có dấu vết / đạo trình dài hơn nhiều và với trở kháng cao hơn đó.

Đây là một đặc điểm kỹ thuật của BS (giả sử bạn đang nói về bypass bypass cho một IC kỹ thuật số hiện đại). "Càng gần càng tốt" đơn giản là vô nghĩa. Ai định nghĩa "có thể"?

Tất cả chúng ta nên phản đối khi chúng ta thấy những thứ như thế trong biểu dữ liệu.

Những gì chúng ta cần phải xem là yêu cầu thực tế. Giống như trở kháng tối đa từ DC đến tần số tối đa - hoặc đại loại như thế (tôi đã viết về điều đó ở đây ).

Giả sử bạn đang sử dụng hai mặt phẳng năng lượng rắn kết hợp chặt chẽ (mà cho đến nay là cách dễ nhất để phân phối điện ổn định trên PCB cho các bộ phận kỹ thuật số hiện đại), khoảng cách không thực sự quan trọng trong trường hợp điển hình.

Ngạc nhiên? Đây thực sự là tin cũ. Tài liệu tốt 20 năm trước hoặc lâu hơn.

Nhìn vào cặp mặt phẳng công suất được kết hợp chặt chẽ như một đường truyền rất rộng (trở kháng rất thấp). Hãy nhớ một tụ điện rời có tần số cộng hưởng khoảng 100 MHz hoặc ít hơn.

Nếu bạn nhớ lại công thức chuyển từ băng thông sang thời gian tăng: BW = 0,35 / t_r thì rõ ràng là một tụ điện rời rạc sẽ có "thời gian tăng" theo thứ tự 3,5ns trở lên. Điều đó tương ứng với hơn 50 cm trên một bảng. Hầu hết các bảng có kích thước hoặc nhỏ hơn, vì vậy bất cứ nơi nào trên bảng sẽ ổn.

Độ tự cảm của các mặt phẳng gần như bằng 0 so với độ tự cảm của tụ điện và giá đỡ của nó.

Điện trở của mặt phẳng Cu cũng rất thấp, nhưng một điều bạn phải xem xét không chỉ đối với đường vòng, mà còn ở DC nếu bạn sử dụng các bộ phận điện áp rất thấp (ví dụ 1.2V) với mức tiêu thụ điện năng rất cao (10A như một thí dụ).

Vui lòng chi tiết câu hỏi của bạn, nếu bạn không cảm thấy tôi bao quát câu trả lời bạn đang tìm kiếm? Tôi có thể nói về điều này trong nhiều giờ. Nhưng điểm mấu chốt là:

Khoảng cách KHÔNG quan trọng trong trường hợp điển hình.

Điều đáng nói là trong một số trường hợp, dòng điện được gỡ xuống theo dõi PCB tương đối dài có thể khiến các chip "khác" bị nhiễu, tức là chip chính có sự đột biến lớn vẫn có thể ổn với nắp ở một khoảng cách nào đó, nhưng (có thể khác nhạy hơn) mạch trên cùng một đường dây điện có thể không.

Phát xạ bức xạ và được tiến hành cũng có thể là một vấn đề khi tụ điện không được đặt càng gần càng tốt với thiết bị đang tăng đột biến hiện tại.

Ngoài ra còn có một nhược điểm nhỏ / hiếm hơn và xảy ra (ví dụ), trên các bộ điều chỉnh điện áp khi "đồng" cho chip có độ tự cảm khá đáng kể. Trong các tình huống bật nguồn, cuộn cảm dòng và tụ rất cục bộ có thể tạo thành mạch điều chỉnh cộng hưởng và, điện áp trên tụ có thể, trong một thời gian ngắn, tăng cao hơn mức điện áp tối đa của thiết bị (mặc dù mức điện áp cho ăn bình thường là hoàn toàn chấp nhận được). Điều này phần nào có thể được giảm bớt bằng cách không có tụ điện quá gần hoặc có điện dung phân tán có thể tạo ra đỉnh cộng hưởng chính. Thật hiếm khi tôi nói.