¿Por qué no la disociación/condensadores de bypass necesidad de resistencias para realizar su función, como los filtros?

Question

¿Por qué no la disociación/condensadores de bypass necesidad de resistencias para realizar su función, como los filtros?

Es a causa de la perdida de la resistencia de trazas de cobre es suficiente para el filtro, junto con el condensador, las frecuencias dirigidos por la disociación de las tapas?

Answer 1

Yo no pensaría en poner un condensador de desacople como un filtro en la manera que usted describe. Como un filtro RC como este, donde la fuente del ruido de la fuente de alimentación y su "desvinculación" de los condensadores están ayudando a filtrar que fuera antes de que llegue el chip.

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

No mantener un nivel de ruido de llegar a su chip como un poco de PI filtro puede ser, es ayudar a su chip de no hacer ruido :) tienes un chip y él va a tener dinámica actual de las demandas, que cambian a lo largo del tiempo. En otras palabras, como su chip hace su cosa es la potencia de tracción en diferentes frecuencias decir interruptor de sus transistores.

Ahora en un mundo ideal, usted acaba de tener un ideal de suministro de energía sin la impedancia entre ella y su chip. Su chip podría sacar el máximo de corriente, ya que quería en cualquiera que sea la frecuencia con la que deseaba y parte de mi trabajo sería mucho más fácil ;)

En verdad, no son parásitas de los componentes, particularmente inductancia parásita que va a limitar la cantidad de corriente que se puede tirar a una frecuencia en particular con un determinado caída de tensión. La impedancia de los parásitos inductores aumenta con la frecuencia, por lo que en algún momento usted no será capaz de tirar significativa cantidad de corriente. Su chip probablemente quiere estar en un rango decir 1.8 V +/- 0.5%, que ha sido diseñado y tiempo de espera agotado para la función en ese intervalo. Si usted no proporciona la baja impedancia de ruta para todas sus necesidades, usted puede terminar encima de una caída de la tensión fuera de ese rango, por ejemplo, que podría provocar un funcionamiento indeseado.

He aquí una bonita foto de una red de distribución de energía de Altera. Incluye el regulador de voltaje y la impedancia de la fuente, la disociación de las tapas, y algún paquete valores parásitos.

Si usted acaba de salir y diseñado una tabla con ninguna disociación gorras, entonces cada vez que usted necesita actual, tendrías que ir a través de muy alta impedancia de la conexión de su chip de todo el camino a través de la junta directiva y de vuelta para el regulador y esperemos que su masa de los condensadores. Que va a funcionar bien para los de baja frecuencia, pero a medida que el aumento de la frecuencia que inductancia parásita significa que la impedancia entre usted y la fuente de alimentación también se incrementará. Sabes a partir de la ley de ohm que si se mantiene el flujo de corriente constante, pero de elevar la resistencia (impedancia en nuestro caso), a continuación, la caída de voltaje en la impedancia también debe aumentar. Para combatir esto, y reducir la impedancia de la pdn hacemos uso de condensadores de desacoplamiento. En un PDN llamamos a esta tensión de ondulación, en el mundo real su chip dibuja la corriente en todos los diferentes frecuencias y esta corriente a través de la PDN es lo que hace que su baranda que el voltaje de rizado.

Como un ejemplo, echemos un vistazo a una frecuencia de decir 100MHz. Entonces digamos que usted no usa la disociación en todos y usted decidió sacar 1 Amp en 100MHz. Pero la impedancia de la fuente de alimentación a través de la inductancia de los aviones, y tal vez el grueso de tapas, el chip es de 1 Ohm en 100MHz. Eso significa que usted conseguirá una caída de voltaje de 1V a través de la impedancia. Si había una fuente de alimentación de partida en el 1,8 V y bajó a 0.8 V cuando el chip necesario, estaría en problemas.

Ahora piensa en el mismo escenario después de que hemos añadido un montón de disociación tapas, esto reduce la impedancia de la entrega de potencia de la red hasta decir 0.05 Ohms. Ahora, en la misma 1A dibujar sólo se ve una caída de tensión de 50mV que es mucho más tolerable número.

Usted puede ver en la imagen a continuación de los dos escenarios diferentes, desde una simple simulación spice de los de arriba. El verde es la impedancia de la junta de condensadores, y el azul es después de varios valor diferente condensadores de desacoplamiento se han añadido.

Se pone realmente feliz más complicada que la de aquí, no simplemente el dibujo actual a 100MHz, pero un rango de frecuencias, y que a menudo no saben lo que son desde el chip de proveedor. En lugar de diseñar para un rango de valores esperados. Altera tiene un bonito papel de explicar en algo más de detalle y hay un montón de libros en él.

Espero que ayude un poco, creo que se puede ver en la anterior que la adición de más de impedancia a sus condensadores iba a hacer menos efectivo (bueno, hay algunas discusiones acerca de la amortiguación...). En realidad, si usted ve que Altera la imagen de cerca podrás ver los parásitos inductores y resistencias que forman parte de cualquier mundo real condensador y su montaje. Las personas que diseñan de alta velocidad donde la disociación empieza a ser realmente importante gastar un montón de tiempo, minimizar aquellos en diseño, y escoger los componentes que tienen la menor parasitarias valores.

Answer 2

Usted es básicamente correcto. Poner un condensador de desacople es necesaria porque

• la traza de la fuente de alimentación para el consumo de chip se comporta como un inductor
• la fuente de energía en sí no es infinitamente rápido, más o menos se comporta como un ideal de la fuente de energía con una pequeña serie del inductor

el condensador de desacoplamiento(s) y la estas inductancias formulario de paso bajo / alto-filtro de bloque. O, para decirlo de otra manera, que estabilizar la tensión que el consumo de chip recibe.

Answer 3

No sólo trazas de cobre, todas las resistencias parásitas: impedancia de entrada de sumidero de corriente, impedancia de salida de la fuente y etc (depende de las frecuencias que están estudiando)

Answer 4

En realidad parecía un perfecto sistema de la resistencia en serie en sí mismo es cero. De modo que los voltajes de cc no son transferidos, mientras que ac voltajes son perfectos de transmisión sexual (como un corto circuito). No es como un filtro estándar donde se calcula una frecuencia, es más acerca de la desvinculación de su sistema de cc de la parte de la fuente. Y en condiciones normales de filtro de paso alto tiene el resistor de conexión a tierra no se resistencias en serie.

Esto no se usa para filtrar una cierta frecuencia, esto se utiliza para transmitir sólo la señal (ac). Por eso su llamado condensador de desacoplamiento.