¿Qué condensador de desacoplamiento elegir para circuitos electro-ópticos?

Question

Antecedentes:

Mi aplicación es un diseño típico electro óptico donde el pulso eléctrico analógico de un fotodiodo es digitalizado, Ancho de pulso = 10 ns, tasa de repetición de pulso = 20 µS

mi conversión de pulso analógico a digital es como se indica a continuación, con una ganancia de 1K a través de TIA e inversión de pulso usando un amplificador limitador y conversión digital a través de un comparador de alta velocidad

Conversión I-V > amplificador limitador > Comparador de alta velocidad

como estoy trabajando con un pulso de tiempo de subida de 2 ns, mi ancho de banda de operación sería <200MHz

Declaración del problema

cuando he leído la pregunta y respuestas anteriores, he visto que la gente sugiere utilizar un condensador cerámico de 0.1uF, 0.01uF cerca de los pines de suministro de energía

estoy confundido sobre qué condensador elegir exactamente para circuitos de alta frecuencia que trabajan alrededor de 200MHz

para confundirme más, he visto una nota de aplicación que dice que la idea de elegir 0.1uF es antigua para circuitos de alta frecuencia

cuando dicen altas frecuencias, ¿realmente se refieren a > 1Ghz?

¿realmente tengo que preocuparme? o para mis 200MHz ¿puedo elegir el 0.1uF y 0.01uF en paralelo y proceder?

Answer 1

Puedes ver las hojas de datos de 100 condensadores cerámicos de 0.1 uF de tamaño 0402, y la curva de impedancia vs frecuencia se verá principalmente así:

La frecuencia de resonancia estará en algún lugar entre 20 y 50 MHz.

Si miras un condensador de 0.01 uF, también de tamaño 0402, la parte capacitiva de la curva (la parte descendente) se elevará en una década, pero la parte inductiva de la curva (la parte ascendente) será casi igual que la parte de 0.1 uF. Solo habrá un rango de frecuencias muy pequeño donde la parte de 0.01 uF proporcione una impedancia más baja que la parte de 0.1 uF.

Puedes pensar que puedes mejorar intentando un condensador de tamaño 0201 o 01005. Y las hojas de datos mostrarán una frecuencia de resonancia ligeramente más alta. Pero recuerda que estas curvas ignoran la inductancia en serie añadida por las trazas en la placa donde montas la parte. Realísticamente, esa inductancia en serie se convertirá en la inductancia limitante al utilizar partes más pequeñas, no obtendrás mucha mejora en la frecuencia de resonancia real de la parte montada en el circuito.

Entonces, ¿qué puedes hacer?

Utiliza un condensador de 0.1 uF de tamaño 0402, coloca uno lo más cerca posible de cada pin de suministro de energía en tu IC. Y espera que el diseñador del IC haya proporcionado suficiente capacitancia de derivación en el chip para hacer frente a frecuencias superiores a 200 MHz.