Omitir tapas en la placa RF: ¿por qué hay tres tapas de diferentes tamaños en paralelo?

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Eche un vistazo a esta placa de evaluación para un amplificador de RF de ganancia variable ( hoja de datos ): Todas las líneas de CC tienen tapas en paralelo, cada una de un tamaño diferente

J5-J10 están diseñados para conectarse a la alimentación de CC (con la excepción de J6, que es un voltaje de control analógico de CC). Todas estas líneas tienen tres condensadores en paralelo. Tome la traza conectada a J10, por ejemplo. En su camino desde J10 al pin en el chip, pasa por estos tres condensadores:

  • Un condensador de 2.2 µF en un paquete grande (llamado "CASO A" en la hoja de datos)
  • Un condensador de 1000 pF en un paquete 0603
  • Un condensador de 100 pF en un paquete 0402

¿Por qué se usan tres tapas paralelas en lugar de una tapa de 3.3 µF? ¿Por qué todos tienen un tamaño de paquete diferente? ¿Es importante el orden (es decir, es importante que los condensadores de menor valor estén más cerca del chip?

Mahkoe
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Respuestas:

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Dado un tipo dielétrico, cuanto más pequeño sea el capacitor, típicamente tendrá menos inductancia parásita (mejor respuesta a frecuencias más altas), pero también menos capacitancia. Puede mezclar tamaños, valores y tipos de condensadores para lograr una respuesta requerida que sea más amplia que la que puede proporcionar una sola. No se trata solo del valor de capacitancia.

Estas imágenes lo resumen bastante bien:

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De " EEVblog # 859 - Bypass Capacitor Tutorial ".

Y

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De " Intersil - Elección y uso de condensadores de derivación - AN1325 "

ingrese la descripción de la imagen aquí

De " TI - Directrices de diseño de alta velocidad "

Wesley Lee
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Dave está realmente feliz de que hayas respondido esta pregunta. Yo también
Mahkoe
Lo publiqué como un comentario, pero realmente tuve que agregarlo como respuesta para usar ese marco. : D
Wesley Lee
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¿Los condensadores del último gráfico ("Figura 11") tienen realmente una impedancia mínima de menos 2 ohmios ?!
Fritz
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@Fritz, dado que la gráfica tiene la forma de una gráfica estándar de log-log, puede ser que el eje Y esté mal etiquetado. Supongo que NO es "Impedancia [Ohm]", sino dB.
Brock Adams
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Cada uno de esos condensadores tiene un ESL / ESR más bajo a una frecuencia diferente. En una aplicación estándar, uno elegiría un condensador para tener el ESL / ESR más bajo a la frecuencia de las fluctuaciones esperadas de la línea de alimentación. Sin embargo, en sistemas donde hay un rango de frecuencias en el que la línea de alimentación podría fluctuar, el diseñador puede optar por múltiples condensadores para "cubrir" los diferentes rangos de frecuencia. Es solo una forma de minimizar el ESL / ESR de los condensadores de derivación en una amplia gama de frecuencias, maximizando así su efectividad.

DerStrom8
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¿Significa esto que el orden de las tapas en el camino al chip desde la fuente DC no es importante?
Mahkoe
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Es muy importante, desea mantener los más pequeños lo más cerca posible del IC alimentado. No tiene sentido elegir un límite bajo de ESL si agrega inductancia de nuevo con trazas. No solo la distancia, sino el diseño también es muy importante.
Wesley Lee
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Wesley está en lo correcto, las tapas más pequeñas definitivamente deben ubicarse más cerca del dispositivo, ya que son más susceptibles a cambios mínimos en la inductancia adicional debido a las trazas. Todos los condensadores deben montarse lo más cerca posible de los pines de alimentación de IC. También asegúrese de que las trazas de energía estén conectadas de tal manera que primero "golpeen" los condensadores, antes de ir al CI. Esto significa que no solo debe tener, por ejemplo, una vía a un plano de alimentación interno que se conecta a los condensadores, y otra vía que conecta el plano directamente al panel de circuitos integrados. Esto hace que las tapas de derivación sean inútiles.
DerStrom8
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La amortiguación puede ser importante. Inserte una resistencia de 1 ohmio entre esa 3.3uF local y la siguiente tapa más pequeña.
analogsystemsrf
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@analogsystemsrf Nunca he visto eso hecho. ¿Puedes por favor proporcionar una fuente?
DerStrom8