เหตุใดตัวเก็บประจุจึงต้องอยู่ใกล้กับอุปกรณ์มากที่สุด

คำถามง่ายๆ: อะไรคือสิ่งที่อยู่เบื้องหลังความต้องการในการวางตัวเก็บประจุให้ใกล้กับพินของอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน นั่นคือการเหนี่ยวนำความต้านทานหรือความต้านทานของแทร็ก PCB หรือลวดที่มีผลต่อประจุไฟฟ้า

นั่นคือการเหนี่ยวนำ

ใช่

ความต้านทาน

ใช่

หรือความต้านทานของแทร็ก PCB

ใช่

หรือลวด

ใช่

ที่มีผลต่อประจุไฟฟ้า?

อืม .. มันส่งผลต่อกระแสไฟฟ้าไม่มาก กระแสจากตัวเก็บประจุไปยังอุปกรณ์แยกอิสระจะต้องพบกับ "สิ่งกีดขวาง" น้อยที่สุด

อุปกรณ์สามารถมีกระแสไหลเข้าขนาดใหญ่เมื่อมีการสลับและไม่แยกกระแสกระแสไหลเข้านี้พร้อมกับความต้านทาน / การเหนี่ยวนำของสายไฟสามารถทำให้แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟลดลงต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟขั้นต่ำ ฝาครอบ decoupling อยู่ที่นั่นเพื่อป้องกันสถานการณ์นี้ ด้วยการรักษาลูปขนาดเล็กตัวเหนี่ยวนำต่ำความต้านทานต่ำตัวเก็บประจุสามารถแยกกระแสไหลเข้าจากแหล่งจ่ายไฟจริงซึ่งมีร่องรอย / ลีดที่ยาวกว่ามากและมีอิมพิแดนซ์ที่สูงขึ้น

นี่คือข้อกำหนดของ BS (สมมติว่าคุณกำลังพูดถึงบายพาสแคปสำหรับ IC ดิจิทัลที่ทันสมัย) "ใกล้ที่สุด" เป็นเรื่องไร้สาระ กำหนด "เป็นไปได้" ใคร

เราทุกคนควรประท้วงเมื่อเห็นสิ่งต่าง ๆ ในแผ่นข้อมูล

สิ่งที่เราต้องดูคือข้อกำหนดที่แท้จริง เช่นความต้านทานสูงสุดจาก DC ถึงความถี่สูงสุด - หรืออะไรทำนองนั้น (ฉันเขียนถึงที่นี่ )

สมมติว่าคุณกำลังใช้ระนาบของแข็งสองตัวที่ใกล้เคียงกันมาก (ซึ่งเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการกระจายกำลังไฟฟ้าที่เหมาะสมบน PCB สำหรับชิ้นส่วนดิจิตอลยุคใหม่) ระยะทางนั้นไม่สำคัญในกรณีทั่วไป

ประหลาดใจ? นี่เป็นข่าวเก่าจริง ๆ มีการบันทึกไว้อย่างดีเมื่อ 20 ปีก่อนหรือมากกว่านั้น

ดูที่คู่ระนาบกำลังคู่ที่ใกล้เคียงกันเป็นสายส่งที่กว้างมาก (ความต้านทานต่ำมาก) โปรดจำไว้ว่าตัวเก็บประจุแบบแยกนั้นมีความถี่เรโซแนนซ์ประมาณ 100MHz หรือน้อยกว่า

หากคุณจำสูตรสำหรับการเปลี่ยนจากแบนด์วิดท์เป็นเวลาเพิ่มขึ้น: BW = 0.35 / t_r เป็นที่ชัดเจนว่าตัวเก็บประจุแบบแยกจะมี "เวลาเพิ่มขึ้น" ตามลำดับ 3.5ns ขึ้นไป ที่สอดคล้องกับมากกว่า 50 ซมบนกระดาน บอร์ดส่วนใหญ่มีขนาดประมาณหรือเล็กกว่านั้นแทบทุกที่บนบอร์ดจะโอเค

การเหนี่ยวนำของเครื่องบินนั้นเกือบเป็นศูนย์เมื่อเทียบกับการเหนี่ยวนำของตัวเก็บประจุและการติดตั้ง

ความต้านทานของระนาบ Cu ที่เป็นของแข็งนั้นยังต่ำมาก แต่สิ่งที่คุณต้องพิจารณาไม่เพียง แต่สำหรับการบายพาส แต่ที่ DC เช่นกันถ้าคุณใช้ชิ้นส่วนแรงดันไฟฟ้าต่ำมาก (1.2V เป็นตัวอย่าง) ที่มีการใช้พลังงานสูงมาก (10A เป็น ตัวอย่าง).

อย่าลังเลที่จะบอกรายละเอียดคำถามของคุณถ้าคุณไม่รู้สึกว่าฉันครอบคลุมคำตอบที่คุณกำลังมองหา? ฉันสามารถพูดคุยเกี่ยวกับเรื่องนี้เป็นเวลาหลายชั่วโมง แต่บรรทัดล่างคือ:

ระยะทางไม่สำคัญในกรณีทั่วไป

เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าในบางโอกาสกระแสที่นำมาติดตาม PCB ค่อนข้างยาวสามารถทำให้ชิป "อื่น ๆ " ได้รับการรบกวนเช่นชิปหลักที่ใช้คลื่นขนาดใหญ่อาจยังคงตกลงกับหมวกในระยะไกล แต่อื่น ๆ (อาจเป็นไปได้ มีความไวมากขึ้น) วงจรในสายไฟเดียวกันอาจไม่

การแผ่รังสีที่ปล่อยออกมาและการปล่อยออกมาอาจเป็นปัญหาเมื่อตัวเก็บประจุไม่ได้อยู่ใกล้อุปกรณ์ที่ใช้กระแสไฟกระชาก

นอกจากนี้ยังมีขนาดเล็ก / หายากลงด้านข้างและที่เกิดขึ้น (เป็นตัวอย่าง) ในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าเมื่อ "ทองแดง" กินชิปมีการเหนี่ยวนำค่อนข้างสำคัญ ในสถานการณ์ที่มีกำลังไฟตัวเหนี่ยวนำของสายและตัวเก็บประจุในพื้นที่มากสามารถก่อให้เกิดวงจรปรับกังวานและแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุอาจเป็นช่วงเวลาสั้น ๆ ในทันทีเพิ่มขึ้นเหนือระดับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของอุปกรณ์ ระดับแรงดันป้อนปกติเป็นที่ยอมรับอย่างสมบูรณ์) สิ่งนี้สามารถบรรเทาได้โดยไม่ต้องมีตัวเก็บประจุใกล้เคียงหรือมีความจุแบบกระจายซึ่งสามารถทำให้ยุ่งเหยิงถึงจุดสูงสุดหลักของการสั่นพ้อง มันหายากอย่างที่ฉันพูด