PCB Layout Tips og tricks: Minimering afkobling induktans

How to Scale Objects | Adobe Illustrator (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

PCB Layout Tips og tricks: Minimering afkobling induktans


Denne artikel undersøger nogle subtile detaljer i forbindelse med højfrekvente ydeevne af afkoblingskondensatorer.

Relateret information

  • Clean Power for Every IC: Forstå Bypass kondensatorer
  • Rengør strøm til alle IC'er: Valg og brug af dine bypasskondensatorer

I den forrige artikel undersøgte vi spørgsmålet om, hvorvidt der skal tilsluttes en afkoblingskondensator til en IC-strømnål gennem et spor eller gennem et par vias. Vi så, at par-of-vias-teknikken er overlegen, fordi den reducerer induktansen, og induktans er den primære hindring, som vi skal overvinde, når vi forsøger at sikre, at afkoblingskondensatorer vil være effektive ved frekvenser på 50-100 MHz og endda op i hundreder af megahertz.

Vias og Planes

I denne artikel vil vi undersøge spørgsmålet om afkobling-cap induktans, da det vedrører via og fly-layer konfigurationer. Før vi hopper ind i denne diskussion, skal vi imidlertid være klare på følgende punkt: Når vi går dybere ind i højfrekvensafkoblingen, fokuserer vi stadig mere på flyforbindelser, indtil det til sidst ser ud til, at spor i høj grad ignoreres . Følgende overvejelser vil bidrage til at kontekstualisere dette fænomen:

Høj induktans

Som vi så i den forrige artikel, har spor simpelthen for meget induktans sammenlignet med forbindelser, der er afhængige af vias i forbindelse med planlag.

Flykapacitet

Den måde, hvorpå afkoblingskapacitansen interagerer med planerne, synes at blive en dominerende faktor, da driftsfrekvensen stiger. Videnskaben begynder at blive kompliceret her, og jeg har begrænset evne til at forstå detaljerne og endnu mindre evne til at forklare dem. En interessant og retfærdig erklæring, som jeg fandt i denne artikel, indikerer, at i nogle tilfælde er afkoblingskondensatoren selv så hindret af induktans, at den ikke rigtig kan give strøm til IC. I stedet leverer flykapacitansen den forbigående afkoblingsstrøm, og kondensatorens job er at genoplade flyene.

Overfyldte layouter

Højhastigheds digitale systemer involverer ofte komplekse, rumbegrænsede layouter, der dedikerer det meste af PCB-ejendommen til komponenter. Der er lidt plads til spor, og derfor benytter bestyrelsesdesignere gerne vias, når det er muligt.

Distribueret Kapacitans vs Diskret Kapacitans

Hvis flykapacitansen er den rigtige kilde til afkobling i nogle digitale højhastighedsdesigner, skal kondensatoren virkelig være "så tæt på stiften som muligt" "// ieeexplore.ieee.org/document/385878/" målet = "_ blank"> dette forskningspapir. I ordene fra forfatterne af dette andet papir beskriver Hubing et al. hævdede, at kondensatorens placering under visse omstændigheder er "ubetydelig", selvom de måske har udvidet deres konklusioner "ud over undersøgelsens gyldighedsområde." Det er under alle omstændigheder et andet eksempel på betydningen af ​​interaktionen mellem kondensatoren og de plane lag, der fungerer som "distribueret kapacitans", som findes overalt på brættet.

Minimering af induktans

Den samlede induktans af en afkoblingskondensator afhænger af det område af den nuværende sløjfe dannet af kondensatoren, vias og flyene.