Menu English Ukrainian Russia Laman Utama

Perpustakaan teknikal percuma untuk penggemar dan profesional Perpustakaan teknikal percuma


ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Strategi penyahgandingan untuk PCB. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Komputer

Komen artikel Komen artikel

Teknik penyahgandingan yang baik boleh mengurangkan bilangan kapasitor penyahgandingan.

Perkara utama ialah pilihan kapasitor yang betul dan pendawaian yang betul.

1. ARUS MENUIS LOGIK

Bukan rahsia lagi bahawa apabila menukar keadaan logik, kebanyakan peranti digital mengalami lonjakan arus yang besar, yang mengikuti sejurus selepas tepi isyarat jam (Rajah 1).

Strategi penyahgandingan untuk PCB

Sebagai contoh, litar yang beroperasi pada 100 MHz dan melukis purata kira-kira 4 A sebenarnya mungkin memerlukan 20 A arus semasa beberapa nanosaat pertama jujukan jam. (Sebab berlakunya arus besar apabila menukar keadaan logik dibincangkan dalam artikel oleh B. Carter, Teknik Susun Atur Papan Litar Bercetak", elart.narod.ru/articles/article11/article11.htm - nota penterjemah.)

Jelas sekali, menghidupkan litar ini daripada sumber 20-amp akan meningkatkan saiz dan kos produk. Kurang jelas, kearuhan siri sesat dalam wayar ikatan, jejak PCB, dan petunjuk komponen boleh menyebabkan bekalan kuasa kuasa tinggi tidak dapat bertindak balas dengan cepat kepada perubahan serta-merta dalam arus. Sebaliknya, kapasiti beban sumber yang tidak mencukupi akan menyebabkan penurunan voltan yang tidak stabil pada bas kuasa dan darat. Fenomena ini biasanya menunjukkan dirinya sebagai bunyi frekuensi tinggi.

 

2. PENGGUNAAN KAPASITOR SEBAGAI ELEMEN PENGASINGAN KUASA

Penggunaan kapasitor penyahgandingan memungkinkan untuk mengagihkan arus operasi antara pengguna menggunakan laluan arus impedans rendah (iaitu, kearuhan rendah untuk arus RF). Dari segi praktikal, ini bermakna kapasitor penyahgandingan berfungsi secara langsung kepada komponen digital semasa bekalan kuasa mengecasnya semula. Kunci untuk mencipta litar penyahgandingan yang boleh digunakan dan berjaya ialah pemilihan kapasitor yang digunakan dan pendawaian litar sambungannya yang betul.

Menggunakan kapasitor sebagai elemen penyahgandingan memerlukan pemahaman tentang asas operasinya. Rajah 2a menunjukkan kapasitor ideal - kapasiti untuk mengumpul dan menyimpan cas dan untuk melepaskannya. Rajah 3 menunjukkan pergantungan frekuensi impedans kapasitor ideal - penurunan nilai monoton dengan peningkatan frekuensi. Memandangkan majoriti hingar dalam sistem digital adalah hingar frekuensi tinggi (>50 MHz), mengurangkan galangan pada frekuensi tinggi sangat sesuai untuk penyahgandingan kuasa.

Strategi penyahgandingan untuk PCB

Malangnya, kelakuan kapasitor sebenar tidak begitu mudah; modelnya ditunjukkan dalam Rajah 2b. Struktur fizikal kapasitor sebenar termasuk rintangan siri setara (ESR) dan kearuhan siri setara (ESL). Di samping itu, kapasitor sebenar mempunyai rintangan kebocoran. Jumlah kesan parasit ini membawa kepada perubahan dalam sifat pergantungan frekuensi impedans (Rajah 3).

Strategi penyahgandingan untuk PCB

Titik terendah perhubungan impedans dikenali sebagai frekuensi resonans sendiri. Pereka bentuk sering cuba memilih kapasitor dengan frekuensi resonan semula jadi yang hampir dengan frekuensi operasi sistem. Walau bagaimanapun, parameter kapasitor sebenar menjadikan pemilihan ini tidak praktikal pada frekuensi jam melebihi 100 MHz. Peraturan penting untuk diingat: Kapasitor pintasan boleh digunakan pada frekuensi yang lebih rendah daripada frekuensi resonansnya sendiri selagi impedansnya pada frekuensi ini kekal cukup rendah.

Penurunan voltan merentasi rintangan siri setara kapasitor adalah berkadar dengan arus yang mengalir melaluinya. Oleh kerana penting untuk mengekalkan voltan bekalan yang stabil, adalah wajar untuk menggunakan kapasitor dengan ESR rendah (iaitu, kurang daripada 200 mOhm) dalam litar penyahgandingan. Kearuhan siri setara menentukan seberapa cepat kapasitor bertindak balas terhadap perubahan arus - kapasitor dengan nilai ESL yang lebih rendah akan bertindak balas dengan lebih cepat kepada perubahan dalam aliran arus, yang sangat penting untuk litar penyahgandingan frekuensi tinggi. Walaupun ESR lebih banyak diterangkan dan dikaji sebagai parameter, ESL mungkin lebih penting. Semua kapasitor pelekap permukaan yang disenaraikan dalam Jadual 1 mempunyai nilai ESL yang agak rendah.

Saiz standard

ESL min (nH)

ESL maks (nH)

0402

0,54

1,90

0603

0,54

1,95

0805

0,70

1,94

1206

1,37

2,26

1210

0,61

1,55

1812

0,91

2,25

dengan petunjuk jejari

6,0

15,0

dengan petunjuk paksi

12,0

20,0

Kapasitor dengan bahan jenis I sebagai dielektrik tidak merendahkan ciri-cirinya dari semasa ke semasa dan suhu, tetapi nilai pemalar dielektrik yang rendah menjadikan penggunaannya sebagai komponen penyahgandingan tidak berkesan. Kapasitor dengan bahan Jenis II (iaitu X7R) adalah pilihan yang lebih baik kerana kestabilan jangka panjang yang baik (kehilangan 10% dalam tempoh 10 tahun), ciri suhu dan pemalar dielektrik yang tinggi. Bahan jenis III mempunyai pemalar dielektrik tertinggi dan prestasi suhu yang lemah (kehilangan 50 hingga 75% apabila beroperasi pada suhu yang melampau) dan kestabilan jangka panjang yang lemah (kehilangan 20% dalam tempoh 10 tahun). Antara dielektrik yang popular, seramik berbilang lapisan dan sintetik mempunyai kearuhan dan rintangan siri setara yang kecil. Kapasitor seramik lebih mudah diakses. Kapasitor Tantalum sering digunakan sebagai penyahgandingan frekuensi rendah am, tetapi ia tidak sesuai untuk penyahgandingan tempatan.

Jadual 1 menunjukkan nilai ESL tipikal untuk pelbagai jenis perumah kapasitor. Saiz ialah elemen penentu kearuhan siri setara - biasanya kapasitor yang lebih kecil akan mempunyai nilai ESL yang lebih rendah untuk nilai kapasitans yang sama. Kapasitor dengan nilai ESL yang tinggi tidak sesuai digunakan sebagai elemen penyahgandingan.

Secara umum, strategi yang betul ialah mencari kapasitor dengan kapasitansi terbesar dengan dimensi keseluruhan terkecil (ini hanya benar dari sudut pandangan ESL, tetapi tidak selalu betul dari sudut pandangan parameter penting lain kapasitor - dielektrik serapan - nota penterjemah). Walau bagaimanapun, anda perlu berhati-hati apabila membuat pilihan ini. Ketinggian badan kapasitor mempunyai kesan yang agak ketara pada ESL. Untuk julat ESL yang bertindih dalam Jadual 1, adalah mungkin untuk memilih pakej dengan jejak PCB yang lebih kecil. Walau bagaimanapun, nilai ESL mungkin besar. Oleh itu, apabila memilih jenis kapasitor, perlu dipandu oleh parameter pengilang untuk menentukan pilihan kompromi terbaik.

 

3. INDUKSI KONDUKTOR

Apabila pendawaian komponen dan litar, halangan utama kepada penyahgandingan yang baik ialah induktansi. Dengan anggaran yang sangat kasar, kita boleh mengandaikan bahawa induktansi laluan dengan impedans ciri 50 Ohms pada bahan FR-4 akan menjadi kira-kira 9 pH untuk setiap 0,025 mm panjang. Kearuhan satu melalui adalah lebih kurang 500 pH dan bergantung pada konfigurasi geometri.

Kearuhan adalah berkadar dengan panjang, jadi adalah penting untuk meminimumkan panjang konduktor antara terminal komponen dan kapasitor penyahgandingan. Kearuhan adalah berkadar songsang dengan lebar jejak, jadi konduktor lebar adalah lebih baik daripada yang sempit.

Ingat bahawa laluan semasa sentiasa gelung dan gelung ini mesti diminimumkan. Mengurangkan jarak antara plumbum kuasa komponen dan plumbum kapasitor mungkin tidak mengurangkan kearuhan keseluruhan. Bagaimana untuk meletakkan kapasitor dengan betul? Lebih dekat dengan pin kuasa komponen? Atau lebih dekat dengan keluaran bumi? Atau di tengah-tengah antara kesimpulan ini? Sesetengah sumber mengesyorkan meletakkan kapasitor dekat dengan terminal paling jauh dari kuasa atau tanah.

 

4. PILIHAN PENDAWAIAN KAPASITOR

Pendawaian yang baik amat penting untuk pengendalian litar penyahgandingan yang cekap. Seperti yang dapat dilihat daripada Jadual 1, kapasitor dengan nilai kearuhan siri berkesan kurang daripada 1 nH agak berpatutan. Menambah hanya 2 nH akan menggandakan nilai ESL kapasitor. Rajah 4 menunjukkan perubahan dalam kekerapan resonans sendiri dan peningkatan dalam reaktansi kamiran apabila menambah 2 nH kearuhan konduktor kepada kearuhan diri (0,8 nH) bagi kapasitor 4,7 nF.

Strategi penyahgandingan untuk PCB

Rajah 5 menunjukkan beberapa kaedah untuk meletakkan dan menyambungkan kapasitor penyahgandingan. Untuk kesederhanaan, rajah menunjukkan hanya terminal kapasitor dan terminal kuasa komponen aktif. Sambungan antara terminal kapasitor dan bekalan kuasa biasa komponen juga mesti diberi perhatian yang sewajarnya.

Rajah 5A menunjukkan konfigurasi pendawaian yang paling biasa. Pin kuasa komponen disambungkan oleh konduktor pendek ke bas kuasa di lapisan dalam melalui lubang melalui. Kapasitor penyahgandingan, yang terletak di sisi lain papan, disambungkan kepada yang sama melalui lubang. Walaupun pendekatan ini sering didorong oleh kemudahan penghalaan, ia membolehkan litar penyahgandingan beroperasi dengan cekap dan menjimatkan ruang penghalaan. Dua lubang tunggal akan menambah kira-kira 1 nH kearuhan parasit pada litar penyahgandingan.

Jika kapasitor terletak 50 mils (1,27 mm) dari plumbum komponen, maka kearuhan yang ditambah ialah kira-kira 0,9 nH paling baik. Dengan meletakkan kapasitor lebih jauh daripada komponen aktif, konduktor akan menjadi lebih panjang dan kearuhan parasit akan lebih besar.

Strategi penyahgandingan untuk PCB

Pilihan B menunjukkan peningkatan yang ketara pilihan A dengan kapasitor penyahgandingan dan komponen aktif diletakkan pada satu sisi PCB. Kapasitor disambungkan selepas kearuhan parasit melalui. Dengan konduktor yang cukup pendek, litar penyahgandingan memperkenalkan tambahan kurang daripada 1 nH induktansi parasit.

Pilihan D adalah pembangunan pilihan A - untuk mengurangkan kearuhan diri dan meningkatkan kapasitans teragih, konduktor dibuat lebih luas, yang juga meningkatkan ciri-ciri litar penyahgandingan.

Pilihan E - pengubahsuaian pilihan B dengan konduktor yang lebih luas dan ciri yang lebih baik.

Pada pandangan pertama, pilihan C nampaknya tidak sesuai sepenuhnya untuk litar penyahgandingan pendawaian, kerana tiada konduktor yang menyambungkan komponen aktif secara langsung kepada kapasitor penyahgandingan; sebenarnya, kedua-duanya disambungkan melalui lubang ke poligon kuasa dan tanah, yang terletak di lapisan dalam. Dengan empat lubang, sekurang-kurangnya 2 nH induktansi parasit akan ditambah pada litar penyahgandingan. Walau bagaimanapun, kuasa yang sangat luas dan konduktor tanah akan menambah hampir tiada kearuhan jika panjangnya tidak terlalu panjang. Pilihan pendawaian ini sesuai apabila kapasitor penyahgandingan tidak boleh diletakkan cukup dekat dengan komponen aktif.

Varian F - penambahbaikan pilihan C dengan menambah lubang selari tambahan. Penambahan ini mengurangkan kearuhan parasit vias dengan faktor dua, meningkatkan prestasi litar, dan harus digunakan apabila ruang membenarkan.

 

5. PENGGUNAAN KAPASITOR KOMPOSIT

Oleh kerana kapasitansi ditambah apabila disambung secara selari, dan kearuhan yang terhasil berkurangan, menyambungkan dua kapasitor kecil secara selari dengan nilai kemuatan yang sama boleh membawa kepada keuntungan kualitatif berbanding dengan menggunakan satu kapasitor besar. Hasil akhirnya ialah kemuatan penyahgandingan yang sama dan kearuhan siri setara parasit yang kurang.

Dalam amalan, penggunaan kapasitor dengan nilai kemuatan yang berbeza untuk mencipta penyahgandingan tempatan biasanya dielakkan. Kapasitor komposit dengan kapasitans berbeza mempunyai pergantungan frekuensi impedans, yang merupakan jumlah pergantungan frekuensi galangan kapasitor individu. Satu contoh ditunjukkan dalam Rajah 6.

Strategi penyahgandingan untuk PCB

Kapasitor 47 nF digunakan untuk mengasingkan frekuensi rendah, dan kapasitor 150 pF digunakan untuk mengasingkan frekuensi tinggi. Pada pandangan pertama, seseorang mungkin menganggap bahawa menyambungkan kapasitor ini secara selari akan meningkatkan ciri impedans.

Malangnya, ia tidak. Sambungan sedemikian boleh menyebabkan masalah ketara pada frekuensi antara frekuensi resonans semula jadi kapasitor. Rajah 7 menunjukkan bahawa gabungan dua kapasitor menghasilkan puncak anti-resonan (dan oleh itu rintangan meningkat) dalam tindak balas frekuensi keseluruhan.

Strategi penyahgandingan untuk PCB

Punca masalah ini mudah dikenal pasti dengan mengambil kira litar setara yang ditunjukkan dalam Rajah 8. Hasil penyambungan komponen parasit kapasitor adalah litar resonan klasik.

Strategi penyahgandingan untuk PCB

Walau bagaimanapun, kapasitor kompaun yang digunakan sebagai elemen penyahgandingan digunakan secara meluas dalam litar ketepatan. Dalam kes ini, pemilihan kapasitor mesti didekati dengan berhati-hati, mensimulasikan litar yang merangkumi semua komponen parasit.

Penerbitan: cxem.net

Lihat artikel lain bahagian Komputer.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Lampu isyarat keempat 23.05.2024

Sepanjang dekad yang lalu, penyelidikan saintifik dan inovasi teknologi telah membawa kepada perubahan ketara dalam sektor pengangkutan. Namun, dengan pembangunan kereta pandu sendiri, adakah berbaloi untuk mengambil langkah baharu untuk memodenkan infrastruktur jalan raya? Para saintis mencadangkan untuk menyemak semula standard lampu isyarat, mencadangkan untuk memperkenalkan isyarat keempat, yang akan disesuaikan untuk kereta dengan autopilot. Menurut penyelidikan, kereta autonomi boleh mengubah paradigma lampu isyarat dengan ketara berdasarkan prinsip yang ditetapkan lebih daripada satu abad yang lalu. Henry Liu, seorang profesor kejuruteraan awam di Universiti Michigan, dan pasukannya melaksanakan program perintis di Birmingham, pinggir bandar Detroit. Menggunakan data daripada kenderaan General Motors, mereka menyesuaikan masa lampu isyarat, menghasilkan aliran trafik yang lebih baik. Secara tradisinya, kebanyakan lampu isyarat beroperasi mengikut jadual tetap, tidak mengambil kira keadaan semasa di jalan raya. Mahal dan sukar ...>>

Kaedah untuk membersihkan sungai sepenuhnya daripada sampah 23.05.2024

Sejak penemuan masalah pencemaran plastik dalam badan air, penyelidikan telah tertumpu terutamanya pada sedimen permukaan, mengabaikan zarah yang lebih tersembunyi dan kurang kelihatan yang boleh menimbulkan ancaman serius kepada alam sekitar dan kesihatan manusia. Walau bagaimanapun, saintis telah mengumumkan pembangunan kaedah baru untuk mengesan pencemaran plastik yang paling halus di sungai. Satu pasukan penyelidik dari Universiti Cardiff, Institut Teknologi Karlsruhe dan Deltares telah bekerjasama untuk membangunkan pendekatan inovatif untuk mengukur bahan pencemar yang tidak kelihatan itu. Pengarang utama kajian itu, James Lofty dari Cardiff University, berkata teknik itu boleh merevolusikan pemahaman kita tentang bagaimana plastik bergerak melalui persekitaran sungai. Menggunakan lebih daripada 3000 objek plastik biasa yang diletakkan di bawah keadaan terkawal, para saintis dapat mengesan pergerakan mereka dengan ketepatan tinggi. Kajian mendapati zarah plastik berkelakuan berbeza ...>>

Aspek evolusi tingkah laku suka panas pada wanita 22.05.2024

Persoalan yang sukar tentang suhu yang disukai orang adalah akut dalam hubungan keluarga. Pertikaian mengenai tempat yang sepatutnya hangat atau sejuk sering timbul antara lelaki dan wanita. Walau bagaimanapun, menurut penyelidik, punca masalah ini lebih mendalam, kepada mekanisme evolusi. Para saintis dari Israel menjalankan kajian meneliti 13 burung dan 18 kelawar untuk mengenal pasti kemungkinan perbezaan dalam keutamaan suhu antara lelaki dan perempuan. Pemerhatian mereka menunjukkan bahawa lelaki lebih suka suhu yang lebih sejuk, manakala perempuan lebih suka keadaan yang lebih panas. Penemuan fenomenal ini memberi perspektif baharu tentang persoalan keutamaan suhu dalam dunia haiwan. Perbezaan yang sama dalam persepsi suhu telah dilihat di kalangan manusia. Wanita dianggap lebih berasa sejuk, yang mungkin disebabkan oleh metabolisme dan pengeluaran haba mereka. Pemerhatian ini menyokong hipotesis bahawa keutamaan suhu mungkin sebahagiannya ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Pes kupang 03.12.2015

Keupayaan luar biasa kerang untuk melekat pada permukaan bawah air telah lama menarik perhatian saintis. Beberapa tahun yang lalu, penyelidik di University of North Carolina (AS) cuba mengasingkan dan melarutkan protein yang "melekatkan" moluska, dan kemudian menggunakan penyelesaian protein untuk menutup luka menggunakan teknologi piezoelektrik, yang digunakan dalam pencetak inkjet. Dan tahun lepas, saintis di Massachusetts Institute of Technology membuat pelekat kalis air berdasarkan protein yang sama dengan penambahan protein fibrillar yang diasingkan daripada bakteria E. coli.

Tahun ini ternyata sangat berjaya untuk pes kerang. Pada musim panas, penyelidik dari Universiti Sains dan Teknologi Pohang (Korea Selatan) mendapati bahawa apabila protein kerang yang mengandungi asid amino tirosin disinari dengan cahaya biru, tindak balas fotokimia berlaku, akibatnya struktur yang stabil terbentuk, serupa. kepada sayap pepatung, tetapi juga melekit. Baru-baru ini, saintis dari University of California di Santa Barbara (AS) telah menerima bahan sintetik ultra nipis yang sepuluh kali lebih berkesan daripada perkembangan kalis air sebelum ini.

Asid amino levodopa telah digunakan sebagai sampel, yang menyediakan ikatan dalam air dan juga menggalakkan penyembuhan luka. Ini disebabkan oleh katekol, yang membentuk ikatan hidrogen, yang menghalang byssus, filamen protein yang dirembeskan dari kaki kerang, daripada menyentuh air. Para penyelidik berjaya mencipta molekul yang, seperti protein, membentuk lapisan pelekat ultra-nipis yang mampu memegang dua permukaan bersama-sama di bawah air. Sebagai tambahan kepada sifat pelekat, bahan itu boleh berguna dalam pengeluaran komponen elektronik: lapisan ultra-nipisnya boleh berfungsi sebagai substrat untuk litar mikro.

Berita menarik lain:

▪ Racun labah-labah akan menyelamatkan anda daripada serangan jantung

▪ Codec video vektor dibangunkan

▪ Telefon pintar bajet Nokia 2.3

▪ Turbin dari seberang dunia

▪ Cip yang menggabungkan USB Type-C dan PD 2.0

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

 

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Dokumentasi normatif mengenai perlindungan buruh. Pemilihan artikel

▪ artikel Teori negara dan undang-undang. Nota kuliah

▪ artikel Saintis mana dan untuk tujuan apa memotong kulit dari jarinya? Jawapan terperinci

▪ artikel Pakar Hematologi. Deskripsi kerja

▪ artikel Mewarna lampu mentol. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ pasal Cuba tebuk. Fokus Rahsia

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Имя:


E-mel (pilihan):


Komen:





Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024