filtro LC: cómo tratar con un inductor adicional

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En el siguiente circuito tenemos un potencial positivo VDD = 3.3V y potencial de tierra VSS = 0V que están suministrando la parte digital de un circuito integrado. La parte digital del circuito funciona a una frecuencia de f = 12MHz y, por lo tanto, puede causar algunas perturbaciones. El mismo circuito integrado también tiene una parte analógica que necesita potenciales más estables VDDA = 3.3V y VSSA = 0V derivado de los potenciales mencionados anteriormente mediante el uso de filtros LC.

Pero estos no son filtros ordinarios porque siempre hay 3 elementos electrónicos agregados. No he encontrado ningún cálculo como este, por ejemplo, que muestre cómo derivar el tamaño de L2 y L3. ¿Alguien tiene idea de cómo derivar la ecuación para L2 y L3 o al menos podría recomendar un buen libro sobre el tema?

Intenté simularlo con algunos valores aleatorios para L2, L3 & L1, pero no eliminará la frecuencia de 12 MHz por lo que estoy perdido sin teoría. No sé si esta es la respuesta que necesito buscar ...

Despuésdeaplicaralgunoscambios,como@ThePhotonsugirióenloscomentarios,realmenteobtengounamejorrespuestaylafrecuenciacasiseaplanaporcompleto.Nohallegadotodavía,peroestámejorahora.Peroparecequesiguesonando...

Aquíestálasincronizacióndemicircuitointegradocomousuario@analogsystemsrfsolicitadoenloscomentarios:

    
pregunta 71GA

2 respuestas

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Necesitas un poco de amortiguación. Utilice Rdampen = sqrt (L / C).

Para 0.1uf y 0.1uH, R = sqrt (1/1) = 1 OHM. Agregue 1 OHM en cada ruta de llamada.

O coloque ese 1 Ohm en paralelo con cada inductor.

La fórmula sqrt (L / C) produce un exceso de par de dB en una respuesta de frecuencia.

Aquí hay un filtro PI: 100 nH desde la sección digital (cable de 10 cm) al PI de 10uF como Cpi1, en la serie R + L, en Cpi2 de 1uF. Esto proporciona 40 + db de filtrado.

LaserieResistorescrucial.Delocontrario,muchossonidossonaránensuspropiassimulaciones.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el analogsystemsrf
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La forma intuitiva es utilizar un nomógrafo de impedancia.

Misimpleconclusiónesquetodavíanotienesuncontrolsobretusespecificaciones.¿Cuálessuimpedanciadeseñal,impedanciadepista(demasiadoinductiva)ycargaZ?Uso10nH/cmy100nHesdemasiado10cm)paraun2%deanchodepista,porloqueesmejoracoplarlapistaatierrayobtenerunaimpedanciadistribuidaounabuena"línea de transmisión" o una "impedancia controlada".

  

Esto supone que tienes cierta comprensión de la teoría de la línea de transmisión con impedancias no coincidentes para la respuesta a pasos.

Es difícil dar una respuesta completa en 100 palabras o menos, pero su modelo está incompleto y necesita agregar mayúsculas cada vez más grandes para ampliar el ancho de banda de power / gnd y bajar la Z para que coincida con el DCR de el plano de potencia que puede estar en x a xx mOhms. Luego use 25 Ohmios para stripline / microstrip ARM para señales de reloj.

Tal como está, puede agregar 1 ohmio en serie y obtener una amortiguación crítica, pero entonces la regulación de la carga es deficiente. Por lo tanto, debe moverse hacia una fuente de voltaje ideal con baja Z en todo el espectro de ruido, por ejemplo. hasta x ns tiempo de subida para CMOS. con fBW = 0.3 / tR

Pero primero debe memorizar el circuito equivalente real de todos los condensadores e inductores y los valores de inductancia de la pista para una relación de ancho / longitud dada (por ejemplo, 2%) por mm o por cm como < strong> 10nH / cm. Hay muchas respuestas a esto en este sitio que yo y otros hemos dado.

A continuación, debe comprender que el% de los ciclos de rebosamiento o decaimiento del timbre es el inverso de Q, donde la velocidad y la humedad son Q = 0.7 ~ 1 y Q = 10 son malas, como su señal con algún ESR desconocido en su modelo.

A continuación, debe comprender que la frecuencia de resonancia propia (a veces llamada SRF) pero que se llama con mayor precisión PRF para la frecuencia de resonancia en paralelo y SRF es la frecuencia de resonancia en serie. (ignore esta confusión por ahora)

La SRF puede ser un factor en cualquier inductor, pista o cable de tierra de la sonda de alcance debido a la inductancia y capacitancia del conductor, a menos que sea una línea de transmisión controlada bien diseñada con RLC distribuido y carga adaptada. (o cable de tierra de sonda realmente corto)

Siguiente todas las tapas. los materiales son diferentes, donde las películas de cerámica y plástico NPO son las mejores y los electrolíticos ultra bajos tendrán un valor ESR * C = T < 10us mientras gen. purp. (G.P.) será > 100us.

Finalmente, al hacer un análisis transitorio, examine la relación de impedancia de carga escalonada a la impedancia de la fuente. Esto significa que si usa un CMOS o MOSFET con un valor equivalente de C y RdsOn, compárelo con su impedancia de seguimiento de potencia / fuerza y gorra ESR y SRF (gráficos de Z frente a varios proveedores) y tenga cuidado con la resonancia interactiva compleja. (busque mis respuestas con referencia a Murata Caps)

Podría escribir un libro sobre esto, así que esto es solo para saciar tu apetito sobre cómo analizar cualquier circuito RLC en segundos.

  • Todos los inductores tienen resistencia DCR o ESR o en serie y, por lo tanto, una relación de T = L / R
  • Todos los condensadores tienen un ESR. Lea mis respuestas relevantes o un buen libro.

lo más importante para el diseño lógico

  
  • la línea de banda y microstrip de impedancia controlada es su amigo para el diseño de señales de alta velocidad.
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  • Memorice las relaciones (gap to gnd) / (ancho de pista) a tierra para obtener una regla general como aproximadamente 1: 1 para cerca de 50 Ohms con e = 4 o lo que sea el RdsOn de la mayoría de los 5V CMOS y 25 ohmios (+/- 25%) para los chips 74ALVCxx y ARM. (Su regla de oro puede ser ligeramente diferente ...)
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: el factor de inductancia se debe únicamente a la geometría de relación L / W    - Entonces, una tapa de 1 mm x 1 mm tiene la misma inductancia que un plano de tierra de 10 cm x 10 cm.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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