Combinando condensadores para múltiples chips

• Un capacitor por pin conectado a la alimentación es una buena idea cuando es posible.

• La combinación de valores no es la forma ideal de calcular las necesidades.

Las funciones de los condensadores de desacoplamiento son

• (1) Detenga los efectos de carga máxima local que se irradian a otros componentes:
  Proporcione un sumidero de energía adyacente al IC para que pueda atraer picos de energía en lugar de extraer la energía requerida más lejos y, por lo tanto, provocar una fluctuación de voltaje de suministro sustancial que puede afectar adversamente el funcionamiento de otros IC y otros elementos del circuito.

• (2) La detención de la carga pico remota afecta la operación local:
  Proporcione un sumidero de energía adyacente al IC para que pueda suministrar energía al bus cuando algún otro IC, etc., dibuje picos de energía para evitar que la caída de voltaje resultante afecte la operación del IC.

• (3) Detenga los impulsos de corriente y los picos de voltaje causados por el hecho de que los circuitos integrados de IC no se propaguen por la placa y causen problemas de compatibilidad electromagnética (EMC).

• (4) Todos estos : conecte un pin al eterno ahora de un plano nirvana libre de ruido de impedancia cero conectado a tierra donde las fuentes de señales de ruido no pueden propagar ruido, ruido los sumideros sensibles no perciben ruido, los pines de conexión adyacentes no tienen en cuenta la existencia del otro, o lo más cercano a él en la práctica es un plano de tierra.

(1) & (3) requiere que el condensador adyacente al IC mantenga el ruido fuera del bus del sistema.

(2) Requiere que el condensador esté eléctricamente más cerca del IC, lo que puede verse afectado que el IC generador de impulsos. Usted PUEDE tratar de adivinar las ubicaciones clave necesarias para ubicarlos, pero, ¿por qué molestarse a menos que la habitación o el presupuesto sean muy bajos y el volumen producido sea astronómico?

(4) Es la mejor práctica de implementación de estos en forma de un plano de tierra correctamente diseñado.

En la mayoría de los casos, el costo de colocar una tapa de desacoplamiento cerca de cada pin que se conecta a un bus común es pequeño en comparación con los beneficios potenciales. es decir, hazlo si puedes.

En la mayoría de los casos, el mejor valor para usar es el mejor valor para la tarea en cuestión. El número de dispositivos que comparten un condensador de desacoplamiento puede afectar el valor, pero lo ideal es elegir una tapa que se ocupe mejor del ruido presente en un punto. De vez en cuando, el mejor consejo era utilizar cerámicas de 0,1 uF en cada pin para desacoplarse. La mejora en las especificaciones de las tapas cerámicas significa que 1 uF puede tener respuestas de alta frecuencia tan buenas o mejores. Y / PERO el aumento en las señales de temporización de los procesadores superiores y las familias lógicas significa que las frecuencias son a menudo más altas, los bordes más nítidos y que se pueden indicar valores más bajos de mayúsculas. Entonces, 0.1 uF a 1 uF es una buena opción aún. En algunos lugares susceptibles de ser especialmente significativos, el uso de un Aluminio sólido de 10 uF, 1uF + 0.1uF y tal vez incluso 0.01UF cerca uno del otro "puede ayudar".

También tenga en cuenta las necesidades de límite de salida de algunos reguladores LDO para tener límites de rangos seleccionados y valores de ER en su entrada.

  

Dado que los capacitores se usan para reducir las fluctuaciones de voltaje, y todos los chips se basan en el mismo VCC, ¿puedo usar un solo capacitor grande para todos los chips? En caso afirmativo, ¿acabo de agregar la capacitancia de los pequeños para usar ese valor para el grande?

No, porque muchos condensadores locales pequeños son una solución mucho mejor que un condensador grande.

Dibujemos una analogía: estás construyendo un mazo, y los planes para el mazo requieren 16 puestos de soporte ubicados en varias ubicaciones. Las publicaciones de soporte son las llamadas "4x4" que en realidad son 3.5 "x 3.5".

Usted decide: "Oye, eso es 196 pulgadas cuadradas. Da la casualidad de que es la misma área que este gran tronco de árbol que acabo de cortar. ¿Por qué no puedo usar esto como un gran soporte en medio de la cubierta? "

Así que colocas el tronco del árbol en el suelo en el medio de donde va a ir la cubierta, y construyes la cubierta encima de ella.

¿Qué pasa? Bueno, justo encima del tronco del árbol, tienes una bonita cubierta sólida. Pero aléjate unos pasos, y la cubierta se vuelve bastante inflable, y en los bordes comienza a ceder precariamente. Debido a que el piso de la cubierta no es infinitamente rígido, el tronco del árbol solo ayuda en el punto de apoyo, y no está distribuido en todas partes.

El mismo principio se aplica a los condensadores. Se utilizan en circuitos para ayudar a "soportar" los voltajes de alimentación en su punto de uso local.

Y a diferencia de los soportes de plataforma de madera, los condensadores tienen un aspecto de aspecto aún más crítico: a frecuencias muy altas, dejan de parecer condensadores y más como inductores, momento en el que hacen un trabajo horrible manteniendo los voltajes de alimentación constantes. La frecuencia a la que ocurre esto es más alta para los capacitores de menor valor. Así que con los procesadores modernos, muy a menudo verá condensadores en el rango de 100pF-10000pF, además de los capacitores de bypass estándar de 0.1uF, ya que siguen siendo útiles a frecuencias más altas.

Todos los chips se basan en el mismo suministro de VCC, pero el suministro no es perfecto. En la mayoría de las condiciones, no tiene que preocuparse por la impedancia de las trazas de suministro o la velocidad de respuesta de su suministro. Bajo estas suposiciones, podría quitar todos los condensadores.

En el mundo real, sus circuitos integrados consumirán grandes cantidades de corriente muy rápidamente, y el plano o la traza desde su regulador de voltaje hasta el IC parece un inductor. Esta onda de corriente de alta frecuencia a través del inductor accidental hace que VCC tenga un voltaje más bajo cerca del IC, que está generando mucha corriente, lo que podría tener efectos adversos en su circuito.

Para combatir esto, se debe instalar un condensador para cortocircuitos en esta onda de alta frecuencia. Al ubicar el capacitor físicamente cerca del IC, la impedancia parásita se reduce al mínimo y el circuito no sufre efectos adversos.

Para entender lo que realmente sucede aquí se requiere una inversión significativa en educación en ingeniería eléctrica; Un curso o serie de cursos de EMC debe estar presente en cualquier universidad decente. Por ahora, sin embargo, la respuesta es: No, necesita límites de lo más cerca posible físicamente de cada uno de los CI que esté usando.