Cappucci di bypass sulla scheda RF: perché ci sono tre tappi di dimensioni diverse in parallelo?

Dai un'occhiata a questa scheda di valutazione per un amplificatore RF a guadagno variabile ( scheda tecnica ):

J5-J10 sono destinati al collegamento all'alimentazione CC (ad eccezione di J6, che è una tensione di controllo analogica CC). Tutte queste linee hanno tre condensatori in parallelo. Prendi la traccia connessa a J10, per esempio. Sulla strada da J10 al pin sul chip, attraversi questi tre condensatori:

Un condensatore da 2,2 µF in un pacchetto di grandi dimensioni (chiamato "CASO A" nel foglio dati)
Un condensatore da 1000 pF in un pacchetto 0603
Un condensatore da 100 pF in un pacchetto 0402

Perché vengono utilizzati tre tappi paralleli anziché un tappo da 3,3 µF? Perché hanno tutti una dimensione del pacchetto diversa? L'ordine è importante (ovvero è importante che i condensatori di valore più piccolo siano più vicini al chip?

amplifier rf bypass-capacitor

— Mahkoe
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Risposte:

Dato un tipo dielettrico, più piccolo è il condensatore, in genere meno induttanza parassitaria avrà (migliore risposta a frequenze più alte), ma anche meno capacità. È possibile mescolare dimensioni, valori e tipi di condensatori per ottenere una risposta richiesta più ampia di quella che può fornire un singolo. Non si tratta solo del valore di capacità.

Queste immagini lo riassumono abbastanza bene:

Da " EEVblog # 859 - Tutorial sui condensatori di bypass ".

Da " Intersil - Scelta e utilizzo dei condensatori di bypass - AN1325 "

Da " TI - Linee guida per il layout ad alta velocità "

— Wesley Lee
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Dave è davvero felice di aver risposto a questa domanda. Anch'io

— Mahkoe,

L'ho pubblicato come commento ma ho dovuto aggiungere come risposta per utilizzare quel frame. : D

— Wesley Lee,

I condensatori l'ultimo diagramma ("Figura 11") hanno davvero un'impedenza minima di meno 2 Ohm ?!

— Fritz,

@Fritz, poiché la trama ha la forma di una trama log-log standard, è possibile che l'asse Y sia stato etichettato erroneamente. La mia ipotesi è che NON è "Impedenza [Ohm]", ma dB invece.

— Brock Adams,

Ognuno di questi condensatori ha un ESL / ESR più basso a una frequenza diversa. In un'applicazione standard si sceglierebbe un condensatore per avere l'ESL / ESR più basso alla frequenza delle fluttuazioni della linea di alimentazione previste. Tuttavia, nei sistemi in cui esiste una gamma di frequenze alle quali la linea elettrica potrebbe fluttuare, il progettista può optare per più condensatori per "coprire" le diverse gamme di frequenze. È solo un modo per ridurre al minimo l'ESL / ESR dei condensatori di bypass su una vasta gamma di frequenze, massimizzando così la loro efficacia.

— DerStrom8
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Questo significa che l'ordine dei tappi sulla strada per il chip dalla sorgente DC non è importante?

— Mahkoe,

È molto importante, vuoi tenere i più piccoli il più vicino possibile all'IC alimentato. Inutile scegliere un limite ESL basso se si aggiunge induttanza con tracce. Non solo la distanza, ma anche il layout è molto importante.

— Wesley Lee,

Wesley ha ragione, i cappucci più piccoli dovrebbero sicuramente essere posizionati più vicino al dispositivo in quanto sono più suscettibili ai piccoli cambiamenti nell'induttanza aggiunta dovuta alle tracce. Tutti i condensatori devono essere montati il più vicino possibile ai pin di alimentazione IC. Assicurarsi inoltre che le tracce di potenza siano collegate in modo tale da "colpire" prima i condensatori, prima di passare all'IC. Ciò significa che non dovresti avere, ad esempio, solo una via verso un piano di potenza interno che si collega ai condensatori, e un'altra tramite il collegamento del piano direttamente al pad IC. Ciò rende inutili i cappucci di bypass.

— DerStrom8,

L'ammortizzazione può essere importante. Inserire una resistenza da 1 Ohm tra quella 3.3uF locale e il successivo tappo più piccolo.

— analogsystemsrf,

@analogsystemsrf Non l'ho mai visto. Potete per favore fornire una fonte?

— DerStrom8,