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PCBブログ - PCBボードにおけるデカップリングコンデンサの設計について

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PCBボードにおけるデカップリングコンデンサの設計について

2022-08-30
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Author:iPCB

PCBボード, バイパスとデカップリングは、1つの回路から別の回路への有用なエネルギーを防止し、ノイズエネルギーの伝送経路を変更することを指す, これにより配電網の品質を改善する. これは、3つの基本的な概念:パワー, 地上飛行機, コンポーネントとインナー層の電源接続. デカップリングは、デバイスが高速でスイッチを切るときに、高周波デバイスの電源側からRF配電網へのRFネットワークのリリースである. デカップリングコンデンサも、デバイスおよびコンポーネントのための局部的DC電源を提供する, これは、ボードを横切って電流サージサージを減らすのに便利です.


ディジタル回路とicコントローラ回路では,電源分離が必要である。直流エネルギーが素子スイッチングによって放散されるとき,コンデンサを切り離すことなく配電網に瞬間的スパイクが発生する。これは、電源網に一定のインダクタンスがあり、インダクタンスコンデンサはインダクタンスや小さなインダクタンスのないローカル電源を提供できるからである。デカップルコンデンサを通して一定の基準点に電圧を保つことによって、偽の論理遷移は防止される。そして、それがコンポーネントの代わりに高速スイッチング電流のためのループ領域を提供するので、ノイズ生成は減らされる。そして、遠隔電源は間の大きい再循環領域を供給する。PCBにおける減結合コンデンサは、電流ループ面積を大幅に低減することができる。デカップリングコンデンサの別の機能は、ローカルエネルギー貯蔵源を提供することであり、これは電源の放射経路を減らすことができる。回路におけるRFエネルギーの発生は、I . sub . AとAに比例する。Aはループの面積であり、Fは電流の周波数である。デバイス選択時に電流と周波数を決定するので、放射線を低減するために電流ループ面積を小さくすることが重要である。デカップリングコンデンサを有する回路では、電流は小さなRF電流ループ内で流れ、RFエネルギーを減少させる。小ループ領域は、デカップリングコンデンサを配置することによって得ることができる。


ここで、τuは、接地線上のL≒di/dtで発生したノイズであり、デカップリングコンデンサに流れる。この懸垂Uは基板上の接地構造と配電系統のコモンモード電圧を駆動して基板間を流れる。このため、△uを小さくすることは、グランドインピーダンスに関連し、デカップリングコンデンサの使用と位置に関係する。


デカップリングは、信号線と電力線との間の低インピーダンス電源を提供することによって、物理的およびタイミング制約を克服する方法でもある。周波数が自己共振点まで増加する前に、周波数が高くなると、デカップリングコンデンサのインピーダンスが低くなり、高周波ノイズが信号線から効果的に放出され、残りの低周波放射エネルギーが影響を与えない。デカップリングコンデンサの原理によれば、電力線からエネルギーを吸収することの難しさが増加すると、エネルギーの大部分はデカップリングコンデンサから得られる。このような方法によれば、電源線のインピーダンスを人工的に増加させることができる。


ICの電源ラインにフェライトビーズを直列に接続するのが一般的である. フェライトビーズは高周波電流に大きなインピーダンスを示すので, 電源減結合コンデンサの効果は強化される. バイパスは、コンポーネントまたはケーブルから離れて不必要なコモンモードRFエネルギーの放電です. その本質は、感受性領域から望ましくないエネルギーを放出するACブランチを作成することである. 加えて, また、フィルタ機能を提供します. そのフィルタリング機能は明らかにそれ自身の帯域幅によって制限されます. バイパスは、フィルタリング設計として集合的に言及されることがある. バイパスまたはフィルタリングは、通常、電源とグランドとの間に適用される, 信号と地面の間に, または異なる敷地の間. デカップリングとは違う. しかし、コンデンサが使用される方法に関しても同じです, 一般的に記載されているコンデンサは、デカップリングおよびバイパスの両方に適用される. エネルギー貯蔵は、使用される信号ピンが容量性負荷の下で同時にスイッチされるときに、一定の直流電圧およびデバイスに供給される電流を維持するために使用される. また、diのために力の低下を防止します/デバイスのDT電流サージ. デカップリングが高周波のカテゴリーであるならば, そしてエネルギー貯蔵は低周波数のカテゴリーとして理解できる PCBボード.