單獨集成電路的局部濾波
每塊印刷電路板都需要相當多的旁路電容來(lái)抵消電源線(xiàn)的電感。但每塊印刷電路板實(shí)際上只需要一個(gè)理想的旁路電容就可以完全解決電源分配問(wèn)題。
可惜的是,沒(méi)有理想的電容。每個(gè)單獨的電容都有一定的串聯(lián)引腳電感L,在非常高的頻率上,它的阻抗將會(huì )上升,而不是下降。引腳電感是否成為問(wèn)題,取決于數字轉折頻率F,見(jiàn)下式,以及必須達到的阻抗X。
我們可以計算一個(gè)給定的旁路電容的最高有效頻率:
一個(gè)大小合適的電容在頻率FPSW和F旁路之間都是有效的。幸運的是,兩個(gè)頻率之間有一個(gè)大的間隔。
例 旁路電容的最高有效頻率
根據例8.1,假設10UF電容有一個(gè)LC2=5NH的串聯(lián)電感。我們要達到的XMAX為0.1歐。計算它的最大有效頻率:
這個(gè)電容從159KHZ到3.18MHZ都是有效的,范圍約為16:1。
一個(gè)大的旁路電容允許我們到達頻率F旁路。為了保證F旁路以上的低阻抗,需要另個(gè)一個(gè)串聯(lián)電廠(chǎng)比較低的電容。得到非常低的電感的最好方法是并聯(lián)許多小的電容??梢栽谟∷㈦娐钒宓闹?chē)⒉寂月冯娙莸牟⒙?lián)陣列。
有3個(gè)因素將會(huì )決定電源和地之間的阻抗:
在低頻,取決于電源線(xiàn)的電感
在中頻,取決于電路板級旁路電容的阻抗
在高頻,取決于分布電容陣列的阻抗
下一步是設計旁路電容陣列的過(guò)程。盡管這個(gè)過(guò)程大部分與“電源分配線(xiàn)的電感”中的程序類(lèi)似。不同的是,“電源分配線(xiàn)的電感”確定了電源線(xiàn)的電感,但這里要設計確定局部旁路電容的串聯(lián)電感。
1、我們希望系統達到頻率FKNEE。計算在如此高的頻率下的電廠(chǎng)感容限,見(jiàn)式()關(guān)于轉折頻率的定義。
2、找出計劃使用的旁路電容的串聯(lián)電感LC3。一個(gè)表面安裝的電容,連同非常短、寬的通孔,其典型的串聯(lián)電感是1NH。一個(gè)插接旁路電容的典型串聯(lián)電感值是5NH。使用這些值計算到總的目標電感所需的旁路電容數目。
3、在頻率F旁路以下,電容陣列的總的阻抗必須小于XMAX,由此計算總陣列電容。
4、計算陣列中每個(gè)元件的電容。
例:電容陣列
旁路電容我們采用10UF,串聯(lián)電感是5NH,我們希望得到XMAX=0.1歐。
我們需要一個(gè)由32個(gè)電容組成的陣列,每個(gè)電容為0.016UF,串聯(lián)電感為5NH或更小。
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