Sådan placeres og installeres afkoblingskondensatorer under PCB-layout

Afkoblingskondensatorer er komponenter, der bruges til at reducere højfrekvent støj og elektromagnetisk interferens i et kredsløb. De kan også levere strøm til en IC. Denne artikel vil diskutere retningslinjerne for placering af disse kondensatorer. Hvis du følger disse retningslinjer, vil du kunne designe et kredsløb med lavere omkostninger og mindre risiko for produktionsfejl.

Reducerer højfrekvent støj i strømforsyningssignaler

Støj i strømforsyninger kan påvirke en enheds ydeevne negativt. Denne uønskede energi genereres ofte af højfrekvente switching-kredsløb til effektkonvertering. Støj kan også udstråles fra ledninger eller PCB-spor. Flere fremgangsmåder kan hjælpe med at minimere støj i strømforsyninger. Her er tre almindelige fremgangsmåder.

Først skal du identificere kilden til støjen. Denne støj kan stamme fra mange forskellige kilder, herunder koblingsfrekvensstøj og ringning efter koblingsovergange. Støjen kan også være forårsaget af flere koblingsregulatorer i et system. Denne type støj kan reduceres med signalanalyseteknikker.

Ud over at afskærme kablerne skal man bruge kabinetter og filtre til at reducere udstrålet støj. Kabinetter med åbninger, der er en kvart bølgelængde eller mindre, kan reducere det meste af støjen. Hvis du bruger en dataopsamlingsenhed, skal du sørge for, at kabinettet er designet til at minimere den støj, der udstråles fra udstyret.

Reducerer elektromagnetisk interferens

Afkoblingskondensatorer bruges i printkort til at forhindre interferens fra elektromagnetiske bølger. I PCB-layout installeres kondensatorer på effektplanet og på jordplanet. Denne adskillelse forhindrer parallelle kapacitanser, som kan forårsage problemer med elektromagnetisk kompatibilitet. Derudover har kondensator-PCB'er ensartede fordelinger og høj frekvensrespons. For at opnå de bedste resultater bør disse komponenter placeres tæt på strøm- og jordplanerne. Kredsløb, der producerer signaler med høj effekt og høj hastighed, bør placeres tæt på jordplanet, og kredsløb, der producerer signaler med lav effekt og lav frekvens, bør lægges tættere på overfladen eller effektplanet.

Når du installerer afkoblingskondensatorer på PCB-layoutet, skal du sørge for at vælge kondensatorer med høj værdi, der er placeret så tæt på kilden til interferens som muligt. De bør også placeres i nærheden af stikkene til indgangssignaler. Ideelt set skal disse kondensatorer placeres i serie med sporet. Det anbefales at vælge kondensatorer, der er mindst 10 gange større end den samlede afkoblingskapacitans i kredsløbet.

Kan levere strøm til en IC

Strømforsyningsben er de terminaler, der bruges til at levere spænding og strøm til en IC. En IC har typisk to strømforsyningsben. Disse ben er forbundet til strømskinnerne i kredsløbet. Stifterne er mærket forskelligt afhængigt af producenten og familien af IC'er.

Retningslinjer for placering af afkoblingskondensatorer

Når man designer et PCB-layout, er placeringen af afkoblingskondensatorer et vigtigt skridt for at sikre printkortets strøm- og signalintegritet. Ved at følge de korrekte retningslinjer for placering kan du sikre, at kondensatorerne placeres optimalt. Disse retningslinjer kan findes i komponentens datablad.

I et PCB-layout placeres afkoblingskondensatorer typisk på det samme lag som den digitale jordforbindelse. Nogle gange er de også forbundet mellem to separate PCB-jordlag. Afkoblingskondensatorer skal placeres tæt på komponentstifter for at sikre et jævnt strømflow i planet. Når man designer en afkoblingskondensator, anbefales det, at den har den højest mulige nominelle kapacitans.

Ud over at følge retningslinjerne for placering ovenfor, bør afkoblingskondensatorer placeres så tæt som muligt på komponentens spændingspin. Det er med til at reducere den samlede tilslutningsinduktans og forbedre højfrekvensfiltreringen.