Cómo colocar e instalar condensadores de desacoplamiento durante el diseño de la placa de circuito impreso

Los condensadores de desacoplamiento son componentes utilizados para reducir el ruido de alta frecuencia y las interferencias electromagnéticas en un circuito. También pueden proporcionar alimentación a un circuito integrado. En este artículo se describen las pautas de colocación de estos condensadores. Siguiendo estas directrices, podrá diseñar un circuito con menores costes y menos riesgo de errores de fabricación.

Reduce el ruido de alta frecuencia en las señales de la fuente de alimentación

El ruido en las fuentes de alimentación puede afectar negativamente al rendimiento de un dispositivo. Esta energía no deseada suele generarse en los circuitos de conmutación de conversión de potencia de alta frecuencia. El ruido también puede irradiarse desde los cables o las trazas de la placa de circuito impreso. Varias prácticas pueden ayudar a minimizar el ruido en las fuentes de alimentación. He aquí tres prácticas comunes.

En primer lugar, hay que identificar la fuente del ruido. Este ruido puede proceder de muchas fuentes distintas, como el ruido de frecuencia de conmutación y el zumbido tras las transiciones de conmutación. El ruido también puede estar causado por múltiples reguladores de conmutación en un sistema. Este tipo de ruido puede reducirse con técnicas de análisis de señales.

Además de apantallar los cables, utilice armarios y filtros para reducir el ruido radiado. Las cajas con aberturas de un cuarto de longitud de onda o menos pueden reducir la mayor parte del ruido. Si utiliza una unidad de adquisición de datos, asegúrese de que la caja está diseñada para minimizar el ruido radiado por el equipo.

Reduce las interferencias electromagnéticas

Los condensadores de desacoplamiento se utilizan en las placas de circuito impreso para evitar las interferencias de las ondas electromagnéticas parásitas. En el diseño de placas de circuito impreso, los condensadores se instalan en el plano de potencia y en el plano de tierra. Esta separación evita las capacitancias paralelas, que pueden causar problemas de compatibilidad electromagnética. Además, las placas de circuito impreso con condensadores tienen distribuciones uniformes y una respuesta de alta frecuencia. Para obtener los mejores resultados, estos componentes deben colocarse cerca de los planos de potencia y de tierra. Los circuitos que producen señales de alta potencia y alta velocidad deben colocarse cerca del plano de tierra y los circuitos que producen señales de baja potencia y baja frecuencia deben colocarse más cerca del plano de superficie o de potencia.

Cuando instale condensadores de desacoplamiento en el diseño de la placa de circuito impreso, asegúrese de seleccionar condensadores de alto valor situados lo más cerca posible de la fuente de interferencias. También deben colocarse cerca de los conectores para las señales de entrada. Lo ideal es colocar estos condensadores en serie con la traza. Se recomienda seleccionar condensadores que sean al menos 10 veces mayores que la capacitancia de desacoplamiento total del circuito.

Puede alimentar un circuito integrado

Los pines de alimentación son los terminales utilizados para suministrar tensión y corriente a un circuito integrado. Normalmente, un circuito integrado tiene dos clavijas de alimentación. Estas patillas están conectadas a los raíles de alimentación del circuito. Los pines están etiquetados de forma diferente dependiendo del fabricante y de la familia de circuitos integrados.

Pautas de colocación de los condensadores de desacoplamiento

Al diseñar una placa de circuito impreso, la colocación de los condensadores de desacoplamiento es un paso importante para garantizar la integridad de la alimentación y la señal de la placa. Siguiendo las directrices de colocación adecuadas, puede asegurarse de que los condensadores se colocan en ubicaciones óptimas. Estas directrices se pueden encontrar en la hoja de datos del componente.

En un diseño de PCB, los condensadores de desacoplamiento suelen colocarse en la misma capa que la toma de tierra digital. A veces también se conectan entre dos tomas de tierra separadas. Los condensadores de desacoplamiento deben colocarse cerca de los pines de los componentes para garantizar un flujo de corriente suave en el plano. Al diseñar un condensador de desacoplamiento, se recomienda que tenga la mayor capacitancia nominal posible.

Además de seguir las directrices de colocación anteriores, los condensadores de desacoplamiento deben colocarse lo más cerca posible de la patilla de tensión del componente. Esto ayuda a reducir la inductancia general de conexión y a mejorar el filtrado de alta frecuencia.