Comment placer et installer des condensateurs de découplage lors de l'élaboration du circuit imprimé ?

Les condensateurs de découplage sont des composants utilisés pour réduire le bruit à haute fréquence et les interférences électromagnétiques dans un circuit. Ils peuvent également alimenter un circuit intégré. Cet article traite des règles de placement de ces condensateurs. En suivant ces conseils, vous pourrez concevoir un circuit à moindre coût et avec moins de risques d'erreurs de fabrication.

Réduit le bruit à haute fréquence dans les signaux d'alimentation électrique

Le bruit dans les alimentations peut affecter négativement les performances d'un appareil. Cette énergie indésirable est souvent générée par des circuits de commutation de conversion d'énergie à haute fréquence. Le bruit peut également être émis par les fils ou les circuits imprimés. Plusieurs pratiques peuvent contribuer à minimiser le bruit dans les alimentations. Voici trois pratiques courantes.

Il faut d'abord identifier la source du bruit. Ce bruit peut provenir de nombreuses sources différentes, y compris le bruit de fréquence de commutation et la sonnerie après les transitions de commutation. Le bruit peut également être causé par la présence de plusieurs régulateurs de commutation dans un système. Les techniques d'analyse des signaux permettent de réduire ce type de bruit.

Outre le blindage des câbles, il convient d'utiliser des boîtiers et des filtres pour réduire le bruit rayonné. Les boîtiers dont les ouvertures sont d'un quart de longueur d'onde ou plus petites peuvent réduire la plus grande partie du bruit. Si vous utilisez une unité d'acquisition de données, assurez-vous que le boîtier est conçu pour minimiser le bruit rayonné par l'équipement.

Réduction des interférences électromagnétiques

Les condensateurs de découplage sont utilisés dans les circuits imprimés pour éviter les interférences dues aux ondes électromagnétiques parasites. Dans l'agencement des circuits imprimés, les condensateurs sont installés sur le plan d'alimentation et sur le plan de masse. Cette séparation permet d'éviter les capacités parallèles, qui peuvent poser des problèmes de compatibilité électromagnétique. En outre, les circuits imprimés de condensateurs ont une distribution uniforme et une réponse en fréquence élevée. Pour obtenir les meilleurs résultats, ces composants doivent être placés à proximité des plans d'alimentation et de masse. Les circuits qui produisent une puissance élevée et des signaux à grande vitesse doivent être placés près du plan de masse et les circuits qui produisent une faible puissance et des signaux à basse fréquence doivent être placés plus près de la surface ou du plan de puissance.

Lors de l'installation de condensateurs de découplage sur le circuit imprimé, veillez à sélectionner des condensateurs de grande valeur situés aussi près que possible de la source d'interférence. Ils doivent également être placés à proximité des connecteurs des signaux d'entrée. Idéalement, ces condensateurs devraient être placés en série avec la trace. Il est recommandé de sélectionner des condensateurs qui sont au moins 10 fois plus grands que la capacité totale de découplage du circuit.

Peut alimenter un circuit intégré

Les broches d'alimentation sont les bornes utilisées pour fournir la tension et le courant à un circuit intégré. En général, un circuit intégré possède deux broches d'alimentation. Ces broches sont connectées aux rails d'alimentation du circuit. Les broches sont étiquetées différemment selon le fabricant et la famille de circuits intégrés.

Directives de placement des condensateurs de découplage

Lors de la conception d'un circuit imprimé, le placement des condensateurs de découplage est une étape importante pour garantir l'intégrité de l'alimentation et du signal de la carte. En suivant les directives de placement appropriées, vous pouvez vous assurer que les condensateurs sont placés dans des endroits optimaux. Ces directives se trouvent dans la fiche technique du composant.

Dans un circuit imprimé, les condensateurs de découplage sont généralement placés sur la même couche que la coulée de terre numérique. Ils sont aussi parfois connectés entre deux coulées de terre distinctes. Les condensateurs de découplage doivent être placés à proximité des broches des composants afin d'assurer une circulation fluide du courant dans le plan. Lors de la conception d'un condensateur de découplage, il est recommandé qu'il ait la capacité nominale la plus élevée possible.

En plus de suivre les directives de placement ci-dessus, les condensateurs de découplage doivent être placés aussi près que possible de la broche de tension du composant. Cela permet de réduire l'inductance globale de la connexion et d'améliorer le filtrage des hautes fréquences.