Hoe ontkoppelingscondensatoren plaatsen en installeren tijdens PCB-lay-out

Ontkoppelcondensatoren zijn componenten die gebruikt worden om hoogfrequente ruis en elektromagnetische interferentie in een schakeling te verminderen. Ze kunnen ook stroom leveren aan een IC. Dit artikel bespreekt de plaatsingsrichtlijnen voor deze condensatoren. Door deze richtlijnen te volgen, kun je een schakeling ontwerpen met lagere kosten en minder risico op fabricagefouten.

Vermindert hoogfrequente ruis in voedingssignalen

Ruis in voedingen kan de prestaties van een apparaat negatief beïnvloeden. Deze ongewenste energie wordt vaak gegenereerd door hoogfrequente schakelingen voor vermogensomzetting. Ruis kan ook worden uitgestraald via draden of PCB-sporen. Er zijn verschillende manieren om ruis in voedingen te minimaliseren. Hier zijn drie veelgebruikte methoden.

Identificeer eerst de bron van de ruis. Deze ruis kan afkomstig zijn van veel verschillende bronnen, waaronder schakelfrequentieruis en rinkelen na schakelovergangen. De ruis kan ook worden veroorzaakt door meerdere schakelende regelaars in een systeem. Dit type ruis kan worden verminderd met signaalanalysetechnieken.

Gebruik naast het afschermen van kabels ook behuizingen en filters om afgestraalde ruis te verminderen. Behuizingen met openingen van een kwart golflengte of kleiner kunnen het meeste lawaai verminderen. Als u een gegevensverzamelingseenheid gebruikt, zorg er dan voor dat de behuizing ontworpen is om de ruis die door de apparatuur wordt uitgestraald te minimaliseren.

Vermindert elektromagnetische interferentie

Ontkoppelingscondensatoren worden gebruikt in printplaten om interferentie van zwervende elektromagnetische golven te voorkomen. In PCB layout worden condensatoren geïnstalleerd op het voedingsvlak en op het massavlak. Deze scheiding voorkomt parallelle capaciteiten die problemen kunnen veroorzaken bij elektromagnetische compatibiliteit. Bovendien hebben PCB's met condensatoren een uniforme verdeling en een hoge frequentierespons. Voor de beste resultaten moeten deze componenten dicht bij de voedings- en massaplaten worden geplaatst. Circuits die een hoog vermogen en snelle signalen produceren, moeten dicht bij de massaplaat worden geplaatst en circuits die een laag vermogen en lage frequentiesignalen produceren, moeten dichter bij het oppervlak of de vermogensplaat worden gelegd.

Bij het installeren van ontkoppelingscondensatoren op de printlayout moet u condensatoren met een hoge waarde kiezen die zo dicht mogelijk bij de storingsbron worden geplaatst. Ze moeten ook in de buurt van de connectoren voor ingangssignalen worden geplaatst. Idealiter worden deze condensatoren in serie met het spoor geplaatst. Het wordt aanbevolen om condensatoren te kiezen die minstens 10 keer groter zijn dan de totale ontkoppelcapaciteit van het circuit.

Kan voeding leveren aan een IC

Voedingspinnen zijn de aansluitingen die worden gebruikt om een IC van spanning en stroom te voorzien. Meestal heeft een IC twee voedingspinnen. Deze pennen zijn verbonden met de stroomrails van het circuit. De pinnen zijn verschillend gelabeld, afhankelijk van de fabrikant en familie van IC's.

Plaatsingsrichtlijnen voor ontkoppelingscondensatoren

Bij het ontwerpen van een PCB-lay-out is de plaatsing van ontkoppelingscondensatoren een belangrijke stap om de stroom- en signaalintegriteit van de printplaat te garanderen. Door de juiste plaatsingsrichtlijnen te volgen, kunt u ervoor zorgen dat de condensatoren op optimale locaties worden geplaatst. Deze richtlijnen zijn te vinden in de datasheet van de component.

In een PCB layout worden ontkoppelingscondensatoren meestal op dezelfde laag geplaatst als de digitale aarding. Soms worden ze ook verbonden tussen twee afzonderlijke PCB-aardingsgoten. Ontkoppelcondensatoren moeten dicht bij componentpennen worden geplaatst om een soepele stroomdoorgang in het vlak te garanderen. Bij het ontwerpen van een ontkoppelingscondensator wordt aanbevolen dat deze de hoogst mogelijke nominale capaciteit heeft.

Naast het volgen van de plaatsingsrichtlijnen hierboven, moeten ontkoppelcondensatoren zo dicht mogelijk bij de spanningspen van de component geplaatst worden. Dit helpt de totale aansluitinductantie te verminderen en de hoogfrequent filtering te verbeteren.