Como colocar e instalar capacitores de desacoplamento durante o layout da PCB

Os condensadores de desacoplamento são componentes utilizados para reduzir o ruído de alta frequência e a interferência electromagnética num circuito. Podem também fornecer energia a um circuito integrado. Este artigo abordará as diretrizes de colocação destes condensadores. Se seguir estas diretrizes, poderá conceber um circuito com custos mais baixos e menos risco de erros de fabrico.

Reduz o ruído de alta frequência nos sinais da fonte de alimentação

O ruído nas fontes de alimentação pode afetar negativamente o desempenho de um dispositivo. Esta energia indesejada é frequentemente gerada por circuitos de comutação de conversão de energia de alta frequência. O ruído também pode ser irradiado por fios ou traços de PCB. Várias práticas podem ajudar a minimizar o ruído nas fontes de alimentação. Aqui estão três práticas comuns.

Primeiro, identifique a fonte do ruído. Este ruído pode ter origem em muitas fontes diferentes, incluindo o ruído da frequência de comutação e o zumbido após as transições de comutação. O ruído também pode ser causado por múltiplos reguladores de comutação num sistema. Este tipo de ruído pode ser reduzido com técnicas de análise de sinal.

Para além da blindagem dos cabos, utilize caixas e filtros para reduzir o ruído radiado. As caixas com aberturas de um quarto de comprimento de onda ou mais pequenas podem reduzir a maior parte do ruído. Se estiver a utilizar uma unidade de aquisição de dados, certifique-se de que a caixa foi concebida para minimizar o ruído irradiado pelo equipamento.

Reduz as interferências electromagnéticas

Os condensadores de desacoplamento são utilizados nas placas de circuitos para evitar a interferência de ondas electromagnéticas dispersas. Na disposição da placa de circuito impresso, os condensadores são instalados no plano de potência e no plano de terra. Esta separação evita capacitâncias paralelas, que podem causar problemas de compatibilidade electromagnética. Além disso, as PCB de condensadores têm distribuições uniformes e uma resposta de alta frequência. Para obter os melhores resultados, estes componentes devem ser colocados perto dos planos de potência e de terra. Os circuitos que produzem sinais de alta potência e alta velocidade devem ser colocados perto do plano de terra e os circuitos que produzem sinais de baixa potência e baixa frequência devem ser colocados mais perto da superfície ou do plano de potência.

Ao instalar condensadores de desacoplamento na disposição da placa de circuito impresso, certifique-se de que seleciona condensadores de valor elevado que estejam localizados o mais próximo possível da fonte de interferência. Devem também ser colocados perto dos conectores dos sinais de entrada. Idealmente, estes condensadores devem ser colocados em série com o traço. Recomenda-se a seleção de condensadores que sejam, pelo menos, 10 vezes maiores do que a capacidade total de desacoplamento do circuito.

Pode fornecer energia a um CI

Os pinos de alimentação são os terminais utilizados para fornecer tensão e corrente a um CI. Normalmente, um CI tem dois pinos de alimentação eléctrica. Estes pinos estão ligados às barras de alimentação do circuito. Os pinos são rotulados de forma diferente, dependendo do fabricante e da família de CIs.

Orientações para a colocação de condensadores de desacoplamento

Ao conceber a disposição de uma placa de circuito impresso, a colocação de condensadores de desacoplamento é um passo importante para garantir a integridade da alimentação e do sinal da placa. Seguindo as diretrizes de colocação adequadas, pode garantir que os condensadores são colocados em locais óptimos. Estas diretrizes podem ser encontradas na folha de dados do componente.

Numa disposição de PCB, os condensadores de desacoplamento são normalmente colocados na mesma camada que a ligação à terra digital. Por vezes, também são ligados entre duas camadas de terra separadas da PCB. Os condensadores de desacoplamento devem ser colocados perto dos pinos dos componentes para garantir um fluxo de corrente suave no plano. Ao projetar um condensador de desacoplamento, recomenda-se que tenha a maior capacitância nominal possível.

Para além de seguir as orientações de colocação acima, os condensadores de desacoplamento devem ser colocados o mais próximo possível do pino de tensão do componente. Isto ajuda a reduzir a indutância global da ligação e a melhorar a filtragem de alta frequência.