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Qual è lo scopo dei molteplici condensatori su un chipAlimentazione elettricaPin?
Come ingegneri elettronici, si sa che i condensatori svolgono generalmente quattro funzioni primarie: disaccoppiamento, accoppiamento (bloccando la DC consentendo a passare l'AC), filtraggio e accumulo di energia. Oggi mi concentrerò sulla spiegazione della funzione di disaccoppiamento.
Tipi comuni di condensatori di disaccoppiamento
L'immagine sopra mostra uno schema parziale della configurazione minima di alimentazione del microcontrollore della serie STM32. Questo MCU richiede cinque rotaie di alimentazione da 3,3 V, che sono in genere fornite da un LDO (regolatore di abbandono basso), come l'LM1117.
Perché i condensatori di disaccoppiamento sono necessari
Mentre gli LDO generalmente forniscono tensioni più stabili rispetto aConvertitori DC-DC(EG, TPS5430), anche le tensioni fornite da LDO possono mostrare instabilità per chip ad alte prestazioni. Per affrontare questo, posizioniamo i condensatori di disaccoppiamento vicino ai perni di alimentazione del chip. Questi condensatori assorbono il rumore CA ad alta frequenza dall'alimentazione, deviandolo a terra, garantendo così che il chip riceva una tensione CC stabile e affidabile. Per prestazioni ottimali, i condensatori di disaccoppiamento devono essere posizionati il più vicino possibile ai pin del chip.
Perché viene comunemente usato un condensatore da 0,1 μF?
Quando studiamo l'integrità del potere, analizziamo spesso il condensatore come in questo modo, a frequenze più basse, il condensatore funziona principalmente come filtro. Tuttavia, all'aumentare della frequenza, la componente induttiva del condensatore diventa significativo e alla fine domina. Oltre a una soglia di frequenza specifica, l'efficacia del filtraggio del condensatore diminuisce. Questo significa che aalte frequenze, il condensatore non si comporta più come un condensatore "puro". Le caratteristiche di filtraggio effettive di un condensatore sono illustrate nella curva seguente:
Dalla curva, il filtraggio ideale si verifica nel punto più basso delimpedenzacurva (impedenza minima). Tuttavia, all'aumentare della frequenza, un condensatore da 0,1μF diventa meno efficace rispetto a un condensatore da 0,01μF. A frequenze ancora più alte, per il filtro ottimale sono necessari valori di capacità più piccoli (ad es. 0,001μf).
Soluzione: condensatori paralleli
Per affrontare questa limitazione, molti progetti di circuiti utilizzano più condensatori in parallelo con diversi valori di capacità. Combinando i condensatori di valori diversi, l'intervallo di frequenza di filtraggio effettivo viene ampliata, garantendo una migliore soppressione del rumore attraverso uno spettro più ampio. Questo approccio consente di migliorare le prestazioni di filtraggio su una gamma più ampia di frequenze.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
Tempo post: MAR-07-2025
