Навіщо потрібні конденсатори максимально наближені до пристрою?

Лише просте запитання: що саме стоїть за необхідністю розміщення конденсаторів якомога ближче до штирів споживаючих пристроїв? Це індуктивність, опір чи, можливо, опір доріжки друкованої плати або дроту, що впливає на електричний заряд?

Це індуктивність,

Так

опір

Так

або, можливо, імпеданс доріжки PCB

Так

або дріт

Так

що впливає на електричний заряд?

хм .. це впливає на електричний струм, не стільки на заряд. Струм від конденсатора до роз'єднаного пристрою повинен відповідати якнайменшій «перешкоді».

Прилади можуть мати величезні струми припливу при перемиканні та без відключення цього струму струму, а також опір / індуктивність електропроводки може призвести до зниження напруги живлення нижче мінімальної робочої напруги живлення. Роздільна кришка є для запобігання такої ситуації. Зберігаючи петлю малою, низькою індуктивністю, низьким опором, конденсатор може ізолювати струм напруги від фактичного джерела живлення, який має набагато довші сліди / відводи та з тим більшим опором.

Це специфікація BS (якщо припустити, що ви говорите про обхідні кришки сучасного цифрового ІМС). "Як можна ближче" - це просто дурниця. Хто визначає "можливо"?

Усі ми повинні протестувати, коли подібні речі бачимо у таблиці.

Що нам потрібно бачити - це фактичні вимоги. Як макс-імпеданс від постійного струму до максимальної частоти - або щось подібне (про це я писав тут ).

Якщо припустити, що ви використовуєте дві щільно з'єднані площини потужності (що на сьогоднішній день є найпростішим способом зробити пристойний розподіл потужності на друкованій платі для сучасних цифрових деталей), відстань насправді не має значення в типовому випадку.

Здивувались? Це насправді стара новина. Добре це задокументовано 20 років тому.

Подивіться на тісно пов'язану пару силових площин як на дуже широку лінію електропередачі (дуже низький опір). Пам'ятайте, що дискретний конденсатор має резонансну частоту приблизно 100 МГц або менше.

Якщо ви згадуєте формулу для переходу від пропускної здатності до часу наростання: BW = 0,35 / t_r, очевидно, що дискретний конденсатор матиме "час підйому" в порядку 3,5ns або більше. Це відповідає більше 50 см на дошці. Більшість дощок приблизно такого розміру або менших розмірів, так що майже будь-де на дошці буде добре.

Індуктивність площин практично дорівнює нулю порівняно з індуктивністю конденсатора та його кріпленням.

Опір твердої площини Cu також дуже низький, але щось, що ви повинні враховувати не тільки для байпасу, але і для постійного струму, якщо ви використовуєте деталі з дуже низьким напругою (1,2 В як приклад) з дуже високим енергоспоживанням (10 А як приклад).

Не соромтеся деталізувати своє запитання, якщо ви не відчуваєте, що я накрив відповідь, яку ви шукали? Я можу говорити про це годинами. Але суть:

Відстань НЕ має значення в типовому випадку.

Варто зазначити, що в деяких випадках струм, знятий на відносно довгій доріжці PCB, може спричинити "інші" мікросхеми для отримання перешкод, тобто головна мікросхема, яка приймає великі сплески, все ще може бути в порядку з кришкою на деякій відстані, але, в іншому (можливо більш чутливі) схеми на одних і тих же лініях електропередач можуть не бути.

Випромінювані та проведені викиди також можуть бути проблемою, коли конденсатор не розміщений якнайближче до пристрою, який приймає струми сплеску.

Існує також невелика / рідше нижня сторона, і це відбувається (як приклад) на регуляторах напруги, коли "мідна" подача мікросхема має досить значну індуктивність. У ситуаціях з включенням живлення лінійна індуктивність та дуже локальний конденсатор можуть утворювати резонансну налаштовану схему, і напруга в конденсаторі може за короткий момент піднятися набагато вище максимальної напруги пристрою (незважаючи на нормальні рівні напруги живлення є цілком прийнятними). Це може дещо полегшитись, якщо конденсатор не знаходиться настільки близько, або має розподілену ємність, яка здатна збити основний пік резонансу. Це рідко, як я вже говорив.