Meine Frage ist: Warum müssen wir in 99% der Designs keinen RC-Filter für die Stromversorgung des IC bereitstellen, es ist nur ein einzelner Kondensator erforderlich? Ich weiß, dass Pfade einen gewissen Widerstand haben, aber der niedrigste Widerstand im RC-Filter ist umso größer, je größer die Bandbreite ist, was nicht erforderlich ist. Warum brauchen wir nur einen Kondensator anstelle eines RC-Filters - basieren wir auf dem internen Widerstand der Gleichstromversorgung?
Meine zweite Frage ist: Warum brauchen wir manchmal (wie bei der DDR3-VDD-Filterung) einen LC-Filter anstelle nur eines Kondensators mit größerer Kapazität? Hängt es mit der Senkung des Preises für Design zusammen?
Ein Filterkondensator in der Nähe eines Chipstifts kann vielen Zwecken dienen; Einige davon würden von einem Filterwiderstand profitieren - oder noch besser, einer Induktivität, während andere nicht davon profitieren würden.
Stellen Sie sich einen digitalen IC vor, wie einen Mikrocontroller. Sein Zweck ist es, viele CMOS-Gatter mehrere Millionen Mal pro Sekunde zu laden und zu entladen, und um dies zu tun, benötigt es eine Menge Ladung in der Nähe. Wenn die Stromversorgung "weit entfernt" ist, führt die zusätzliche Induktivität der Drähte / Leiterbahnen dazu, dass die lokale Eingangsspannung ziemlich absackt. Hier verwenden Sie einen Kondensator, um die lokale VDD-Impedanz auf Masse zu senken - Sie kümmern sich nicht um Rauschen, das Hinzufügen eines Widerstands würde die Impedanz erhöhen (und Geld kosten), also tun Sie es nicht.
Betrachten Sie stattdessen den REF-Eingang eines ADC. Der Strombedarf solcher Pins liegt normalerweise im µA-Bereich, daher ist das Hinzufügen eines Vorwiderstands kein Problem, und Sie reduzieren dadurch die BW des Breitbandrauschens, das Sie dem IC zur Verfügung stellen.
Dies sind nur zwei grundlegende Beispiele, aber ich hoffe, sie zeigen, dass bei Entkopplern viele Faktoren eine Rolle spielen:
Abhängig von den oben genannten und anderen Faktoren können Sie eine Strategie entwickeln und umsetzen, aber es gibt keine Einheitslösung.
Warum müssen wir in 99 % der Designs keinen RC-Filter für die Stromversorgung des ICs bereitstellen, es ist nur ein einzelner Kondensator erforderlich?
Nun, es ist nicht der Widerstand in den Kupferzuführungen zum Chip, der hier relevant oder wichtig ist. Der wichtige Aspekt der Stromversorgungsverbindungen zu einem Chip ist die effektive Reiheninduktivität. Dies ist die parasitäre Induktivität der Zuleitungen/Leiterbahnen/Kupfer.
Diese Induktivität begrenzt die Spitzenstromaufnahme des Chips, wenn der Chip einen pulsierenden Strom aufnimmt. Der an die Chipschenkel angelegte Kondensator wirkt als Energiereservoir, damit der Chip lokal seine benötigten Spitzenströme erhalten kann.
Dann stellen Sie fest, dass es einen Vorteil hat, diese pulsierenden Ströme lokal zu halten - es erzeugt die kleinste Schleifenfläche und minimiert die emittierte Strahlung.
Meine zweite Frage ist: Warum brauchen wir manchmal (wie bei der DDR3-VDD-Filterung) einen LC-Filter anstelle nur eines Kondensators mit größerer Kapazität?
Können Sie sehen, wie diese zweite Frage jetzt mit dem oben beschriebenen Problem der parasitären Induktivität zusammenhängt? Eine zusätzliche Induktivität verhindert (in viel größerem Maße), dass Impulsströme andere Teile der Schaltung beeinflussen, dh die Induktivität wirkt wie ein EMV-Trenner.
Wir konzipieren Stromzuführungen zu Chips auf einer Leiterplatte mit niedrigem Widerstand, damit statische Gleichströme keinen konstanten Spannungsabfall erzeugen und dazu führen, dass die Schaltungschips mit einer Unterspannung versorgt werden.
Benutzer19579
MarkU