Wann kann die Eigenresonanz eines Kondensators in Bypass- und Entkopplungsanwendungen eine schlechte Sache sein?

Ein idealer Kondensator hat eine Impedanz, die mit zunehmender Frequenz sinkt, was gut zum Entkoppeln von hochfrequentem Rauschen ist.

Echte Kondensatoren haben jedoch eine gewisse Menge an parasitärer Induktivität, die in Reihe mit der Kapazität erscheint und einen Reihenresonanzkreis bildet.

Eine solche Schaltung hat bei ihrer Resonanzfrequenz eine minimale Impedanz, und bei höheren Frequenzen beginnt die Impedanz wieder anzusteigen, was für die Entkopplung weniger nützlich ist.

Aus diesem Grund ist es manchmal sinnvoll, eine Reihe verschiedener Kondensatoren zu verwenden, um Anwendungen mit großer Bandbreite zu entkoppeln. jeder bietet die für ein bestimmtes Frequenzband erforderliche niedrige Impedanz.

Aber Vorsicht vor seltsamen Kreuzresonanzeffekten! Manchmal interagiert die Kapazität eines Kondensators mit der Induktivität eines anderen Kondensators, um einen Parallelresonanzkreis zu erzeugen, der bei seiner Resonanzfrequenz eine sehr hohe Impedanz hat. Überprüfen Sie Ihre Implementierung mit einem Breitband-Netzwerkanalysator.

Ein Bypass-Kondensator ist niemals isoliert, selbst wenn nur „einer“ auf einer Platine vorhanden ist. Es gibt interne (dh auf dem Chip) Bypass-Kappen, die aus Gate-Kapazität oder MIM/PIP (Metal Insulator Metal oder Poly Insulator Poly) gebildet werden, es gibt die Bonddrahtkapazität, die Streukapazität mit anderen Pins, die Kapazität von Leiterbahnen gegen Masse. Wenn man all dies betrachtet, dann ...

Absolut, diese Resonanz würde durch den in den Stromstößen vorhandenen Frequenzinhalt, der durch die Bypass-Kappen unterdrückt werden soll, gekitzelt/gezündet oder angeregt. In diesem Fall gibt es nicht nur keine Energieabsorption des unerwünschten Signals, sondern es kann auch eine Verstärkung oder zusätzliche Energie in sehr unterschiedlichen Frequenzen geben, die auf diese Stifte aufgeprägt wird.

In den meisten Designs ist es umso schwieriger, ein gutes PSRR (Power Supply Rejection Ratio) zu haben, je höher die Frequenz ist, und daher wäre diese Resonanzfrequenz wahrscheinlich wahrnehmbar).

Schauen Sie sich die Ergebnisse von hier aus an , ein Ausschnitt aus einer herausragenden Handlung ist unten gezeigt: (bitte den Artikel für Kontext)