多個(gè)去耦電容
發(fā)布時(shí)間:2014/4/17 21:01:15 訪問次數(shù):716
單一去耦電容網(wǎng)絡(luò)不能提供一個(gè)足夠低的電感。因此,高頻去耦問題的實(shí)際解決辦法依賴于使用多個(gè)去耦電容。HCF4069UM013TR已經(jīng)提出三種方法,它們是:
(1)使用相同值的多個(gè)屯容。
(2)使用兩種不同值的多個(gè)電容。
(3)使用不同值的多個(gè)電容,通常電容值間隔10倍,例如lruF、0.1弘F、0.OlpLF、0.OOlpLF、lOOpF等。
相同值的多個(gè)電容
如圖11-10所示,當(dāng)許多相同L-C網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)連接時(shí),總電容C。是其中C是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電容,咒是并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的個(gè)數(shù)。
其中L是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電感。參考式(10-8),我們可得出的結(jié)論是式(ll-6b)只在單一網(wǎng)絡(luò)電感間的互感相比于它們的自感可以忽略時(shí)是正確的。因此,L-C網(wǎng)絡(luò)必須彼此物理分開。
從式(ll-6a)和式(ll-6b)中注意到當(dāng)相同L_C網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)時(shí),電容(好的參數(shù))是乘以網(wǎng)絡(luò)的個(gè)數(shù),而電感(壞的參數(shù))是除以網(wǎng)絡(luò)的個(gè)數(shù)。因此,只需使用足夠多的并聯(lián)L-C網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)的電感可減小到任何想要的值。
有效地并聯(lián)多個(gè)L-C網(wǎng)絡(luò)的要求如下:
(1)使所有的電容值相同;這樣它們分配的電流相同。
(2)每個(gè)電容必須通過不同的電感饋人IC。因此它們不能放一起,因?yàn)檫@樣會(huì)產(chǎn)生互感。應(yīng)將它們散布開。
與其只考慮諧振頻率,分析去耦網(wǎng)絡(luò)有效性更好的方法是把IC看成一個(gè)噪聲電流發(fā)生器,如圖11-11所示。于是去耦網(wǎng)絡(luò)在關(guān)注的頻帶內(nèi)可以被設(shè)計(jì)成低阻抗以短路噪聲電流,并且阻止它污染電源總線。去耦網(wǎng)絡(luò)阻抗的最大允許值,有時(shí)稱為目標(biāo)阻抗,可以被確定,例如,100~200mfl,而被選擇的去耦網(wǎng)絡(luò)的阻抗可以被計(jì)算以確定阻抗小于目標(biāo)阻抗的頻率范圍。參考11.4.5節(jié)有更多確定目標(biāo)阻抗的信息。
圖11-12是不同數(shù)量(1,8,64,512)的相同L-C網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)時(shí)阻抗隨頻率變化的圖。在所有的情況下,總電容等于0. lruF,并且與每個(gè)電容串聯(lián)的電感都是15nH。
雖然通過使用多電容網(wǎng)絡(luò),高頻阻抗被顯著地減小,低頻阻抗沒有減小,只是諧振下降的頻率漂移。實(shí)際上,在低頻時(shí),單一電容網(wǎng)絡(luò)諧振時(shí),使用多個(gè)電容時(shí)的阻抗通常高于使用單一電容時(shí)的阻抗。這是因?yàn)樵?. lruF的情況下,在這些頻率,總電容不足夠大到使網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)低阻抗。
圖11-13與圖11-12相似,除了在這個(gè)圖中多個(gè)電容加起來總電容是lluF(替伐0.1VF)。結(jié)果是低頻阻抗顯著減小。對(duì)于512個(gè)電容的情況,圖11-13表明L-C去耦網(wǎng)絡(luò)的阻抗從1MHz~lOOOMHz都低于0.2Q。對(duì)于64個(gè)電容,阻抗從1MHz~350MHz都低于0.5Q。從
圖11-13中也注意到去耦網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率低于圖11-12所示網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率,但去耦的有效性提高了(低阻抗分布于更寬的頻率范圍)。因此,使用大量等值電容是一個(gè)使低阻抗去耦網(wǎng)絡(luò)在寬頻帶范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)有效方法。這個(gè)方法在對(duì)大的IC去耦時(shí)非常有效。
單一去耦電容網(wǎng)絡(luò)不能提供一個(gè)足夠低的電感。因此,高頻去耦問題的實(shí)際解決辦法依賴于使用多個(gè)去耦電容。HCF4069UM013TR已經(jīng)提出三種方法,它們是:
(1)使用相同值的多個(gè)屯容。
(2)使用兩種不同值的多個(gè)電容。
(3)使用不同值的多個(gè)電容,通常電容值間隔10倍,例如lruF、0.1弘F、0.OlpLF、0.OOlpLF、lOOpF等。
相同值的多個(gè)電容
如圖11-10所示,當(dāng)許多相同L-C網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)連接時(shí),總電容C。是其中C是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電容,咒是并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的個(gè)數(shù)。
其中L是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電感。參考式(10-8),我們可得出的結(jié)論是式(ll-6b)只在單一網(wǎng)絡(luò)電感間的互感相比于它們的自感可以忽略時(shí)是正確的。因此,L-C網(wǎng)絡(luò)必須彼此物理分開。
從式(ll-6a)和式(ll-6b)中注意到當(dāng)相同L_C網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)時(shí),電容(好的參數(shù))是乘以網(wǎng)絡(luò)的個(gè)數(shù),而電感(壞的參數(shù))是除以網(wǎng)絡(luò)的個(gè)數(shù)。因此,只需使用足夠多的并聯(lián)L-C網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)的電感可減小到任何想要的值。
有效地并聯(lián)多個(gè)L-C網(wǎng)絡(luò)的要求如下:
(1)使所有的電容值相同;這樣它們分配的電流相同。
(2)每個(gè)電容必須通過不同的電感饋人IC。因此它們不能放一起,因?yàn)檫@樣會(huì)產(chǎn)生互感。應(yīng)將它們散布開。
與其只考慮諧振頻率,分析去耦網(wǎng)絡(luò)有效性更好的方法是把IC看成一個(gè)噪聲電流發(fā)生器,如圖11-11所示。于是去耦網(wǎng)絡(luò)在關(guān)注的頻帶內(nèi)可以被設(shè)計(jì)成低阻抗以短路噪聲電流,并且阻止它污染電源總線。去耦網(wǎng)絡(luò)阻抗的最大允許值,有時(shí)稱為目標(biāo)阻抗,可以被確定,例如,100~200mfl,而被選擇的去耦網(wǎng)絡(luò)的阻抗可以被計(jì)算以確定阻抗小于目標(biāo)阻抗的頻率范圍。參考11.4.5節(jié)有更多確定目標(biāo)阻抗的信息。
圖11-12是不同數(shù)量(1,8,64,512)的相同L-C網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)時(shí)阻抗隨頻率變化的圖。在所有的情況下,總電容等于0. lruF,并且與每個(gè)電容串聯(lián)的電感都是15nH。
雖然通過使用多電容網(wǎng)絡(luò),高頻阻抗被顯著地減小,低頻阻抗沒有減小,只是諧振下降的頻率漂移。實(shí)際上,在低頻時(shí),單一電容網(wǎng)絡(luò)諧振時(shí),使用多個(gè)電容時(shí)的阻抗通常高于使用單一電容時(shí)的阻抗。這是因?yàn)樵?. lruF的情況下,在這些頻率,總電容不足夠大到使網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)低阻抗。
圖11-13與圖11-12相似,除了在這個(gè)圖中多個(gè)電容加起來總電容是lluF(替伐0.1VF)。結(jié)果是低頻阻抗顯著減小。對(duì)于512個(gè)電容的情況,圖11-13表明L-C去耦網(wǎng)絡(luò)的阻抗從1MHz~lOOOMHz都低于0.2Q。對(duì)于64個(gè)電容,阻抗從1MHz~350MHz都低于0.5Q。從
圖11-13中也注意到去耦網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率低于圖11-12所示網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率,但去耦的有效性提高了(低阻抗分布于更寬的頻率范圍)。因此,使用大量等值電容是一個(gè)使低阻抗去耦網(wǎng)絡(luò)在寬頻帶范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)有效方法。這個(gè)方法在對(duì)大的IC去耦時(shí)非常有效。
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