Pourquoi les condensateurs doivent-ils être aussi proches que possible de l'appareil?

Juste une question simple: qu'est-ce qui justifie exactement la nécessité de placer les condensateurs aussi près que possible des broches de l'appareil consommateur de courant? Est-ce l'inductance, la résistance ou peut-être l'impédance de la piste ou du fil PCB qui affecte la charge électrique?

Est-ce que l'inductance,

Oui

la résistance

Oui

ou peut-être l'impédance de la piste PCB

Oui

ou fil

Oui

qui affecte la charge électrique?

hmm .. cela affecte le courant électrique, pas tellement la charge. Le courant du condensateur au dispositif découplé doit rencontrer le moins d '«obstruction» possible.

Les appareils peuvent avoir d'énormes courants d'appel lors de la commutation et sans découplage de ce courant d'appel, ainsi que la résistance / inductance du câblage peuvent faire chuter la tension d'alimentation en dessous de la tension d'alimentation opérationnelle minimale. Le capuchon de découplage est là pour éviter cette situation. En gardant la boucle petite, faible inductance, faible résistance, le condensateur peut isoler le courant d'appel de l'alimentation réelle qui a des traces / fils beaucoup plus longs et avec cette impédance plus élevée.

Il s'agit d'une spécification BS (en supposant que vous parlez de bouchons de dérivation pour un circuit intégré numérique moderne). «Le plus près possible» est tout simplement absurde. Qui définit le «possible»?

Nous devrions tous protester lorsque nous voyons des choses comme ça dans une fiche technique.

Ce que nous devons voir, ce sont les besoins réels. Comme l'impédance maximale de DC à une fréquence maximale - ou quelque chose comme ça (j'ai écrit à ce sujet ici ).

En supposant que vous utilisez deux avions de puissance solides étroitement couplés (ce qui est de loin le moyen le plus simple de faire une distribution d'énergie décente sur un PCB pour les pièces numériques modernes), la distance n'a pas vraiment d'importance dans le cas typique.

Surpris? Ce sont en fait de vieilles nouvelles. Bien documenté il y a environ 20 ans.

Regardez la paire de plans de puissance étroitement couplée comme une ligne de transmission très large (très faible impédance). N'oubliez pas qu'un condensateur discret a une fréquence de résonance d'environ 100 MHz ou moins.

Si vous vous souvenez de la formule pour passer de la bande passante au temps de montée: BW = 0,35 / t_r, il est évident qu'un condensateur discret aura un "temps de montée" de l'ordre de 3,5 ns ou plus. Cela correspond à plus de 50 cm sur une planche. La plupart des planches sont de cette taille ou plus petites, donc à peu près n'importe où sur la planche.

L'inductance des plans est pratiquement nulle par rapport à l'inductance du condensateur et de son montage.

La résistance d'un plan en Cu solide est également très faible, mais quelque chose que vous devez prendre en compte non seulement pour le bypass, mais aussi en DC si vous utilisez des pièces à très basse tension (1,2 V comme exemple) avec une consommation d'énergie très élevée (10 A en tant que exemple).

N'hésitez pas à détailler votre question, si vous ne pensez pas que j'ai couvert la réponse que vous cherchiez? Je peux en parler pendant des heures. Mais l'essentiel est:

La distance n'a PAS d'importance dans le cas typique.

Il convient de mentionner qu'à certaines occasions, le courant abaissé sur une piste de circuit imprimé relativement longue peut provoquer des interférences entre "autres" puces, c'est-à-dire que la puce principale qui prend les grosses surtensions peut toujours être OK avec un capuchon à une certaine distance mais, d'autres (peut-être plus sensible) les circuits sur les mêmes lignes électriques peuvent ne pas l'être.

Les émissions rayonnées et conduites peuvent également être un problème lorsqu'un condensateur n'est pas placé aussi près que possible de l'appareil qui prend les surtensions.

Il existe également un inconvénient petit / plus rare et qui se produit (à titre d'exemple), sur les régulateurs de tension lorsque le "cuivre" alimentant la puce a une inductance assez importante. Dans les situations de mise sous tension, l'inductance de ligne et le condensateur très local peuvent former un circuit accordé résonnant et, la tension aux bornes du condensateur peut, pendant un court instant dans le temps, augmenter bien au-dessus de la tension nominale maximale de l'appareil (malgré la les niveaux de tension d'alimentation normaux étant parfaitement acceptables). Cela peut être quelque peu atténué en n'ayant pas le condensateur si proche ou en ayant une capacité distribuée qui est capable de brouiller le pic principal de résonance. C'est rare comme je l'ai dit.