Мой вопрос: почему в 99% конструкций нам не нужно обеспечивать RC-фильтр для питания ИС, требуется только отдельный конденсатор? Я знаю, что дорожки имеют некоторое сопротивление, но тем не менее, чем меньше сопротивление у RC-фильтра, тем большую пропускную способность он обеспечивает, чего не требуется. Почему нам нужен только конденсатор вместо RC-фильтра - мы основываемся на внутреннем сопротивлении источника постоянного тока?
Мой второй вопрос: почему иногда (например, фильтрация DDR3 VDD) нам нужен LC-фильтр, а не просто конденсатор с большей емкостью? Связано ли это со снижением стоимости дизайна?
Конденсатор фильтра рядом с выводом микросхемы может служить многим целям; некоторые из них выиграют от фильтрующего резистора или, что еще лучше, катушки индуктивности, а некоторые другие не выиграют.
Представьте себе цифровую ИС, например микроконтроллер. Его цель состоит в том, чтобы заряжать и разряжать множество КМОП-элементов несколько миллионов раз в секунду, и для этого ему нужно много заряда поблизости. Если источник питания находится «далеко», дополнительная индуктивность проводов/дорожек приведет к небольшому проседанию местного входного напряжения. Здесь вы используете конденсатор, чтобы понизить сопротивление локального VDD относительно земли - вас не волнует шум, добавление резистора увеличит сопротивление (и будет стоить денег), поэтому вы этого не делаете.
Вместо этого рассмотрим вход REF АЦП. Ток потребления таких выводов обычно находится в диапазоне мкА, поэтому добавление последовательного резистора не является проблемой, и при этом вы уменьшаете полосу пропускания широкополосного шума, который вы создаете для ИС.
Это всего лишь два основных примера, но я надеюсь, что они показывают, что когда дело доходит до развязок, в игру вступает множество факторов:
В зависимости от вышеперечисленных и других факторов вы можете разработать стратегию и реализовать ее, но универсального решения не существует.
почему в 99% конструкций нам не нужно обеспечивать RC-фильтр для источника питания IC, требуется только отдельный конденсатор?
Ну, тут не сопротивление в медных подводах к микросхеме имеет значение или важно. Важным аспектом подключения источника питания к микросхеме является эффективная последовательная индуктивность. Это паразитная индуктивность питающих проводов/дорожек/меди.
Эта индуктивность ограничивает пиковый ток, потребляемый микросхемой, когда микросхема потребляет пульсирующий ток. Конденсатор, подключенный к ножкам микросхемы, действует как резервуар энергии, так что микросхема может локально получать необходимые пиковые токи.
Затем вы обнаружите, что локальное сохранение этих пульсирующих токов имеет преимущество — оно создает наименьшую площадь контура и сводит к минимуму испускаемое излучение.
Мой второй вопрос: почему иногда (например, фильтрация DDR3 VDD) нам нужен LC-фильтр, а не просто конденсатор с большей емкостью?
Вы видите, как этот второй вопрос теперь связан с проблемой паразитной индуктивности, которую я описал выше. Дополнительная катушка индуктивности предотвращает (в гораздо большей степени) любые импульсные токи, воздействующие на другие части цепи, т.е. катушка индуктивности действует как изолятор ЭМС.
Мы разрабатываем линии питания микросхем на печатной плате с низким сопротивлением, чтобы статические постоянные токи не приводили к постоянному падению напряжения и не приводили к питанию микросхем схемы пониженным напряжением.
пользователь19579
МаркУ