Підходить для загального режиму та придушення диференціальних перешкод. Конденсатори X2Y для кращого

15 листопада 2006 р., 14:37 | Лікар. Роб Дерксен і Барт Бума

підходить

Конденсатори X2Y мають велику перевагу у високочастотних ланцюгах у тому, що вони мають низький, еквівалентний послідовний опір (ESR, еквівалентний серійний опір) і значення індуктивності близько 50 рН. Тому вони менш сприйнятливі до електромагнітних перешкод (ЕМІ), а також придатні як для загального режиму, так і для придушення диференціальних перешкод у ланцюгах фільтрів сигнальних ліній.

Підходить для загального режиму та придушення диференціальних перешкод

Конденсатори X2Y мають велику перевагу у високочастотних ланцюгах у тому, що вони мають низький, еквівалентний послідовний опір (ESR, еквівалентний серійний опір) і значення індуктивності близько 50 рН. Отже, вони менш сприйнятливі до електромагнітних перешкод (ЕМІ), а також придатні як для загального режиму, так і для придушення диференціальних перешкод у ланцюгах фільтрів сигнальних ліній.

Внутрішні перешкоди зазвичай ефективно стримуються, захищаючи корпус пристрою. З іншого боку, лінії, що ведуть всередину та назовні, є слабким місцем, оскільки вони діють як антени при отриманні або передачі загальномодових перешкод (так званих загальномодових перешкод, СМ). Ці перешкоди, спричинені блукаючою індуктивністю або блукаючою ємністю через джерела живлення та кабелі передачі даних, загалом можуть бути пом'якшені натисканням феритових гранул на лінію на одному або обох кінцях лінії. Вони гасять поширення високої частоти в точці, де вони розміщені над лінією, тому що там вони представляють шлях з високим опором для високочастотних перешкод. запобігти його поширенню вздовж кабелю. Ферритові кульки запобігають випромінюванню електромагнітних перешкод на лінії електроживлення та захищають від радіаційних перешкод на лініях передачі даних.

Ферритові намистини досить ефективно і легко борються з такими проблемами (хоча придушення шуму, яке можна досягти, обмежене); однак вони є досить дорогим рішенням, оскільки вимагають додаткового кроку під час виготовлення. Кращою практикою є придушення шуму на самій друкованій платі. Однак для цього необхідні компоненти з низькою індуктивністю - особливо конденсатори, які звільняють важливі частини ланцюга від перешкод напруги та інших високочастотних ефектів.

Керамічні багатошарові конденсатори SMD (MLCC) виявляються корисними, якщо ви хочете утримати перешкоди, покращуючи ефективність роз'єднання. Це також стосується MLCC торгової марки Phycomp від Yageo, які можуть ще ефективніше придушити перешкоди при їх низькій індуктивності. Вони прикріплені якомога ближче до мікропроцесора і обмежують перешкоди в схемах з обробкою та тактовою частотою приблизно до 1 ГГц.

Понад цю частоту конструктори схем матимуть успіх лише в тому випадку, якщо вони будуть утримувати всі паразитні індуктивності та опори якомога меншими на критичних блоках схем. Це стосується, якщо ви хочете зменшити перешкоди на джерелах живлення та лініях передачі даних, також для MLCC з низькою індуктивністю, які також повинні поєднуватися з конденсаторами X та Y, які мають наднизькі значення індуктивності. Раніше це були окремі компоненти, але в їх інтеграції був колосальний прогрес. Особливо це стосується запатентованого винаходу для супресора X2Y, який Yageo використовує у серії продуктів X2Y. Окремі компоненти інтегровані в невеликий корпус SMD з чотирма контактами, мають надзвичайно низьку індуктивність та хороший баланс. З індуктивністю 50 рН вони роблять феритові кульки зайвими - це в 10 разів нижче, ніж у найкращих дискретних розчинів MLCC. Крім того, вони викликають придушення перешкод, як правило, від 30 до 40 дБ в діапазоні від 1 до 10 ГГц.

Екрануючі електроди пригнічують паразитуючі компоненти

Конструкція X2Y базується на стандартному конденсаторі SMD з двома електродами (A і B, малюнок 1). Три екрановані електроди, прикріплені один до одного і з'єднані з двома протилежними бічними з'єднаннями (G1 і G2) корпусу конденсатора, оточують електроди A/B. Це створює IPD (інтегрований пасивний пристрій) з чотирма підключеннями. Екрануючі електроди захищають електростатичні поля і пригнічують паразитну енергію, яку зазвичай випромінюють електроди А/В.

Разом зі своїми екрануючими електродами електроди A/B утворюють пару симетрично збалансованих "Y-конденсаторів", які працюють як два стандартних MLCC, з'єднаних із землею. Ці ж два електроди також утворюють «конденсатор X» над загальним центральним електродом - звідси і назва «X2Y» (рис. 2). Кожен Y-конденсатор має ємність C, де X відповідно C/2. Як і у випадку зі стандартними конденсаторами, повторення основної структури збільшує ємність.

Рисунок 1. Конструкція X2Y базується на стандартному конденсаторі SMD з двома електродами (A і B). Три взаємопов'язані екранні електроди, які з'єднані з двома протилежними боковими з'єднаннями (G1 і G2) конденсату

Звичайні конденсатори на двошарових стандартних друкованих платах із заземленням (земля, земля) та рівнем напруги (потужність, потужність, потужність), великими контурами струму і, з цієї причини, мають велику індуктивність [1]. У X2Y електроди A/B підключені до pwr, тоді як G1/G2 підключені до gnd за допомогою з'єднань. Таким чином, екрануючі електроди утворюють паралельне продовження gnd друкованої плати - струмовий контур і, отже, також індуктивність визначаються виключно товщиною шару діелектрика. Екрануючі електроди ще більше зменшують індуктивність, протидіючи магнітним полям; а саме тим, що струми X2Y через A і B протікають в протилежних напрямках, і два магнітні поля вимикають одне одного.

Процес виготовлення подібний до процесу виробництва MLCC; тобто з близько розташованими внутрішніми шарами. Як результат, два Y конденсатори мають майже однакові значення (навіть із відхиленням менше 1%, якщо потрібно). Компоненти постачаються у стандартних розмірах EIA (0603/0805/1206/1210/1812), зі значеннями ємності Y від 10 пФ до декількох мкФ та від 10 до 100 В.

Рисунок 2. Вид зверху ліворуч, вид збоку праворуч функціональних блоків X2Y.