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Quel est le but des multiples condensateurs sur une puceAlimentation électriqueBroches?
En tant qu'ingénieurs électroniques, il est connu que les condensateurs remplissent généralement quatre fonctions principales: le découplage, le couplage (bloquant CC tout en permettant à la climatisation), le filtrage et le stockage d'énergie. Aujourd'hui, je me concentrerai sur l'explication de la fonction de découplage.
Types communs de condensateurs de découplage
L'image ci-dessus montre un schéma partiel de la configuration minimale d'alimentation minimale d'une série STM32. Ce MCU nécessite cinq rails d'alimentation de 3,3 V, qui sont généralement fournis par un LDO (régulateur de dépôt bas), comme le LM1117.
Pourquoi les condensateurs de découplage sont nécessaires
Tandis que les LDOS fournissent généralement des tensions plus stables par rapport àConvertisseurs DC-DC(par exemple, le TPS5430), même les tensions fournies par LDO peuvent présenter une instabilité pour les puces haute performance. Pour y remédier, nous placons des condensateurs de découplage près des épingles d'alimentation de la puce. Ces condensateurs absorbent le bruit CA à haute fréquence de l'alimentation, le détournant à la terre, garantissant ainsi que la puce reçoit une tension CC stable et fiable. Pour des performances optimales, les condensateurs de découplage doivent être placés aussi près que possible des épingles de la puce.
Pourquoi un condensateur de 0,1 μF est-il couramment utilisé?
Lors de l'étude de l'intégrité de la puissance, nous analysons souvent des condensateurs comme de cette façon, à des fréquences plus basses, le condensateur fonctionne principalement comme un filtre. Cependant, à mesure que la fréquence augmente, la composante inductive du condensateur devient significative et domine finalement. Au-delà d'un seuil de fréquence spécifique, l'efficacité du filtrage du condensateur diminue. Cela signifie qu'àhautes fréquences, le condensateur ne se comporte plus comme un condensateur "pur". Les caractéristiques de filtrage réelles d'un condensateur sont illustrées dans la courbe ci-dessous:
De la courbe, le filtrage idéal se produit au point le plus bas duimpédancecourbe (impédance minimale). Cependant, à mesure que la fréquence augmente, un condensateur de 0,1 μF devient moins efficace par rapport à un condensateur de 0,01 μF. À des fréquences encore plus élevées, des valeurs de capacité plus petites (par exemple, 0,001 μF) sont nécessaires pour un filtrage optimal.
Solution: condensateurs parallèles
Pour résoudre cette limitation, de nombreuses conceptions de circuits utilisent plusieurs condensateurs parallèles à différentes valeurs de capacité. En combinant des condensateurs de valeurs variables, la plage de fréquences de filtrage effective est élargie, garantissant une meilleure suppression du bruit à travers un spectre plus large. Cette approche permet une amélioration des performances de filtrage sur une gamme plus large de fréquences.
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Heure du poste: mars 07-2025
