¿Qué dificultades pueden surgir si se usa otro condensador de capacidad diferente?
Respuestas a la pregunta
Las posibles soluciones para el desacoplo de alta velocidad pueden ser: Disminuir los tiempos de subida y bajada de las señales digitales (difícil). • Reducir las corrientes de los transitorios (difícil). • Reducir la inductancia serie de los condensadores de desacoplo y sus conexiones (factible). Usar múltiples condensadores de desacoplo (fácil). Las dos primeras soluciones no aportan una diferencia significativa con las nuevas tecnologías de alta velocidad y por tanto son un soluciones débiles y difíciles de acometer. Reducir la inductancia serie en el condensador de desacoplo es una mejor solución, pero por sí misma no resuelve el problema del desacoplo a alta frecuencia. Si observamos la tabla siguiente, veremos que incluso con una inductancia de 10 nH (difícil de realizar) y un condensador de 1 nF, se tendría una frecuencia de resonancia de 50 MHz. Por ello, no es posible mover la frecuencia de resonancia con un simple condensador real y su conexión a unas frecuencias por encima de 50 MHz. A frecuencias por debajo de la frecuencia de resonancia, las consideraciones más importantes son tener suficiente capacidad para aportar la carga para el requerido transitorio de corriente de la conmutación y tener una impedancia suficientemente baja para cortocircuitar el ruido generado por las conmutaciones. Por encima de la frecuencia de resonancia, lo más importante es tener baja inductancia, para tener baja impedancia para que la red LC de desacoplo siga siendo suficientemente efectiva. Un simple condensador de desacoplo no aporta suficiente baja inductancia. Por ello la solución real a alta frecuencia consiste en usar múltiples condensadores. Hay tres posibilidades de actuación:
• El uso de múltiples condensadores, todos con el mismo valor.
• El uso de múltiples condensadores, con dos valores diferentes.
• El uso de múltiples condensadores con varios valores diferentes, usualmente espaciados entre ellos una década.
Múltiples condensadores con el mismo valor .Cuando se conectan múltiples redes LC en paralelo, con condensadores del mismo valor, la capacidad total es igual a: Ct = n C , donde C es la capacidad de un condensador y n el número de condensadores en paralelo o redes LC. La inductancia total es: Lt = L / n , donde L es la inductancia serie de cada condensador y sus conexiones y n el número de redes LC. Esta ecuación es correcta sólo si la inductancia mutua es negligible en comparación con la inductancia de cada red LC. Para evitar la inductancia mutua, estas redes LC deben estar físicamente separadas. De las ecuaciones anteriores se deduce que aumentando el número de redes LC se aumenta el valor de capacidad y se disminuye el valor de inductancia, lo cual mejora las prestaciones del desacoplo. Los requerimientos para un desacoplo efectivo con redes LC en paralelo son los siguientes: • Poner todos condensadores con el mismo valor y así compartirán la corriente transitoria por igual. • Cada condensador debe alimentar el CI de forma independiente, a través de diferentes pistas separadas para evitar la inductancia mutua, porque podría aumentar el valor de inductancia. La figura 4 muestra los efectos del uso de 10 condensadores reales idénticos de 10 nF, asumiendo que comparten un pequeño plano de alimentación para tener un buen conexionado, en comparación con un solo condensador real de 10 nF. Usando idénticos condensadores se evitan los problemas de las resonancias en paralelo o anti-resonancias que ocurren cuando se usan condensadores con diferentes valores, como se verá más adelante. La figura 5 muestra la impedancia en función de la frecuencia para varias redes LC idénticas en paralelo, (1, 8 y 64 condensadores) donde en todos los casos la capacidad total es igual a 1 µF. Como resultado, la impedancia a bajas frecuencias queda muy reducida, menor a 0,2 Ω desde 1 MHz a 1 GHz. Con 64 condensadores la impedancia es menor a 0,5 Ω desde menos de 1 MHz a 350 MHz. El uso de un gran número de condensadores con igual valor es un medio efectivo para obtener una baja impedancia de desacoplo y es efectivo en un amplio margen de frecuencias.
gracias espero te sirva.