Подходящ за общ режим и потискане на диференциални смущения. X2Y кондензатори за по-добро

15 ноември 2006 г., 14:37 ч. | Д-р Роб Дерксен и Барт Бума

подходящ

Кондензаторите X2Y имат голямото предимство във високочестотните вериги, че имат ниско, еквивалентно серийно съпротивление (ESR, еквивалентно серийно съпротивление) и стойност на индуктивност от около 50 pH. Следователно те са по-малко податливи на електромагнитни смущения (EMI), а също така са подходящи както за общ режим, така и за потискане на диференциални смущения във веригите на филтри за сигнални линии.

Подходящ за общ режим и потискане на диференциални смущения

Кондензаторите X2Y имат голямото предимство във високочестотните вериги, че имат ниско, еквивалентно серийно съпротивление (ESR, еквивалентно серийно съпротивление) и стойност на индуктивност около 50 pH. Следователно те са по-малко податливи на електромагнитни смущения (EMI), а също така са подходящи както за общ режим, така и за потискане на диференциални смущения във веригите на филтри за сигнални линии.

Вградените смущения обикновено ефективно се задържат чрез екраниране на корпуса в устройството. От друга страна, линиите, водещи навътре и навън, са слабо място, тъй като действат като антени при получаване или предаване на общ режим смущения (така наречените общ режим смущения, CM). Тази интерференция, причинена от разсейваща се индуктивност или разсейващ се капацитет чрез захранване и кабели за данни, обикновено може да бъде овлажнена чрез натискане на феритни перли над линията в единия или двата края на линията. Те успокояват високочестотното разпространение в точката, където са поставени над линията, тъй като там представляват пътека с високо съпротивление за високочестотните смущения.Индуктивните компоненти изграждат контури на тока, които преобразуват енергията във феритовото ядро ​​в топлина и по този начин предотвратете разпространението му по кабела. Феритните перли предотвратяват излъчването на електромагнитни смущения по захранващата линия и предпазват от радиационни смущения по линиите за данни.

Феритните мъниста се борят с подобни проблеми доста ефективно и лесно (въпреки че шумопотискането, което може да се постигне, е ограничено); те обаче са доста скъпо решение, тъй като изискват допълнителна стъпка по време на производството. По-добра практика е да потискате шума на самата платка. За това обаче компонентите с ниска индуктивност са от съществено значение - особено кондензатори, които освобождават критичните части на веригата от смущения и други високочестотни ефекти.

Керамичните SMD кондензатори (MLCC) се оказват полезни, ако искате да запазите смущения, като подобрите ефективността на отделянето. Това важи и за MLCC на марката Phycomp от Yageo, които могат да потиснат смущенията още по-ефективно с ниската си индуктивност. Те са прикрепени възможно най-близо до микропроцесора и ограничават смущения във вериги с обработка и тактови честоти до около 1 GHz.

Над тази честота конструкторите на вериги ще имат успех само ако поддържат всички паразитни индуктивности и съпротивления възможно най-ниски на критични блокове. Това важи, ако искате да намалите смущения в захранването и линиите за данни, също и за MLCC с ниска индуктивност, които също трябва да бъдат съчетани с X и Y кондензатори, които имат свръхниски индуктивни стойности. В миналото това бяха дискретни компоненти - обаче имаше огромен напредък в тяхната интеграция. Това важи особено за патентованото изобретение за супресор X2Y, който Yageo използва в продуктовата серия X2Y. Отделните компоненти са интегрирани в малък SMD корпус с четири щифта и имат изключително ниска индуктивност и са добре балансирани. С индуктивност 50 pH те правят феритни топчета излишни - това е 10 пъти по-ниско, отколкото при най-добрите дискретни MLCC разтвори. Освен това те причиняват потискане на смущения от обикновено 30 до 40 dB в диапазона от 1 до 10 GHz.

Екраниращите електроди потискат паразитните компоненти

Конструкцията X2Y се основава на стандартен SMD кондензатор с два електрода (A и B, Фигура 1). Три екраниращи електроди, прикрепени един към друг и свързани към двете противоположни странични връзки (G1 и G2) на корпуса на кондензатора, заобикалят A/B електродите. Това създава IPD (интегрирано пасивно устройство) с четири връзки. Екраниращите електроди екранират електростатичните полета и потискат паразитната енергия, която обикновено се излъчва от A/B електродите.

Заедно със своите екраниращи електроди, A/B електродите образуват двойка симетрично балансирани "Y кондензатори", които работят като два стандартни MLCC, свързани към земята. Същите два електрода също образуват „Х кондензатор“ над общия централен електрод - оттук и името „X2Y“ (Фиг. 2). Всеки Y-кондензатор има капацитет C, където X е съответно C/2. Както при стандартните кондензатори, повторението на основната структура увеличава капацитета.

Фигура 1. Конструкцията X2Y се основава на стандартен SMD кондензатор с два електрода (A и B). Три взаимосвързани екраниращи електроди, които са свързани към двете противоположни странични връзки (G1 и G2) на кондензата

С конвенционалните кондензатори на двуслойни стандартни печатни платки със земя (земя, gnd) и ниво на напрежение (мощност, pwr), големи контури на тока и поради тази причина, големи индуктивности водят до [1]. В X2Y електродите A/B са свързани към pwr, докато G1/G2 са свързани към gnd чрез връзки. По този начин екраниращите електроди образуват успоредно удължение на gnd на платката - токовият контур и следователно също индуктивността се определят изключително от дебелината на диелектричния слой. Екраниращите електроди намаляват индуктивността още повече, като позволяват на магнитните полета да противодействат; а именно от факта, че токовете X2Y през A и B протичат в противоположни посоки и двете магнитни полета се отменят взаимно.

Производственият процес е подобен на този, използван за MLCC; тоест с близко разположени вътрешни слоеве. В резултат на това двата Y кондензатора имат почти идентични стойности (дори при по-малко от 1% отклонение, ако е необходимо). Компонентите се доставят в стандартни EIA размери (0603/0805/1206/1210/1812), със стойности на Y капацитет от 10 pF до няколко µF и от 10 до 100 V.

Фигура 2. Изглед отгоре отляво, изглед отдясно на функционалните блокове на X2Y.