Погоден за сузбивање на заеднички режим и диференцијални пречки. X2Y кондензатори за подобро

15 ноември 2006 година, 14:37 часот | Д-р Роб Дерксен и Барт Бума

Кондензаторите X2Y имаат голема предност кај високофреквентните кола што имаат низок, еквивалентен отпор на серија (ESR, Еквивалентна серија на отпор) и индуктивна вредност од околу 50 pH. Затоа, тие се помалку подложни на електромагнетни пречки (ЕМИ) и исто така се погодни за сузбивање на заеднички режим и диференцијална интерференција во филтерските кола на сигналната линија.

Погоден за сузбивање на заеднички режим и диференцијални пречки

Внатрешното мешање обично се задржува ефикасно со заштитен куќиште во уредот. Од друга страна, линиите што водат внатре и надвор се слаба точка, бидејќи тие делуваат како антени при примање или пренесување на мешање во заеднички режим (т.н. мешање во заеднички режим, СМ). Ова мешање предизвикано од залутана индуктивност или заскитан капацитет преку напојување и кабли за податоци генерално може да се пригушат со туркање на феритни зрна преку линијата на едниот или на двата краја од линијата. Тие го намалуваат ширењето на висока фреквенција во точката каде што се поставени преку линијата, бидејќи таму тие претставуваат патека со висока отпорност за мешање на висока фреквенција. Индуктивните компоненти градат струјни јамки, кои ја претвораат енергијата во јадрото на феритот во топлина и со тоа спречи тоа да се шири по должината на кабелот. Феритните зрнца спречуваат емисија на електромагнетни пречки на линијата за напојување и штитат од радијациско мешање на линиите за податоци.

Феритни монистра се борат со вакви проблеми прилично ефикасно и лесно (иако потиснувањето на бучавата што може да се постигне е ограничено); сепак, тие се прилично скапо решение затоа што бараат дополнителен чекор за време на производството. Подобра практика е да се потисне бучавата на самата плоча. За ова, сепак, неопходни се компоненти со мала индуктивност - особено кондензатори, кои ослободуваат делови од критичното коло од пречки во напон и други ефекти на висока фреквенција.

Керамичките повеќеслојни кондензатори SMD (MLCC) се покажаа корисни ако сакате да ги задржите пречките со подобрување на перформансите на раздвојување. Ова исто така важи и за MLCC од марката Phycomp од Yageo, кои можат да ги потиснат мешањата уште поефикасно со нивната мала индуктивност. Тие се прицврстени што е можно поблиску до микропроцесорот и ги ограничуваат пречките во кола со брзина на обработка и часовник до околу 1 GHz.

Над оваа фреквенција, дизајнерите на кола ќе бидат успешни само ако ги задржат сите паразитски индуктивности и отпори што е можно пониско на блоковите на критичните кола. Ова се однесува ако сакате да ги намалите пречките во напојувањето и линиите за податоци, исто така, за MLCC со мала индуктивност, кои исто така треба да бидат заедно со X и Y кондензатори, кои имаат ултра-ниски вредности на индуктивност. Во минатото овие беа дискретни компоненти - сепак, имаше огромен напредок во нивната интеграција. Ова особено се однесува на патентираниот пронајдок за супресорот X2Y што Yageo го користи во серијата производи X2Y. Индивидуалните компоненти се интегрирани во мало куќиште на SMD со четири пина и имаат исклучително ниска индуктивност и добра рамнотежа. Со индуктивност од 50 рН, тие ги прават феритни зрнца излишни - ова е 10 пати пониско отколку со најдобрите дискретни раствори на MLCC. Покрај тоа, тие предизвикуваат супресија на пречки од типично 30-40 dB во опсег од 1 до 10 GHz.

Заштитните електроди ги потиснуваат паразитските компоненти

Конструкцијата X2Y се базира на стандарден SMD кондензатор со две електроди (A и B, слика 1). Електродите A/B се опкружени со три меѓусебно поврзани штитни електроди кои се поврзани со двете спротивни странични врски (G1 и G2) на телото на кондензаторот. Ова создава IPD (Интегриран пасивен уред) со четири врски. Заштитените електроди ги штитат електростатските полиња и ја потиснуваат паразитската енергија што нормално ја емитираат A/B електродите.

Заедно со нивните заштитени електроди, A/B електродите формираат пар симетрично избалансирани „Y кондензатори“ кои работат како два стандардни MLCC-ови поврзани со земјата. Истите овие електроди, исто така, формираат „X кондензатор“ над заедничката централна електрода - па оттука и името „X2Y“ (Слика 2). Секој Y-кондензатор има капацитет C, каде што X е соодветно C/2. Како и кај стандардните кондензатори, повторувањето на структурата на јадрото го зголемува капацитетот.

Слика 1. Конструкцијата X2Y се базира на стандарден SMD кондензатор со две електроди (A и B). Три меѓусебно поврзани екрани електроди, кои се поврзани со двете спротивни странични врски (G1 и G2) на кондензатот

Со конвенционални кондензатори на двослојни стандардни плочки за печатени кола со заземјување (заземјување, гнд) и напонско ниво (напојување, р.бр.), големи струјни јамки и, поради оваа причина, резултираат со големи индуктивности. Во X2Y, A/B електродите се поврзани со pwr, додека G1/G2 се поврзани со gnd преку врски. На овој начин, заштитните електроди формираат паралелно продолжување на грандот на плочката за струјно коло - тековната јамка и затоа исто така индуктивноста се одредува исклучиво од дебелината на диелектричниот слој. Заштитните електроди уште повеќе ја намалуваат индуктивноста дозволувајќи им на магнетните полиња да се спротивстават; имено со фактот дека X2Y струите низ А и Б течат во спротивни насоки и двете магнетни полиња се откажуваат едни со други.

Процесот на производство е сличен на оној што се користи за MLCC; тоа е, со тесно распоредени, внатрешни слоеви. Како резултат, двата Y кондензатори имаат скоро идентични вредности (дури и со помалку од 1% отстапување доколку е потребно). Компонентите се испорачуваат во стандардни големини на ОВС (0603/0805/1206/1210/1812), со вредности на Y капацитет од 10 pF до неколку μF и од 10 до 100 V.

Слика 2. Преглед на левата горна страна, преглед на десната страна на функциските блокови на X2Y.