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Guia do filtro de supressão de ruído
Noções básicas de contramedidas de ruído [Lição 11] Notas sobre o uso de capacitores de chip de 3 terminais
Na sequência da nossa discussão anterior sobre as esferas de ferrite de chip, nesta lição vamos falar sobre o que precisa de saber para fazer o melhor uso dos condensadores de 3 terminais de chip.
1. Considerações sobre a montagem de condensadores de 3 terminais em pastilha num substrato multicamadas
Os condensadores de chip de 3 terminais têm uma impedância mais baixa do terminal de terra em comparação com os condensadores normais de 2 terminais, e esta é a chave para a supressão de ruído de alta frequência. No entanto, para tirar partido desta caraterística, é necessário prestar atenção ao desenho do padrão para montagem e desenhar o padrão do lado da terra para ser o mais espesso e curto possível. Considerações semelhantes aplicam-se à montagem num substrato multicamada.
Os exemplos na Figura 1 ilustram os efeitos na supressão de ruído de alterações na forma como o condensador de 3 terminais é montado num substrato multicamada, em particular a ligação à camada GND. Nestes exemplos, a camada GND está localizada perto do lado oposto da superfície onde a MCU está montada. Um exemplo de uma ligação curta à camada GND é ilustrado no Exemplo A, em que o condensador de 3 terminais está montado perto da camada GND, no lado oposto da superfície de montagem da MCU. O Exemplo C, no qual o condensador de 3 terminais está montado no mesmo plano que a MCU, mostra o resultado de uma distância maior à camada GND em comparação com o Exemplo A. Repare na diferença significativa no nível de ruído entre os Exemplos A e C. Ao considerar o padrão GND, não basta pensar na planaridade; também é necessário ter em conta o comprimento das vias. No Exemplo B da Figura 1, a entrada e a saída de energia para o condensador de 3 terminais passam pela mesma camada, sem a separação clara encontrada no Exemplo A. (Uma vez que isto é difícil de explicar por escrito, consulte a figura.) Neste caso, o nível de ruído é ligeiramente superior ao do Exemplo A. Isto deve-se provavelmente ao facto de as vias de entrada e saída do condensador de 3 terminais estarem tão próximas que parte do ruído, em vez de passar pelo condensador de 3 terminais, está a contorná-lo devido ao acoplamento capacitivo entre as vias. Como este exemplo mostra, é necessário prestar atenção ao encaminhamento fora do condensador para obter o melhor desempenho do condensador de 3 terminais. A Figura 2 mostra os pontos-chave para a montagem de um condensador de 3 terminais em pastilha.
2. ligações "não passantes" ao condensador de 3 terminais da pastilha
A forma como um condensador de 3 terminais de chip é tipicamente utilizado, primeiro corta-se o padrão da linha cujo ruído se pretende reduzir, como a linha de alimentação, insere-se o condensador e depois liga-se o terminal de terra (figura 3). Recentemente, foi proposto um método de ligação pouco convencional. Este método é adequado quando se pretende estabilizar as flutuações de tensão no CI, utilizando um condensador de 3 terminais como condensador de derivação para a fonte de alimentação do CI. Este método de ligação é ilustrado na Figura 4, onde, ao contrário da Figura 3, os terminais são ligados à linha de alimentação sem cortar o padrão de alimentação. Este método de ligação é designado por "ligação não passante" porque a linha de alimentação não passa através do condensador de 3 terminais. Uma vez que a ligação entre a linha de alimentação e o condensador é paralela, a impedância desta peça é reduzida para metade, a impedância do percurso de derivação é reduzida e a variação de tensão do CI é reduzida. Além disso, como mostra a figura, ao posicionar as vias do lado GND e do lado da alimentação adjacentes uma à outra, os fluxos magnéticos gerados pela corrente entre elas anulam-se mutuamente, produzindo uma queda aparente na indutância desta peça, reduzindo ainda mais a impedância. No entanto, como parte do ruído acaba por passar pela linha de alimentação sem passar pelo condensador de 3 terminais, o efeito de redução do ruído que escapa para o exterior é significativamente reduzido em comparação com o método convencional de ligação em que o condensador de 3 terminais é inserido após o corte da linha de alimentação.
*As informações apresentadas neste artigo estavam actualizadas à data da publicação. Tenha em atenção que podem diferir das informações mais recentes.
