Capacitores de desacoplamento em - alan.eng.br · capacitores de desacoplamento, os quais provêm...
Click here to load reader
Transcript of Capacitores de desacoplamento em - alan.eng.br · capacitores de desacoplamento, os quais provêm...
07/06/2016 Capacitores de desacoplamento Embarcados
http://www.embarcados.com.br/capacitoresdedesacoplamento/ 1/7
Por Javier Marto | 25/01/2016 | Conteúdo, Hardware
Hoje é possível alcançar as velocidades de processamentoatuais nos circuitos digitais devido, em parte, ao fato dos CIsrequererem uma menor tensão e maior corrente. Isto implicaque as margens de 1 e 0 lógico são menores, o que as tornamais fáceis de alcançar, mas também torna o CI maissuscetível a ruído. Por isso, hoje é necessário fornecer umaalimentação o mais limpa possível para os CIs de altafrequência. As fontes de chaveamento fornecem uma alimentação muitoestável e de mais alta e枌ciência energética, e é por isso quesão utilizadas em alguma etapa da PDN (Power DistributionNetwork) de praticamente todo projeto eletrônico atual, masestas possuem o problema do ruído - ruído na frequência dechaveamento e seus harmônicos. Isso, adicionado àdensidade cada vez mais alta nos circuitos atuais - o que
Posts Recentes
Blink noArduino comMATLAB07/06/2016
Conheça aplacaTeensy 3.207/06/2016
IoTSurfBoard:IoT Sur枌ngClass
06/06/2016
Debug do
Capacitores dedesacoplamento emprojetos de alta
Início / Conteúdo / Hardware /Capacitores de desacoplamento em projetos de alta
frequência
Junte-se a Comunidade Embarcados: LOGIN
REGISTRAR-SE
O EMBARCADOS CONTEÚDO EVENTOS COMUNIDADE
OPORTUNIDADES
07/06/2016 Capacitores de desacoplamento Embarcados
http://www.embarcados.com.br/capacitoresdedesacoplamento/ 2/7
implica um crosstalk importante nos sinais - produz um nívelde ruído que pode afetar o funcionamento dos CIs. É por issoque, além de outras razões, é preciso 枌ltrar o ruído das faixasde alimentação. Essa função é cumprida pelos denominadoscapacitores de desacoplamento, os quais provêm uma faixade baixa impedância para o ruído nas altas frequências.
Figura 1 - (esq) - capacitor de desacoplamento naalimentação do CI. (dir) Comportamento do mesmo capacitor
de desacoplamento para altas frequências.
Modelo real de um capacitor
Na 枌gura 2 exibe o modelo real de um capacitor em altafrequência (pode ser ainda mais complexo, mas para estepropósito explicativo este modelo é ótimo). Modelo onde sedestaca a ESR (Equivalent Series Resistor) o qual representa aresistência dos pinos e das placas do capacitor. Por outrolado está a ESL (Equivalent Series Inductor), a qual representaa indutância dos pinos e as placas do capacitor.
Figura 2 - Modelo real de umcapacitor em alta frequência
Por isso, a impedância equivalente do modelo é:
Na 枌gura 3 pode-se ver o diagrama de Bode da impedânciaequivalente de um capacitor tipico, mas com três diferentesvalores de ESL. É possivel observar que nas baixasfrequências o termo que domina na impedância é o termo
Debug dokernel doZephyr como Eclipse IDE
06/06/2016
Faça suaPlaca deCircuitoImpresso
04/06/2016
Séries
A arte de especi枌car eencontrarcomponentes (2)
Ampli枌cadorOperacional (4)
Aplicação de IoT comAzure IoT Hub eToradex Colibri VF61(3)
Arduino e MATLAB (2)
Boas práticas para odesenvolvimento desoftware (3)
Controlador VGA (2)
Desenvolvimento desistemas embarcadoscom a KL05z (3)
Device Drivers paraLinux Embarcado (5)
GNU ARM Cross-toolchain (7)
Gostou? Junte-se à comunidadeEmbarcados3 0 1 10
07/06/2016 Capacitores de desacoplamento Embarcados
http://www.embarcados.com.br/capacitoresdedesacoplamento/ 3/7
capacitivo, onde conforme maior é a frequência, menor é aimpedância, o que é exatamente o que se busca: uma faixa debaixa impedância para o ruído de alta frequência. Mas isso ésó até o ponto de ressonância, onde a parte capacitiva éigualada pela parte indutiva, o qual também é o ponto demenor impedância do capacitor. O único termo que atuanesse ponto, na impedância, é a ESR (termo de maiorimportância nos denominados capacitores tanque, bulkcapacitor, os quais serão explicados em alguns dos próximosartigos). Logo, para maiores frequências o termo que dominaa impedância equivalente é a ESL, onde quanto maior é afrequência, maior será a impedância. Por isso, todo o ruídonesse intervalo de frequência entrará direitamente nos CI enão será 枌ltrado pelo capacitor e possivelmente causará errosnestes.
Figura 3 - Resposta em frequência de umcapacitor para diversos tamanhos
Fonte: www.mpdigest.com Assim, os termos de maior importância na seleção doscapacitores de desacoplamento são dois:
a capacitância, a qual tipicamente é do intervalo de queparte como máximo em 1 uF até os nF, ou até pF emalgumas aplicações;o outro é a indutância associada no capacitor, a ESL, aqual vem dada principalmente pelo loop que a correntefaz no capacitor (maior loop implica maior indutância).
É por isso que o encapsulamento do capacitor é de grandeimportância e, assim, em projetos de alta frequência nãoadianta utilizar capacitores de baixa capacitância do tipotrough hole (como o capacitor da 枌gura 4). E, mesmoutilizando capacitores SMD, o tamanho destes importa e temum grande impacto, como pode se ver na 枌gura 5, onde sepode veri枌car a diferença de ESL nos distintosencapsulamentos SMD de um mesmo capacitor.
Inteligência Arti枌cial(3)
Introdução aalgoritmos (1)
Módulo ETHERNET EZWEB LYNX (3)
Monitoramento deágua com IoT (3)
NXP MQX RTOS (3)
Projeto com FreeRTOS(2)
Projetos dedesenvolvimento:Antes de começar (1)
Protocolo NTCIP decomunicação (4)
ROS (Robot OperatingSystem) (3)
Shape The World (4)
SistemasOperacionais deTempo Real (4)
Trazendo o mundoreal para dentro doprocessador (4)
Tutorial EAGLE (4)
ULWOS – Multitarefano RL78 (3)
Oportunidades
Software Engineer –Middleware/UEX naNagra Media Brazil –São Paulo/SP26/05/2016
Desenvolvedor deSistemas Embarcadosna Grupo D'Agostini –Florianópolis/SC25/05/2016
Desenvolvedor em
Odroid na Cybox -
07/06/2016 Capacitores de desacoplamento Embarcados
http://www.embarcados.com.br/capacitoresdedesacoplamento/ 4/7
Figura 4 - Capacitor cerâmico troughhole
Figura 5 - Valor da ESL para um mesmo capacitor SMD comdiferentes tamanhos
Fonte: Application Note 1325 - INTERSIL Agora, levando em conta que a maioria dos circuitos de hojesão digitais, os harmônicos dos pulsos fazem com que oruído apresentado nestes circuitos seja de muitasfrequências, por isso é ideal apresentar uma faixa de baixaimpedância para o maior intervalo de frequências possível. E,para alcançar isto, deve-se misturar capacitores de diferentesvalores e diferentes tamanhos, como pode se olhar na 枌gura6b, onde se apresenta em laranja a impedância equivalentealcançada; ou você pode simplesmente estar aumentando ocusto para seu BOM sem nenhum benefício, como se podever na 枌gura 6a.
Figura 6a (esq) - Impedância equivalente utilizando diferentescapacitores de um mesmo tamanho. Figura 6b (dir) -
Impedância equivalente utilizando diferentes Portanto, a correta eleição dos capacitores dedesacoplamento em seu projeto, além de ter uma direta
Odroid na Cybox -Campinas/SP07/05/2016
Desenvolvedor deFirmware na J.Assy -São Paulo/SP04/05/2016
Engenheiro e técnicoeletrônico especialistaem CAN BUS e OBD-IIna CONFIDENCIAL -São Paulo/SP14/04/2016
Mais oportunidades »
Divulgue suaoportunidade »
MaisProcurados
altera android
arduino arduino UNO
ARM ARM Cortex-M
ARM Cortex-M0+ Atmel
Avançado
Beaglebone Black diy
Embedded
07/06/2016 Capacitores de desacoplamento Embarcados
http://www.embarcados.com.br/capacitoresdedesacoplamento/ 5/7
implicação no custo de seu BOM, o qual é de gradeimportância em projetos comerciais e não de hobby, poderepresentar a estabilidade e robustez de seu projeto ou até ofuncionamento ou não deste. E, tomando em conta que umprotótipo (umas 6 unidades) de um projeto de alta frequência,controle de impedâncias, multi camadas, pode ter um custode facilmente US$ 5.000, não é algo que seus chefesgostariam e nem que você, como engenheiro e desenvolvedor,pode deixar de lado.
Capacitores de desacoplamento em projetos de altafrequência por Javier Marto. Esta obra está sob a licença
Creative Commons Atribuição-CompartilhaIgual 4.0Internacional.
Sobre o Autor: Javier Marto
Engenheiro Civil Eletrônico, formado naUniversidad Técnica Federico Santa María, noChile; com especialidade em sistemas digitais eeletrônica de potência. Desde 2016 morando em
Sao Paulo. Trabalho, há mais de 03 anos, no desenvolvimentode sistemas embarcados (hardware/枌rmware),principalmente no desenvolvimento de hardware/PCBs desistemas embarcados multicamadas de alta frequência (CPU,DDR3/2, HDMI, PCIe, LVDS, além muitas outras tecnologias.);tanto para o mercado latino americano em geral, como para omercado europeu e norte americano (o que implicacerti枌cados FCC e CE). Tenho interesse em P&D de eletrônicageral, hardware, FPGA, integridade de sinais, 枌rmware,astronomía e ciência em geral.
Postagens Relacionadas
embedded linux
枌rmware fpga
freescale hardware
hdl Iniciante intel
intel edison
Intermediário
internet das coisas iot
Linguagem C linux
Linux Embarcado
maker Microchip
microcontrolador
microcontroladores
pcb PIC
placa de desenvolvimento
python raspberry pi
rtos sbc
sistemas embarcados
software
Texas Instruments
toradex verilog vhdl
Yocto