Posizionare i condensatori di bypass prima o dopo il circuito

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Nella mia esperienza di lavoro con squadre di ingegneri su progetti di design PCB, arriva inevitabilmente un punto in cui i cervelli nella stanza iniziano ad essere in disaccordo fra loro. In alcuni casi, la risposta a chi è nel giusto è chiara. In ogni caso, come è spesso il caso in settori tecnici, ci sono anche volte quando ciò non è chiaro (e la differenza è da attribuire a “stili diversi”). 

Un disaccordo tra ingegneri elettronici che ho incontrato è che è la pratica migliore fare un posizionamento di condensatori di bypass “prima del” sul PCB. Alcuni ragazzi sono sostenitori così tenaci della regola del “prima del” che addirittura complicheranno il design PCB per compierlo. Io sono un convinto sostenitore dei principi di design “less is more” (meglio non esagerare), e del valorizzare semplicità ed eleganza del design sopra questi tipi di regole. In ogni caso, c’è del vero in questa ossessione con il posizionamento dei condensatori di bypass? Diamo uno sguardo ravvicinato. 

Migliori pratiche per il posizionamento di condensatori di bypass 

Fortunatamente sei stato un buon ingegnere e ricordi cosa fa un condensatore di bypass, ma nel caso in cui non lo sapessi, qui c’è una rinfrescata. Un condensatore di bypass viene utilizzato per condurre una corrente alternata attorno ad un componente o ad un gruppo di componenti. Si occupa del rumore, aiuta a creare una corrente diretta più pulita (DC). Cortocircuitando i segnali di corrente alternata (AC) a terra, ogni rumore AC su un segnale DC viene effettivamente rimosso. Le variazioni di voltaggio nei circuiti digitali possono causare seri problemi nella qualità, e sono state la rovina di molti progetti di microcontrollori. Il condensatore di bypass, anche a volte definito condensatore di alimentazione (o condensatore di filtro), smorza l’AC o il rumore prodotto da tensione fluttuante. 

Mentre il posizionamento di condensatori di bypass è importante, la  regola generale per posizionare prima del circuito è stata definitivamente esagerata da alcuni progettisti. Visto che la maggior parte del condensatore è vicino al circuito, assorbirà comunque il rumore prodotto su un circuito integrato (IC) e previene variazioni di voltaggio sulla rete di alimentazione. Invece di agitarsi sulla sequenza adeguata del circuito, aderire alle migliori pratiche per il posizionamento del condensatore di bypass può facilitare molto per avere un processo perfetto. 

Utilizzare la parte inferiore della basetta 

I condensatori di bypass possono essere posizionati sulla parte inferiore della basetta, creando spazio extra per le via e tracce sparpagliate. (Promemoria: una via, accesso interconnesso verticale, è una connessione elettrica che attraversa un piano di strati adiacenti.)

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Tieni a mente la taglia del condensatore 

I condensatori di bypass agiscono come una riserva di corrente, con il condensatore che recupera cali di tensione VCC rilasciando la sua carica quando il voltaggio cade. Il fattore determinante nella carica che è fornita, e la capacità di riempire quel calo, è la taglia del condensatore. Tieni in mente che come aumenti la taglia del condensatore, ciò può significativamente influenzare il tuo progetto. 

Capire la relazione fra frequenza e taglia del condensatore 

Quando pianifichi i tuoi progetti è importante tenere a mente la relazione inversa fra la frequenza dell’ondulazione (o variazione di corrente) e la taglia dei condensatori. Se conosci come appare quest’ondulazione, dovresti essere capace di mappare con efficacia la taglia necessaria del condensatore. Per ondulazioni più complesse, potresti aver bisogno di condensatori di bypass dell’alimentazione per frequenze differenti che affronti. 

Passa più tempo sugli elementi di design che ti piacciono 

Un cavo di estensione agirà come un’antenna ed attrarrà rumore dai campi magnetici circostanti, quindi non è una cattiva idea piazzare un condensatore su entrambi i lati per aiutare a controllare la perturbazione. 

Qual è la morale della favola? Non c’è bisogno di stressarsi sul posizionamento dei condensatori, e quindi rimanere concentrato sui dettagli che contano davvero. Posizionare condensatori prima o dopo il circuito? In molti casi, non è un motivo per perdere la calma. Invece, dedicare dei pensieri seri come la natura dell’ondulazione sul tuo IC, e pianificare secondo la taglia dei condensatori di bypass, numero e posizionamento. 

Indipendentemente se sei un tipo di progettista “before the circuit” oppure “after the circuit” (prima o dopo il circuito), Altium Designer® può aiutarti a dedicare più tempo sugli elementi di progettazione che ti piacciono. 

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About the Author

David Cousineau

Dave has been an Applications Engineer for 20 years in the EDA industry. He started in 1995 at a mid-Atlantic reseller that represented PADS Software, ViewLogic, and a host of other EDA tools. He moved on to work directly for PADS Software, and stayed on as they were acquired by Innoveda and then by Mentor Graphics. He and a business partner formed a VAR of their own in 2003 (Atlantic EDA Solutions) to represent Mentor's PADS channel, and later on Cadence's OrCAD and Allegro products. Since 2008, Dave has been working directly for Altium and is based at his home office in New Jersey.

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