嵌入式電容的實(shí)際應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2014/4/17 21:26:28 訪問次數(shù):761
1989-1990年Zycon(Zycon自那以后成為Hadco,現(xiàn)在是Sanmina)利用標(biāo)準(zhǔn)的FR-4環(huán)氧玻璃作為電介質(zhì),開發(fā)了具有2mils層間距的特殊的PCB層壓板。 HD74LS04P這個(gè)被稱為ZBC-2000的層壓板提供500pF/in2的層間電容“。在一個(gè)PCB中用兩組由這種層壓板制成的電源和地平面,可以獲得所希望的lOOOpF/inz的電容。
雖然Sanmina( Howard和Lucas,1992)和Unisys( Sisler,19 91)對(duì)2mils厚的嵌入式電容印制電路板申請(qǐng)了專利,這個(gè)技術(shù)很容易用而且是多源的。Sanmina的這個(gè)技術(shù)的商業(yè)命名是嵌入式電容。雖然這個(gè)技術(shù)應(yīng)用已超過15年,它只是現(xiàn)在才流行起來。轉(zhuǎn)換到嵌入式電容PCB是簡(jiǎn)單的,因?yàn)椴恍枰碌墓に,只是疊層發(fā)生改變。因此制作兩套原型板就很容易檢驗(yàn)這種技術(shù),一套板用標(biāo)準(zhǔn)方法制作,第二套板用嵌入式電容層制作,所以兩套板的性能可以直接比較。最~般的疊層如圖11-19所示。
如16.4.2節(jié)將討論的,另一種疊層也可能用到嵌入式電容方法。因?yàn)閮蓚(gè)I 平面對(duì)的應(yīng)用,當(dāng)應(yīng)用嵌入式電容時(shí),四層板變成六層板,六層板變成八層板。雖然罷蓬蒜。層壓板比標(biāo)準(zhǔn)PCB層壓板稍貴些,主要的成本增加來自必須印制兩個(gè)額外的PCB層。
圖11-20表示用圖11-19所示疊層的一個(gè)嵌入式電容PCB上和另外一個(gè)只有一個(gè)電源平面和一個(gè)接地平面(Sisler,19 91)的相同的標(biāo)準(zhǔn)(非嵌入式電容)板上,從1~200MHzVc。對(duì)地噪聲電壓。比較圖11-20中的兩個(gè)圖可看出嵌入式電容板在高于30MHz的所有頻率噪聲減小得更多,在高于60MHz時(shí)幾乎沒有可測(cè)噪聲。對(duì)于圖11-20所示的數(shù)據(jù),標(biāo)準(zhǔn)板上有135個(gè)然而,當(dāng)頻率低30MHz,尤其在20MHz,嵌入式電容板上去耦較差。這是由于在這些低頻率嵌入式電容板沒有足夠的總電容以使其有效所導(dǎo)致的結(jié)果。這個(gè)結(jié)果與圖11-12的所示結(jié)果相似,即增加電容的數(shù)量減小了電源分布網(wǎng)絡(luò)的高頻阻抗,但沒有減小低頻阻抗。為了減小低頻阻抗,通過比較圖11-12和圖11-13證明需要額外的電容。
對(duì)于圖11-20(b)所示的情況,將原來的135個(gè)去耦電容恢復(fù)4個(gè)(因而增加了總電容)以把嵌入式電容板上的低頻噪聲電壓減小到標(biāo)準(zhǔn)板上的水平。
后來其他人在嵌入式電容印制電路板上的測(cè)試已表明在頻率高達(dá)5GHz時(shí),在板上只有很少或沒有離散去耦電容的情況下能提供有效的去耦。我不知道是誰已進(jìn)行丁5GHz以上的測(cè)試,但沒有理由懷疑嵌入式電容方法即使高于這個(gè)頻率會(huì)失效。
嵌入式電容板也有其他的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閷娱g距的減小,也因?yàn)槎鄠(gè)電源和接地平面的應(yīng)用,使電源和接地平面的電感顯著減小。因?yàn)榍度胧诫娙蓦娫矗拥仄矫娴娜髦喂~穆作為低L/C比率的結(jié)果(見式(10-3》而趨于一個(gè)低Q結(jié)構(gòu),所以諧振問題也減到最小。瓷外,通過去掉90%或更多的去耦電容以及與它們相關(guān)的導(dǎo)通孑L,板的布線大大簡(jiǎn)化,而且在許多情況下板的尺寸可以減小。在一些應(yīng)用中,去掉大部分離散的去耦電容也會(huì)消除在板的兩個(gè)面上對(duì)表面安裝組件的需求。
嵌入式電容板通常在板上所有位置有相似的電源對(duì)地噪聲電壓,而使用離散去耦電容的標(biāo)準(zhǔn)板的電源對(duì)地噪聲電壓取決于測(cè)量的位置。
1989-1990年Zycon(Zycon自那以后成為Hadco,現(xiàn)在是Sanmina)利用標(biāo)準(zhǔn)的FR-4環(huán)氧玻璃作為電介質(zhì),開發(fā)了具有2mils層間距的特殊的PCB層壓板。 HD74LS04P這個(gè)被稱為ZBC-2000的層壓板提供500pF/in2的層間電容“。在一個(gè)PCB中用兩組由這種層壓板制成的電源和地平面,可以獲得所希望的lOOOpF/inz的電容。
雖然Sanmina( Howard和Lucas,1992)和Unisys( Sisler,19 91)對(duì)2mils厚的嵌入式電容印制電路板申請(qǐng)了專利,這個(gè)技術(shù)很容易用而且是多源的。Sanmina的這個(gè)技術(shù)的商業(yè)命名是嵌入式電容。雖然這個(gè)技術(shù)應(yīng)用已超過15年,它只是現(xiàn)在才流行起來。轉(zhuǎn)換到嵌入式電容PCB是簡(jiǎn)單的,因?yàn)椴恍枰碌墓に嚕皇钳B層發(fā)生改變。因此制作兩套原型板就很容易檢驗(yàn)這種技術(shù),一套板用標(biāo)準(zhǔn)方法制作,第二套板用嵌入式電容層制作,所以兩套板的性能可以直接比較。最~般的疊層如圖11-19所示。
如16.4.2節(jié)將討論的,另一種疊層也可能用到嵌入式電容方法。因?yàn)閮蓚(gè)I 平面對(duì)的應(yīng)用,當(dāng)應(yīng)用嵌入式電容時(shí),四層板變成六層板,六層板變成八層板。雖然罷蓬蒜。層壓板比標(biāo)準(zhǔn)PCB層壓板稍貴些,主要的成本增加來自必須印制兩個(gè)額外的PCB層。
圖11-20表示用圖11-19所示疊層的一個(gè)嵌入式電容PCB上和另外一個(gè)只有一個(gè)電源平面和一個(gè)接地平面(Sisler,19 91)的相同的標(biāo)準(zhǔn)(非嵌入式電容)板上,從1~200MHzVc。對(duì)地噪聲電壓。比較圖11-20中的兩個(gè)圖可看出嵌入式電容板在高于30MHz的所有頻率噪聲減小得更多,在高于60MHz時(shí)幾乎沒有可測(cè)噪聲。對(duì)于圖11-20所示的數(shù)據(jù),標(biāo)準(zhǔn)板上有135個(gè)然而,當(dāng)頻率低30MHz,尤其在20MHz,嵌入式電容板上去耦較差。這是由于在這些低頻率嵌入式電容板沒有足夠的總電容以使其有效所導(dǎo)致的結(jié)果。這個(gè)結(jié)果與圖11-12的所示結(jié)果相似,即增加電容的數(shù)量減小了電源分布網(wǎng)絡(luò)的高頻阻抗,但沒有減小低頻阻抗。為了減小低頻阻抗,通過比較圖11-12和圖11-13證明需要額外的電容。
對(duì)于圖11-20(b)所示的情況,將原來的135個(gè)去耦電容恢復(fù)4個(gè)(因而增加了總電容)以把嵌入式電容板上的低頻噪聲電壓減小到標(biāo)準(zhǔn)板上的水平。
后來其他人在嵌入式電容印制電路板上的測(cè)試已表明在頻率高達(dá)5GHz時(shí),在板上只有很少或沒有離散去耦電容的情況下能提供有效的去耦。我不知道是誰已進(jìn)行丁5GHz以上的測(cè)試,但沒有理由懷疑嵌入式電容方法即使高于這個(gè)頻率會(huì)失效。
嵌入式電容板也有其他的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閷娱g距的減小,也因?yàn)槎鄠(gè)電源和接地平面的應(yīng)用,使電源和接地平面的電感顯著減小。因?yàn)榍度胧诫娙蓦娫矗拥仄矫娴娜髦喂~穆作為低L/C比率的結(jié)果(見式(10-3》而趨于一個(gè)低Q結(jié)構(gòu),所以諧振問題也減到最小。瓷外,通過去掉90%或更多的去耦電容以及與它們相關(guān)的導(dǎo)通孑L,板的布線大大簡(jiǎn)化,而且在許多情況下板的尺寸可以減小。在一些應(yīng)用中,去掉大部分離散的去耦電容也會(huì)消除在板的兩個(gè)面上對(duì)表面安裝組件的需求。
嵌入式電容板通常在板上所有位置有相似的電源對(duì)地噪聲電壓,而使用離散去耦電容的標(biāo)準(zhǔn)板的電源對(duì)地噪聲電壓取決于測(cè)量的位置。
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