Ontkoppelnetwerken

Afgelopen Vraag-Maar-Raak-Vrijdag kreeg ik de volgende vraag:

“Volg jij altijd de aanbevelingen voor ontkoppeling in de datasheets van IC’s?”

Het korte antwoord is: Bijna altijd.

De belangrijkste reden is dat je er van uit mag gaan dat als een IC-fabrikant een bepaald ontkoppelnetwerk voorschrijft, dit is getest en dat het IC naar verwachting zal werken.

Het lijkt er soms op dat IC-fabrikanten standaard een 100nF condensator per voedingspin voorschrijven. Dat komt omdat het in veel gevallen ook gewoon goed werkt. Bijvoorbeeld, een enkele 100 nF 0402 X7R condensator heeft een impedantie van 1 Ohm of minder tussen ±2 MHz en ±50 MHz. Samen met wat bulkcapaciteit wordt zo het hele frequentiegebied van DC tot voorbij de werkfrequentie van het IC afgedekt.

Er is natuurlijk niets op tegen om het beter te doen. En soms kun je er niet onderuit om een ontkoppelnetwerk te ontwerpen.

Hierbij nog wat tips voor het ontwerpen van ontkoppelnetwerken:

·        Bereken of simuleer altijd de vereiste ontkoppeling van het IC. Ieder IC heeft zijn eigen

          specifieke behoefte aan ontkoppeling, die kan variëren met de frequentie.

·        Bereken of simuleer altijd de impedantie van het ontkoppelnetwerk. Voeg de

          impedanties van sporen en via’s toe voor een reëler beeld bij hoge frequenties. 

·        De waarde van een condensator kan drastisch teruglopen als er een DC-spanning op de

          condensator staat.

·        Een ferrietkraal kan bij 1 MHz al een impedantie van tientallen Ohms hebben. Dit

         betekent dat je na een ferrietkraal wat meer capaciteit moet toevoegen, om ook rond

         deze frequentie onder de maximale impedantie van de ontkoppeling te blijven.

·        De ESR van een condensator is niet altijd constant over de frequentie. Hou hier

          rekening mee als het ontwerp voor een ontkoppelnetwerk sterk leunt op de ESR van de

          gebruikte condensatoren.

Voor complexe ontkoppelnetwerken gebruik ik in plaats van de benadering in het frequentiedomein de benadering in het tijddomein. Deze benadering haalt het gokwerk uit de berekeningen, waardoor het makkelijker te garanderen is dat een ontkoppelnetwerk aan de verwachtingen zal voldoen, vooral voor hogere frequenties.

Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn