A menudo, se colocan tapas de desacoplamiento de 100n a 1µF en las líneas de suministro de IC para la lógica digital.
Para los circuitos analógicos, ¿son necesarios los límites de desacoplamiento cuando los microcontroladores y la lógica digital también comparten el entorno?
Nunca los he colocado y no he tenido ningún problema, pero todavía no he hecho cosas de producción, por lo que no tendría mucha experiencia.
Respuestas:
En un entorno de señal mixta para producción que tiene que pasar FCC, sí, absolutamente.
Más específicamente, lo que debe hacer es observar su uso actual, las frecuencias que estarán presentes y determinar cuál debe ser la capacidad general de su fuente de alimentación para minimizar esas frecuencias en los suministros. De lo contrario, sonará en los aviones de suministro que pueden ser un gran problema de EMI.
Obtendrá algo de capacidad de la pila de PCB, suponiendo que tenga energía y planos de tierra. Por lo general, obtendrá la capacidad necesaria y el tamaño de los condensadores para lograr su objetivo.
Por ejemplo, puede llegar a algo como:
Luego espolvorea estos de una manera lógica. 1 0.1uF y 1 10nF por pin de alimentación. Un tant por IC principal o cerca de una sección de circuitos integrados de corriente / analógicos más pequeños.
Con el diseño de señal mixta, siempre debe recordar que solo porque una señal es analógica de baja frecuencia todavía debe tratarla como una amenaza EMI. Habrá transitorios del resto de su sistema en esa señal, sin importar cuán sorprendente sea su aislamiento.
No solo hablamos de alta velocidad aquí tampoco. Un sistema con un reloj de 25Mhz y fácilmente tiene estos problemas y falla FCC bastante miserablemente (confía en mí: 0)
Esto realmente depende de los circuitos integrados que esté utilizando. En general, cuanto mayor ancho de banda tiene un dispositivo analógico, más importante es el desacoplamiento de la fuente de alimentación. La mayoría de las veces la hoja de datos para diferentes dispositivos le dará una indicación de lo que se requiere. Cualquier amplificador o comparador de alta velocidad puede ser susceptible de oscilación si no se omite correctamente.
Los circuitos integrados analógicos, como los comparadores y los amplificadores operacionales, sin duda, necesitan desacoplarse, especialmente si se usan como interruptores histéresis. Puede ver un comportamiento muy extraño (el rebote entre estados es bastante común) si no hay un buen desacoplamiento y hay algo de ruido de HF en el suministro.
Procedente de un entorno de potencia de conmutación analógica: si sospecho que un amplificador operacional o un comparador no está haciendo lo que creo que debería ser, las dos primeras cosas que siempre verifico son: (1) hay un condensador de desacoplamiento y (2) si es así, ¿está en una buena posición eléctrica en el diseño?
Otro punto a considerar con los condensadores de desacoplamiento en amplificadores operacionales es que necesitan ir de riel a tierra, no de riel a riel. Por ejemplo, un amplificador operacional con rieles de +/- 5 V necesita condensadores uno de cada riel a tierra. Esto asegurará que el amplificador operacional desacople correctamente las fuentes de alimentación.
También debe tenerlos en las rutas de señal, por ejemplo, un pequeño condensador a través de la resistencia de retroalimentación ayudará a su circuito de amplificador operacional a pasar de un simulador a una PCB real sin ruido y oscilaciones.
Por lo general, me habría ido sin. La razón por la cual los condensadores de desacoplamiento son críticos para los circuitos digitales es que pueden usar altas corrientes al cambiar de estado; el condensador luego reducirá el tamaño de ese circuito de corriente e igualará el consumo de la fuente. Para los circuitos analógicos, esto puede ser un problema menor, aunque algunas veces la razón es un problema porque los circuitos analógicos producirán malos resultados debido al ruido de suministro. Por lo tanto, los circuitos analógicos sensibles se separan a su propio suministro, posiblemente con condensadores e inductores para suavizar las cosas.
Sin embargo, también soy bastante inexperto, así que espero mejores respuestas pronto.
Editar: De hecho, hubo mejores respuestas. Desacoplar opamps, y particularmente comparadores. Me alegro de haber aprendido algo!