Condensateur bloc DC à choisir avec une impédance d’entrée de 50 Ohms

diverger

Condensateur bloc DC à choisir avec une impédance d’entrée de 50 Ohms


J’ai besoin d’un bloc DC dans un système terniné de 50 Ohms. La bande passante passera de 100 Hz à 100 MHz, donc la capacité nécessaire est d’environ des centaines d’uF. Pour les condensateurs à puce normaux, je pense que je dois prendre en compte l’ESL.

Existe-t-il de bonnes méthodes pour obtenir une bande passante plate aussi large que celle-ci? Ou il y a des condensateurs spéciaux qui peuvent gérer cela? Toutes les suggestions sont appréciées.

Chris Stratton

Cela semble être une exigence inhabituelle. Quelle est la justification réelle de la nécessité de le faire simultanément avec la même configuration?

Le photon

Je suis d’accord avec Chris, vous essayez peut-être de résoudre le mauvais problème. Mais si vous en avez besoin, vous rechercherez probablement une combinaison soigneusement choisie de condensateurs de faible et de haute valeur en parallèle.

diverger

@ChrisStratton Je travaille sur un PoC (câble d’alimentation), je dois bloquer le DC sur la ligne de signal. Et la bande de fréquence du signal cible est également large.

Chris Stratton

@diverger – à quelle spécification établie et bien pensée est-elle censée se conformer?

diverger

@ThePhoton: Le signal est entièrement analogique sans informations de codage.

Réponses


 Neil_UK

En laissant de côté si c’est une bonne idée de tenter cela, il devrait être possible de le faire en parallèle de plusieurs céramiques à haute valeur ajoutée identiques, en série avec des résistances. La raison pour laquelle je les spécifie est leur faible coût, leur petite taille et leur capacité volumétrique élevée, mais faites attention au coefficient de tension vicieux de certains des diélectriques.

Vous n’avez pas spécifié la tension CC dont vous avez besoin, mais supposons que ce soit en volts à un chiffre ou à deux chiffres, où les MLCC (condensateurs céramiques multicouches) sont facilement disponibles.

L’astuce est de pouvoir les utiliser au-dessus de leur SRF.

Considérons un 16v 10uF en X5R dans un boîtier 0805 de Murata (ne recommandant pas la marque, c’est juste qu’ils arrivent à publier une fiche technique). Cela a un SRF d’environ 1 MHz, ce qui implique une inductance en série d’environ 3 nH. À 1 MHz, ces deux composants ont une impédance de magnitude 16mjohm, de sorte que la résonance série serait complètement décomposée par une résistance série de 1ohm, sans parler des 10ohm que j’ai montrés.

Le voltco de cette partie particulière signifie qu’il perd environ la moitié de sa capacité à 5v, vous auriez donc besoin de 20 en parallèle pour 100uF, à 5v. Tous ces 10 ohms en parallèle sont inférieurs à 1 ohm, insignifiants en série dans un système de 50 ohms. Les 3nH en parallèle à 100 MHz arrivent également à environ 0,1johm.

La méthode de mise en parallèle de plusieurs condensateurs pour atteindre la valeur totale est importante. Vous devez éviter les résonances excitantes entre toute inductance de fil qui relie les condensateurs. Une façon de le faire est de créer une structure de ligne de transmission et de placer les condensateurs le long de celle-ci, tout comme vous feriez un amplificateur à ondes progressives. Votre fréquence maximale de 100 MHz a une longueur d’onde de 3 m, donc toute structure de moins de 200 mm de longueur est électriquement courte, et si vous créez une structure assortie, vous pouvez aller à n’importe quelle longueur. Comme ça …

schématique

simuler ce circuit – Schéma créé à l’aide de CircuitLab

Physiquement, la microruban serait une structure bonne et facile à utiliser. Utilisez une paire de lignes côte à côte sur le plan de masse, qui, prises ensemble en parallèle, vous donnent 50 ohms. Sur FR4, c’est un rapport W / h de 2. Allez sur l’un, sur l’autre.

Au cas où quelqu’un se demanderait si cela fonctionne réellement, oui. C’est ainsi que j’ai conçu un bloc DC pour l’entrée d’un analyseur de spectre de 1 MHz à 4,2 GHz, en utilisant 5 condensateurs monocouches de 500pF dans une structure de bord, et qui se sont comportés sans les résistances.

Une fois que vous avez établi la tension requise et la perte résistive maximale admissible en série, cela vaut la peine de refaire les sommes pour d’autres valeurs et diélectriques que le 10uF X5R que j’ai utilisé ici. Le X7R a un voltco beaucoup plus faible, mais a besoin d’un boîtier plus grand.

diverger

Oui, j’ai envisagé la mise en parallèle donc ……. beaucoup de céramiques aussi. J’essaierai ceci si aucun autre meilleur choix. Mais comment peut-on s’attendre à une bande passante plate?

Neil_UK

@diverger J’ai repensé la réponse, pour utiliser beaucoup moins de C parallèles, en mettant des résistances d’amortissement explicites. Vous pouvez faire les sommes pour les plus grands condensateurs, une fois que vous avez spécifié votre tension et la série R maximale que vous pouvez tolérer.

 

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