DC Blocking capacitor - Nilai apa yang harus dipilih

Saya sedang dalam proses memesan suku cadang untuk papan LNA (2.4GHz, berbasis di sekitar broadcom / avago MGA-635P8). Saya mengikuti daftar komponen pabrikan di lembar data untuk papan evaluasi mereka.

Mereka menggunakan kapasitor pemblokiran DC 1000pF. Saya bertanya-tanya mengapa orang akan menggunakan nilai sebesar itu dalam sistem 50Ω, ketika frekuensi operasi 2.3GHz hingga 4 GHz. Tidakkah menggunakan nilai yang lebih kecil meningkatkan daya noise, karena bandwidth sistem berkurang? Apakah ada alasan lain mengapa saya akan memilih nilai kapasitansi yang tinggi?

— Joren Vaes
sumber

Saya juga bingung. Saya memeriksa datasheet dan mereka secara khusus merekomendasikan Murata PN GRM155R71H102KA01 . Yang memiliki frekuensi resonansi sekitar 200 MHz.

— The Photon

Mereka mengklaim semua angka dalam lembar data dilakukan dengan papan itu, jadi sepertinya berhasil, tapi saya merasa sangat aneh. Sepertinya ini pilihan yang tidak tepat ...

— Joren Vaes

Agar adil, kapasitor Murata masih akan memblokir DC, dan masih kurang dari 10 ohm (induktif) pada 4 GHz, jadi itu mungkin bukan pilihan yang terlalu buruk. Tetapi jika Anda tidak ingin seluruh rentang frekuensi yang dirancang untuk papan demo (hingga 450 MHz), Anda mungkin dapat menemukan pilihan yang lebih baik.

— The Photon

@ThePhoton Avago sesumbar tentang rendahnya NF @ 2,5 GHz ... mungkinkah jaringan input itu diakali untuk memberikan kesesuaian suara yang optimal pada frekuensi itu? Tampaknya sedikit mencurigakan untuk melihat kapasitor 10pf di ujung "DC" dari induktor rangkaian demo.

— glen_geek

Saya memesan beberapa nilai, saya akan memberitahu kalian apa yang terjadi ketika kami mengukurnya tanpa VNA.

— Joren Vaes

Jawaban:

Frekuensi resonansi-sendiri (SRF) topi kopling DC tidak melakukan apa yang Anda pikirkan. Pikirkan tentang hal ini: SRF adalah hasil dari induktansi topi, dan nilai kapasitansinya.

Dalam aplikasi decoupling, tentu saja Anda ingin induktansi rendah. Tetapi SRF dari tutup itu sendiri tidak berarti apa-apa, itu adalah SRF dari topi terpasang yang diperhitungkan, termasuk melalui induktansi dll. Lembar Data SRF hanya spesifikasi, yang memberitahu Anda kinerja HF maksimum yang dapat Anda harapkan dari topi Anda jika Anda memasangnya sempurna (seperti, dengan vias sihir non-induktif).

Ini akan menjadi kasus C3, C4, C5, C6 di sini.

Sekarang, dalam aplikasi DC-coupling, semuanya berbeda. Perhatikan tutupnya seri dengan saluran transmisi. Ini juga sama lebarnya dengan jejak tembaga saluran transmisi Anda, dan sangat low profile (tinggi 0,5mm).

Karena tutup dipasang tepat di permukaan PCB, dan pelatnya sangat rendah di PCB, hampir sejajar dengan jejak, ia bertindak seperti itu adalah bagian dari jejak. Induktansi ekstra yang ditambahkan dibandingkan dengan case "tanpa kapasitor" jauh lebih kecil dari induktansi sebenarnya.

Kapasitor SRF tidak masalah di sini. Yang penting adalah perbedaan antara sedikit jejak lurus dan kapasitor. Perbedaan ini sangat kecil. Itu tidak tergantung pada nilai tutupnya, hanya dimensinya. Misalnya jika tinggi, itu akan memiliki kapasitansi lebih parasit dengan jejak GND sekitarnya, memperkenalkan diskontinuitas impedansi sedikit.

Tutupnya seri dengan saluran transmisi, sehingga resonansi yang Anda khawatirkan adalah membuat tangki LC dengan L1 / C3 atau membuatnya beresonansi dengan induktansi saluran transmisi Anda, hal-hal semacam itu, tetapi tidak ada hubungannya dengan SRF topi telanjang itu.

Selain itu, arus di saluran transmisi Anda bergerak dalam tembaga yang paling dekat dengan tanah di sekitarnya. Karena ada bidang tanah di bawah ini, arus akan berkonsentrasi pada permukaan jejak yang lebih rendah, dan pada frekuensi yang sangat tinggi, arus hanya akan mengalir melalui pelat kapasitor yang paling dekat dengan PCB. Ini akan sedikit mengubah nilai batas, juga ESR ... alasan lain untuk menggunakan bagian kecil dan low-profile.

— peufeu
sumber

Anda dapat dengan mudah menggunakan kapasitor yang lebih kecil dengan resonansi di bawah atau pada 2,4GHz.

Anda dapat menggunakan Murata sim-surfing untuk menemukan topi pilihan Anda. Penggunaan tutup 1nF adalah untuk menutupi pita frekuensi yang lebih besar.

Anda tidak akan meningkatkan daya derau karena biasanya Anda tidak mengandalkan gain-block / LNA bandwidth untuk menyaring derau. Anda menggunakan filter untuk itu.

— Dan
sumber