Redeya.com
Condensador de bypass
Autor: Miguel Angel Montejo Ráez

Indice

El autor no se responsabiliza del uso que se le de a este documento y no limita su distribución dentro de cualquier soporte siempre que sea gratuitamente. Se autoriza la copia parcial o total, con la única condición de mencionar al autor en el documento destino.


Introducción

Los equipos con conmutaciones de alta velocidad generan ruido en las lineas de alimentación debido a la carga y descarga de los condensadores internos y externos de los circuitos. La corriente instantanea generada por los flancos de subida y bajada de las salidas causan que las lineas de alimentación fluctuen. Este efecto puede hacer que la tensión de alimentación se salga fuera de las condiciones recomendadas o que se generen falsas señales, creando serios problemas. Una simple y sencilla solución es el condensador de bypass.

Definición de bypass

Un condensador de bypass alamacena una carga eléctrica que es cedida a la linea de alimentación durante una bajada transitoria de la tensión . Esto proporciona una pequeña alimentación añadida que minimiza el ruido generado por la conmutación de las salidas del dispositivo.

Consideraciones

Hay algunas consideraciones que deben ser tomadas en cuenta cuando añadimos un bypass a las lineas de alimentación:

  • El tipo de condensador.
  • La situación del condensador.
  • El efecto de la carga de salida.
  • El tamaño del condensador.

    Tipo de condensador

    En un entorno de alta velocidad las inductancias internas de un condensador de bypass se tornan muy críticas. Conmutaciones a alta frecuencia de las salidas generan ruido de alta fecuencia (mayor que 100MHz) en las lineas de alimentación. Estos armónicos fuerzan al condensador con alta inductancia interna a actuar como un circuito abierto, impidiendo que ejerza su función de suplir la señal de alimentacioón para mantener el nivel. Por lo tanto el bypass de una linea de alimentación requiere condensadores con inductancias muy pequeñas. Es así por lo que los condensadores cerámicos son los más adecuados para este cometido, ya que poseen una inductancia interna muy pequeña.

    Situación del condensador

    La mayoria de los circuitos impresos son diseñados para mantener una corta distancia entre masa y alimentación. Esto suele realizarse laminando la linea de alimentación con el plano de masa, con lo que puede haber capacitancias inherentes debido a la proximidad eléctrica. Esta no es una solución suficiente para eliminar las fluctuaciones de alimentación, por lo que deberemós adoptar otro método.

    La solución está en situar el condensador de bypass lo más próximo a los pines de alimentación del dispositivo.

    La razón de esta proximidad está en la propia inductancia de las pistas del circuito impreso, que ejerce un efecto contrario al del condensador impidiendo su función y manteniendo el ruido en la alimentación.

    Efecto de la carga de salida

    Cargas capacitivas combinadas con incrementos de frecuencias desembocan en largos transitorios de corriente y posibles oscilaciones de Vcc. Si la carga de salida es puramente resistiva el incremento en frecuencia no afecta a las lineas de salida y por lo tanto a la Vcc.

    Cuando manejamos altas cargas capacitivas, mayor debe ser la energía que hay que proporcionar a la carga de salida. Si el condensador de bypass no puede proporcionar esta energía las lineas de alimentación fluctuarán. Estas oscilaciones pueden ser de una gran amplitud, entre 2 y 3 voltios de pico a pico.

    Tamaño del condensador

    ¿Como podemos elegir el correcto condensador? El parámetro más importante es la capacidad de suplir la corriente instantánea cuando esta se necesite.

    Existen dos formas de calcular el condensador de bypass:

    1. Si se sabe la cantidad de corriente necesaria para conmutar una salida desde un nivel bajo a alto (I), el número de salidas que conmutarán (N), el tiempo requerido por el condensador para cargar la linea (AT), y la caida de Vcc que es tolerable (AV) podemos aplicar la siguiente fórmula:

    C = (I x N x AT) / AV

    2. La mayoria de los condensadores especifican el máximo "slew rate" de pulso. Esto permite calcular la máxima corriente del condensador.

    Bibliografía complemetaria

  • Texas Instruments, Advanced Schottky Family (ALS/AS) Applications
  • Walton, D., P.C.B. Layout for High-Speed Schottky TTL


  • Página original de Http://www.redeya.com, prohibida su reproducción sin consentimiento del autor