Рекомендации РТМ, справочников для исполнения цепей питания цифровых ИС.
Известно применение дополнительных фильтрующих элементов, в схемах питания быстродействующих цифровых интегральных схем, где для подавления высокочастотных составляющих помех применяются дополнительные фильтры в цепях питания, содержащие один керамический конденсатор КМ-5а-890-0,047 мкФ на 6 корпусов логических микросхем (см. «Справочник по интегральным микросхемам» под редакцией Б. В. Тарабрина, издание второе, Москва, Энергия, 1980, стр. 599). |
Данная схема фильтра рассматривается как одиночный фильтрующий элемент, подбираемый опытным путём по данной рекомендации или экспериментально. Кроме этого данный фильтр способен работать на частотах помехи до 10-20 Мгц из-за наличия больших паразитных индуктивностей цепей разводки питания и собственной индуктивности применяемых керамических конденсаторов. Практически часто имеет место соотношение "одна микросхема - один конденсатор". |
 Принятое построение фильтра. |
Исполнение фильтрующих элементов для цепей распределения питания современных высокопроизводительных процессоров и других СБИС.
Понимая, что оксидные конденсаторы (даже OSCON)
имеют низкую максимальную рабочую частоту, производители сначала ставили
на линии распределения питания в районе процессора (в том числе в
центральном проеме процессорного сокета) мало индуктивные керамические
конденсаторы. Как рекомендовано выше. Последнее время в эту же цепь
стали устанавливать оксидные танталовые без корпусные конденсаторы.
|
Данная конструкция фильтра отличается от предыдущей расширенной полосой частот, но они не перекрывают всю полосу генерируемых процессором частот. Поскольку без корпусные
танталовые оксидные конденсаторы малой (47 - 220 мкФ) емкости не работают на частотах более 10 МГц. |
 Резмещение конденсаторов фильтра на сист. плате.
Cф - керамические конденсаторы фильтра,
OSCON - оксидные конденсаторы с малым ESR (R потерь) |
Исполнение оптимального фильтра (по патенту №2231899).Предложенный в патенте фильтр имеет много (3 и более) звеньев, каждое из которых работает в своей области частот. Количество звеньев определяется из условия перекрытия области частот генерируемых процессором. Количество звеньев и частоты среза каждого звена фильтра может быть рассчитана исходя из характеристик генератора помех. |
В настоящее время по рекомендации Intel и AMD производителям системных плат начинают дробить применяемые фильтры на отдельные звенья. Они строятся на конденсаторах имеющих характеристики позволяющие работать каждому звену в своей области частот. Но применяемые фильтры не перекрывают весь диапазон частот и та как не учитывают характеристики эквивалентного генератора помех (процессора). Но характеристики фильтра существенно зависят от параметров эквивалентного генератора.
Эта зависимость
показана справа.
-> |
 Зависимость характеристик звена фильтра от характеристик генератора помех. |
Для полного подавления помех необходим многозвенный фильтр выполненный по патенту №2231899. Такой фильтр не только имеет большое (больше трех) число звеньев, но и учитывает характеристики процессора как генератора помех. Они существенно влияют на частотные характеристики всех звеньев фильтра. Справа хар-ки встроенного фильтра процессора AMD Athlon 1800 MHz Thoroughbred-B и зависимость их характеристик от его параметров, как гнератора помех. Зеленым цветом показаны характеристики на большой мощности генерируемых помех, красным на малой, синим суммарная характеристика Z функция от частоты. |
 |