¿Los Condensadores de Desacople se Deben Colocar Antes o Después del Circuito?
Fuente de la imagen: usuario de Flickr wgossett (CC BY 2.0)
En mi experiencia de trabajo con equipos de ingenieros en proyectos de diseño de PCB, inevitablemente, llega un momento en donde los cerebros de la sala comienzan a discrepar entre sí. En algunos casos, la respuesta sobre quién tiene razón es clara. Sin embargo, como sucede a menudo en los oficios técnicos, hay veces que no está claro (y la diferencia apunta a los "diferentes estilos").
Un desacuerdo común entre los ingenieros eléctricos que he encontrado es que lo mejor es colocar un condensador de desacople "antes del circuito" en el PCB. Algunas personas siguen tan estrictamente esta regla de "antes del circuito" que incluso complicarían el diseño de PCB para lograr esto. Creo firmemente en el principio del diseño de "menos es más", un valor de simplicidad y elegancia en el diseño por sobre estas reglas. Sin embargo, ¿hay algo de verdad en esta obsesión por la ubicación del condensador de desacople? Vamos a revisarlo en detalle
Las mejores prácticas para la ubicación del condensador de desacople
Con seguridad han sido buenos ingenieros y recuerdan que hace un condensador de desacople, pero en caso de que no sea así, se los hago recordar. Un condensador de desacople se utiliza para conducir corriente alterna alrededor de un componente o un grupo de componentes. Se ocupa del ruido, al ayudar a crear una señal de corriente continua (CC) más limpia. Al llevar las señales de CA a tierra, todo el ruido de una señal de CC se elimina de forma efectiva. Las variaciones de voltaje en circuitos digitales pueden causar serios problemas en la calidad, y han sido el colapso de muchos diseños de microcontroladores. El condensador de desacople, a veces denominado condensador de filtro, modera la CA o el ruido producido por la fluctuación del voltaje.
Si bien la ubicación de los condensadores de desacople es importante, algunos diseñadores han exagerado por completo la regla de oro para la ubicación antes del circuito. Siempre que el condensador esté cerca del circuito, seguirá absorbiendo el ruido producido en un circuito integrado (CI) y evitará la variación de voltaje en la red de suministro. En vez de preocuparse por la secuencia adecuada del circuito, respetar las mejores prácticas para la ubicación del condensador de desacople puede ayudar a facilitar un proceso mucho más transparente.
Utilizar el lado inferior de la tarjeta
Los condensadores de desacople se pueden colocar en la parte inferior de la tarjeta, y así crear espacio adicional para las vías y las pistas de distribución hacia afuera del encapsulado -Fanout-. (Recordatorio: una vía, un acceso de interconexión vertical, es una conexión eléctrica que se ejecuta a través de un plano de capas adyacentes).
Tener en cuenta el tamaño del capacitor
Los condensadores de desacople funcionan como una reserva de corriente, y el condensador compensa las caídas de voltaje de VCC al liberar su carga cuando cae el voltaje. El factor determinante de la carga proporcionada y la capacidad de llenar esa caída es el tamaño del condensador. Tenga en cuenta que a medida que aumenta el tamaño del condensador, su diseño puede verse afectado de manera significativa.
Entender la relación entre frecuencia y tamaño del condensador
Al planificar sus diseños es importante tener en cuenta la relación inversa entre la frecuencia del rizo (o la variación de corriente) y el tamaño del condensador. Si sabe cómo luce este rizo, puede proyectar efectivamente el tamaño necesario del condensador. Para los rizos más complejos, puede necesitar emplear diferentes condensadores de desacople para las distintas frecuencias con las que está lidiando.
Emplear más tiempo en los elementos de diseño que disfruta
Una extensión de pista funcionará como antena y atraerá ruido de los campos magnéticos cercanos, por lo que no sería una mala idea ubicar un condensador en ambos extremos para ayudar a controlar la alteración.
¿Cuál es la moraleja de la historia? Trate de no fanatizarse con la ubicación de los condensadores y enfóquese en los detalles que importan. ¿Colocar los condensadores antes o después del circuito? En la mayoría de los casos, no es algo en lo que se deba perder la calma. En lugar de preocuparse por eso, dé importancia a la naturaleza del rizo de su CI, y planifique adecuadamente el tamaño, la cantidad y la ubicación del condensador de derivación.
Independientemente de ser un diseñador que sigue la regla de "antes del circuito" o "después del circuito", Altium Designer puede ayudarle a ocupar más tiempo en los elementos de diseño que disfruta.
