Integrando múltiples sensores en una placa, ¿cuántos capacitores de desacoplamiento necesito?

Las trazas de PCB tienen inductancia y resistencia parásitas, por eso colocamos capacitores cerca de la carga. Cuando la carga cambia repentinamente, el voltaje cae en la carga (amplificadores operacionales, microprocesadores, comparadores, sensores, etc.). Cuando el voltaje cae en la carga, puede provocar ruido en los sistemas analógicos y errores en el sistema digital. La mayoría de los circuitos están construidos para funcionar a un nivel de voltaje constante.

La resistencia y la inductancia de la traza de la placa de circuito impreso impiden que una fuente de alimentación regule el voltaje inmediatamente. Las tapas de filtro de energía solucionan estos problemas.

Puede usar un condensador de filtro de potencia para varios chips. Sin embargo , hay desventajas en esto.

Los condensadores tienen ESR y ESL , lo que significa que tienen efectos parásitos que afectan principalmente a la impedancia de alta frecuencia del condensador y su capacidad para "cortar" las altas frecuencias (a tierra).

1) Cuanto más lejos coloque un capacitor de un chip, más tiempo tendrá que ejecutar un rastreo de PCB hasta el capacitor, lo que aumentará su ESR y ESL. (eso significa que tienes la posibilidad de más ruido)

2) Un condensador compartido podría aumentar el ruido, si una carga se sumerge temporalmente, la otra carga también lo verá, lo he mostrado en el diagrama a continuación (no incluí los parásitos del condensador)

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Ha habido momentos en los que he usado condensadores con múltiples cargas porque el espacio era más una consideración, las cargas eran analógicas y también eran en su mayoría cargas constantes.

En mi opinión, la consideración más importante sería qué tan lejos está cada sensor entre sí... Los capacitores de desacoplamiento sirven para proporcionar las sobretensiones transitorias necesarias a la corriente de los sensores mientras evitan el parásito inductivo de trazas largas (si el sensor necesita 100 mA más corriente en un instante y no tienes esos tapones cerrados... ¡No lo va a estar consiguiendo!)

Si los sensores se van a colocar lejos uno del otro, diría que se adhieran al diseño recomendado... Si están relativamente cerca, probablemente pueda salirse con la suya sin problemas.

Relativamente cerca frente a relativamente lejos es algo difícil de cuantificar sin una cantidad decente de análisis de sus rastros de parásitos, etc., pero generalmente creo que es mejor prevenir que curar y desacoplar una tonelada. jaja