मैं जिस तरह से वर्णन करता हूं उसमें एक फिल्टर के रूप में एक डिकॉउपिंग कैपेसिटर के बारे में नहीं सोचता। इस तरह से एक आरसी फिल्टर की तरह, जहां शोर का स्रोत बिजली की आपूर्ति है और आपके "डिकॉउलिंग" कैपेसिटर, आपकी चिप तक पहुंचने से पहले इसे छानने में मदद कर रहे हैं।
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यह आपकी चिप को पीआई फिल्टर की तरह होने से शोर नहीं कर सकता है, यह आपकी चिप को शोर न करने में मदद कर सकता है :) आपके पास एक चिप है और वह गतिशील वर्तमान मांगों को रखने वाला है जो समय के साथ बदल रहे हैं। दूसरे शब्दों में, जैसा कि आपकी चिप अपनी बात करती है, यह अलग-अलग आवृत्तियों पर शक्ति को कह रही है ताकि उसके ट्रांजिस्टर को स्विच किया जा सके।
एक आदर्श दुनिया में अब आपके पास एक आदर्श बिजली की आपूर्ति होगी और इसके और आपके चिप के बीच कोई बाधा नहीं होगी। आपकी चिप उतना ही करंट खींच सकती है जितना कि वह चाहती थी कि जो भी आवृत्ति वह चाहती थी और मेरी नौकरी का हिस्सा बहुत आसान हो जाए;)
सच में परजीवी घटक हैं, विशेष रूप से परजीवी इंडक्शन जो वर्तमान की मात्रा को सीमित कर देगा जो आपको किसी विशेष आवृत्ति पर किसी दिए गए वोल्टेज ड्रॉप के साथ खींच सकते हैं। उन परजीवी प्रेरकों की बाधा आवृत्ति के साथ बढ़ जाती है इसलिए कुछ बिंदु पर आप वर्तमान की किसी भी सार्थक राशि को खींचने में सक्षम नहीं होंगे। आपकी चिप शायद कुछ रेंज में 1.8V +/- 0.5% कहना चाहती है, इसे उस रेंज में कार्य करने के लिए डिज़ाइन और समयबद्ध किया गया है। यदि आप सभी को इसकी आवश्यकता के लिए उचित कम प्रतिबाधा मार्ग प्रदान नहीं करते हैं, तो आपको उस सीमा के बाहर वोल्टेज को समाप्त करने की आवश्यकता हो सकती है उदाहरण के लिए जो अवांछनीय संचालन को जन्म दे सकता है।
यहां अल्टरना से बिजली वितरण नेटवर्क की एक अच्छी तस्वीर है। इसमें वोल्टेज नियामक शामिल है और यह स्रोत प्रतिबाधा, डिकॉप्लिंग कैप्स और कुछ पैकेज परजीवी है।
यदि आप अभी-अभी बाहर गए और बिना डिकूपिंग कैप वाले एक बोर्ड को डिज़ाइन किया, तो हर बार जब आपको वर्तमान की आवश्यकता होती है, तो आपको अपने चिप से बहुत उच्च प्रतिबाधा कनेक्शन से गुजरना होगा जो कि पूरे बोर्ड में और नियामक के पास और उम्मीद है कि उसका थोक संधारित्र। यह कम आवृत्ति के लिए ठीक काम करेगा, लेकिन जैसे-जैसे आपकी आवृत्ति बढ़ती है परजीवी इंडक्शन का मतलब है कि आपके और आपके बिजली की आपूर्ति के बीच बाधा भी बढ़ेगी। आप ओम कानून से जानते हैं कि यदि आप वर्तमान प्रवाह को बनाए रखते हैं, लेकिन प्रतिरोध (हमारे मामले में प्रतिबाधा) को बढ़ाते हैं, तो उस बाधा के पार वोल्टेज में भी वृद्धि होनी चाहिए। इसका मुकाबला करने के लिए, और pdn के प्रतिबाधा को कम करने के लिए हम डीकोपिंग कैपेसिटर का उपयोग करते हैं। एक PDN में हम इस वोल्टेज तरंग को कहते हैं,
एक उदाहरण के रूप में चलो एक आवृत्ति को देखो 100MHz कहते हैं। तो फिर मान लीजिए कि आपने कोई डिकम्पलिंग नहीं की है और आपने 100MHz पर 1 Amp खींचने का फैसला किया है। लेकिन विमानों को शामिल करने के माध्यम से बिजली की आपूर्ति से प्रतिबाधा, और शायद थोक कैप्स, चिप को 100MHz पर 1 ओम है। इसका मतलब है कि आपको उस प्रतिबाधा पर 1V का वोल्टेज ड्रॉप मिलेगा। यदि आपके पास 1.8V से शुरू होने वाली बिजली की आपूर्ति है और जब आपकी चिप को इसकी आवश्यकता होती है, तो यह 0.8V तक गिर जाता है, तो आप परेशानी में पड़ जाएंगे।
अब उसी परिदृश्य के बारे में सोचें, जब हमने डिकूपिंग कैप्स का एक गुच्छा जोड़ा है, तो यह 0.05 ओम कहने के लिए बिजली वितरण नेटवर्क की बाधा को कम करता है। अब उसी 1 ए ड्रॉ के लिए आपको केवल 50mV की वोल्टेज ड्रॉप दिखाई देती है जो कि बहुत अधिक सहनीय संख्या है।
आप ऊपर के एक साधारण मसाला सिमुलेशन से दो अलग-अलग परिदृश्यों के नीचे चित्र में देख सकते हैं। हरे रंग में बिना कैपेसिटर वाले बोर्ड के लिए प्रतिबाधा है, और नीले रंग के बाद कई अलग-अलग मूल्य के डेकोपिंग कैपेसिटर जोड़े गए हैं।
यह वास्तव में खुशी से अधिक जटिल हो जाता है यहां से, आप केवल 100 मेगाहर्ट्ज पर वर्तमान को आकर्षित नहीं कर रहे हैं लेकिन आवृत्तियों की एक श्रृंखला है, और आप अक्सर यह नहीं जानते कि वे चिप विक्रेता से क्या हैं। इसके बजाय आप अपेक्षित मूल्यों की एक श्रृंखला के लिए डिज़ाइन करते हैं। Altera के पास एक अच्छा पेपर है जो इसे कुछ और विस्तार से समझाता है और इस पर बहुत सारी किताबें हैं।
उम्मीद है कि कुछ हद तक मदद करता है, मुझे लगता है कि आप ऊपर से देख सकते हैं कि आपके कैपेसिटर में अधिक प्रतिबाधा डालने से वे कम प्रभावी हो जाएंगे (अच्छी तरह से वहाँ भिगोने के बारे में कुछ बहस हो रही है ...)। वास्तव में यदि आप उस एल्टर पिक्चर को करीब से देखते हैं तो आप परजीवी इंडिकेटर्स और रेसिस्टर्स को देखेंगे जो कि किसी भी वास्तविक विश्व कैपेसिटर और उसके बढ़ते का हिस्सा हैं। उच्च गति बोर्डों को डिजाइन करने वाले लोग जहां डिकॉउलिंग शुरू करते हैं, लेआउट में उन लोगों को कम से कम समय बिताने के लिए बहुत कम समय खर्च करना पड़ता है, और उन घटकों को चुनना जो सबसे कम परजीवी मान हैं।