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보통 바이패스( bypass )콘덴서와 디커플링( decoupling ) 콘덴서는 기능이 같습니다. 순간적으로 소자의 전류부족으로 인한 노이즈도 잡는, 역활을 살펴보고, 커플링 콘덴서 ( 직류 blocking 콘덴서 )와 어떻게 다른지 설명해 보기로 하겠습니다.
바이 패스 커패시터 주제에 대한 자세한 내용은 여기를 참조하세요.
커패시터 노이즈 제거 원리 : 바이패스 커패시터(Bypass …
방식은 크게 두 종류로 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor)와 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)가 있습니다. 이를 각각 ‘바이패스 캡’, ‘디캡’ …
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전기 전자, PCB에서 Bypass Capacitor란 … – 안산드레아스
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바이패스 콘덴서의 임피던스 특성
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Bypass capacitor는 전원 라인 등에서 존재하는 순간적인 voltage spike에서 발생할 수 있는 전하들을 흡수하여 저장, 방전하는 역할을 한다. Low …
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바이패스 커패시터와 필터 커패시터 1
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바이패스 캐패시터(Bypass capacitor) 전원노이즈
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바이패스, 커플링, 디커플링 커패시터
바이패스 커패시터는 노이즈 성분을 그라운드로 흘리거나 특정 주파수 성분만 다음 블록으로 흘려주는 역할 · 커플링 커패시터는 커플링 즉 결합해준다는 …
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[전자] 바이패스 캐피시터….Bypass Capacitor
여튼 이런 회로에 바이패스 캐패시터는 물탱크 마냥 전류를 일정양 만큼 충전하고 이 충전된 전기를 빼서 공급함으로서 입력에 대한 안정을 가져오게 한다 …
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Date Published: 3/2/2022
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주제에 대한 기사 평가 바이 패스 커패시터
- Author: SSM 전기전자 강의
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- Date Published: 2019. 10. 14.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=911DsckOG8k
커패시터 노이즈 제거 원리 : 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor), 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)
안녕하세요, 공대놀이터 입니다.
오늘은 커패시터 노이즈 제거 원리에 대해 정리하고자 합니다. 방식은 크게 두 종류로 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor)와 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)가 있습니다. 이를 각각 ‘바이패스 캡’, ‘디캡’이라고도 간단히 부릅니다. 제가 회사에서 Project Module Schematic을 보면 Power module과 Modem 역할을 하는 Module에 들어가는 DC 전원에 캡이 GND에 병렬로 연결되어 있는 것을 자주 보게 됩니다. 여기서 DC 전원단에 붙은 병렬 캡을 우리는 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor)라고 합니다.
이 녀석들의 역할은 위 그림처럼 노이즈 성분(AC)을 바이패스 커패시터를 통해 GND로 제거함으로써 DC Stabilization을 이루기 위해 사용합니다. 전원단에는 DC 성분 이외에도 전원단 자체에서 발생하는 노이즈, 기타 노이즈 등에 의해 AC성분이 발생하게 되고 이것이 모듈로 들어가면 발진을 일으켜서 문제가 됩니다. AC성분은 주파수 성분을 가지고 있기 때문에 Zc = 1 / jwC 이므로 주파수가 높아질수록 커패시터의 임피던스는 감소하는 것을 알 수 있습니다. 이러한 원리로 AC성분은 모듈이 아닌 바이패스 커패시터로 흘러 GND로 제거됩니다. 보통 전원단에서 발생하는 노이즈는 매우 낮은 주파수에서 발생하기 때문에 uF 단위의 큰 용량의 탄탈 커패시터류를 사용하게 됩니다. 스위칭 모듈에 들어가는 전원단의 경우, RC delay 현상으로 인해 커패시턴스와 RC값 간에 Trade-off가 필요한 경우도 있습니다.
좀 더 자세히 들어가면 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)이 있습니다. 디캡과 바이패스 캡은 거의 같은 녀석이라고 보시면 됩니다. 디캡은 바이패스 캡을 여러개 병렬로 달아서 노이즈를 제거하는 방식입니다. 예를 들어, 서로 다른 용량을 가진 바이패스 커패시터를 병렬로 달아주면 위 그림처럼 광범위하게 임피던스를 낮춰서 AC 성분을 제거할 수 있습니다.
반면, 특정 주파수 대역에 있는 노이즈만 완벽히 제거하고 싶다면 같은 용량의 바이패스 커패시터를 병렬로 달아주면 됩니다. 특성은 위 그래프와 같이 특정 주파수에서 AC 성분을 깔끔하게 제거할 수 있습니다.
여기까지 커패시터 노이즈 제거 원리 : 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor)와 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)에 대해 정리하였습니다. 피드백 환영합니다.
참조:www.rhdh.com
전기 전자, PCB에서 Bypass Capacitor란? (ByPass Capacitor / By-pass Capacitor) :: 안산드레아스
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Bypass에 대해서 아래 네이버 블로거님께서 정리해주셨다.
https://blog.naver.com/eminem45/110130175022
bypass란 말은 우리말로 우회(迂廻)한다는 뜻이다.
도로체증이 심한곳에는 소통을 원활하게 하기 위해 우회도로같은 것이 있듯이, 회로나 시스템에서도 신호를 우회시켜야 할 경우가 있는데 이런 경우 전반적으로 사용되는 용어이다. (굉장히 다양하게 사용됨)
통신시스템의 경우 본회로가 고장났을때 즉시 스위치에 의해 연결되는 대체회로를 bypass circuit이라고 부르기도 한다.
아마 bypass는 회로내의 전원단에서 많이 보게 될텐데, 주로 AC전원이 DC로 타고드는 것을 방지하기 위해 사용된다.
Tr등에 DC전원을 입력할때, RF신호가 DC입력단으로 새지 않도록 inductor나 1/4파장 선로등을 써서 RF choke 역할을 하게 하지만, 100% 완벽하게 막아내지는 못한다. 그렇게 해서 조금씩 새어나온 RF신호는 DC입력전원으로 타고들어 공통 ground를 타고 loop를 만들면서 발진을 발생시킨다. 초크 특성상 원래 주파수보다 저주파의 신호가 주로 이렇게 새서 발진하게 되며, 이것을 막기위해 DC전원 입력옆에 병렬로 capacitor를 달아서 RF신호를 접지시켜버리는데, 이것을 소위 bypass시킨다고 한다.
capacitor는 DC는 통과하지 못하고 RF AC신호는 통과되며, capacitor의 값에 따라 얼마나 잘 통과되느냐가 결정된다. 이것은 Z = 1/jwC 의 임피던스 수식에 의해 해당주파수에서 낮은 임피던스를 가지도록 값을 정하지만, 실제로는 회로와 함께 복합적으로 어느 주파수의 발진이 심한지를 찾아내서 실험적인 값을 쓰는 경우가 많다.
즉 DC전원단으로 흘러들어갈 뻔한 RF신호를 옆의 capacitor로 흘러가게 하여 접지시켜 죽인다는 의미에서 bypass capacitor라는 식으로 bypass란 단어가 사용되는 것이다.
RF에서 bypass는 이러한 DC단의 RF신호 제거용 및 대체회로, 대체경로를 의미하는 용어로 많이 사용된다.
흔히 회로도에 전원단이나 Digital Logic 단에 bypass C를 다는 경우가 있다. 이는 RF 신호를 bypass 시키는 역활을 하고 , 또한
디지털 회로의 고유 특성때문에 턴온(L->H) 시간보다 턴오프(H->L) 시간이 더 길고 또한 TR에 기생되는 C 에 전압이 충전되 급변하지 않으므로 아주 짧은 시간동안 디지털 IC 내부에 TR 2개가 동시에 On 되는 경우가 있다. 이 현상은 전원에 순간적인 전류 스파이크를 일으키는데 이를 방지 하기 위해 TTL 소자의 주변에 bypass Cap 를 달아준다
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또한 아래 영문 자료에서도 유용한 부분이 있어 가져왔다.
Bypass capacitor는 가끔 Decouple Capacitor (Decap)과 혼용해서 사용하기도 한다.
비슷한 역할을하지만 어떻게 배치하냐에 따라 다르다.
자세한 사항은 아래 영문링크를 참고하길 바란다. 대충 알기 쉽게 간단요약만 해놓았다.
(출처 아래 링크)
http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/What-is-a-bypass-capacitor.html
Bypass Capacitor란?
A bypass capacitor is a capacitor that shorts AC signals to ground, so that any AC noise that may be present on a DC signal is removed, producing a much cleaner and pure DC signal.
A bypass capacitor essentially bypasses AC noise that may be on a DC signal, filtering out the AC, so that a clean, pure DC signal goes through without any AC ripple.
Bypass capacitor는 AC신호를 Gound로 단락(short)시켜 DC신호에 존재 할 만한 모든 AC노이즈를 제거하여 깨끗하고 순수한 DC 신호를 만들기 위한 capacitor입니다.
Bypass capacitor는 기본적으로 DC신호에 있을 수있는 AC노이즈를 우회시켜 AC를 필터링하여 깨끗하고 순수한 DC 신호가 AC ripple(DC신호에 남아있는 찌꺼지 노이즈) 없이 통과합니다.
실제 노이즈 있는 DC를 최대한 노이즈를 제거함
AC 노이즈(ripple)을 우회시킴 RE는 pure DC만 공급
So a bypass capacitor blocks the DC from entering it by the great resistance it offers to the signal but accepts the AC noise that may be on the DC line and shunts or bypasses it to ground. This is how bypass capacitors work.
그래서 bypass capacitor는 DC에 대해서는 크게 저항하고, 오직 AC노이즈만 받아들여 Gound로 우회시켜 보냄으로써 이러한 원리로 동작한다.
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실제 Bypass cap PCB 배치
(출처: https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/bypass-capacitor)
자세한 사항은 위 영문 사이트를 읽어보길 바란다.
(출처: https://macrofab.com/blog/bypass-caps-decouple-your-way-to-cleaner-power/)
자세한 사항은 위 영문 사이트를 읽어보길 바란다.
Bypass Cap는 IC와 최대한 가까이 배치, VCC와 GND핀의 의 Trace는최대한 짧게
BYPASS CAP VALUE AND SIZE:
Considering the impedance of the traces on the PCB, the input impedance of the IC, and the operating frequency of the IC, an optimal value of bypass capacitor does exist but going through the rigors of calculating the value is rarely useful or necessary. In many cases the datasheet for an IC will give a recommended value for the capacitor. If no value is suggested, 0.1uF (100nF) is widely accepted as a standard go-to value. For most designs, a standard ceramic 0402, 0603, or 0805 package size will typically work well as a bypass cap.
BYPASS CAP 값 및 사이즈:
PCB Trace 임피던스, IC의 input 임피던스와 IC의 동작주파수를 고려하여 Bypass Cap의 최적의 값은 존재하긴 하나, 대부분 권장사항 값으로 0.1uF (100nF)가 표준값으로 사용됨. 대부분 설계 표준사이즈로는 0402, 0603, 0805 패키지(Footprint)를 사용하고, Bypass Cap으로 역할을 잘 수행함.
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Bypass Capacitor #1
** Introduction **
만약 엔지니어 일을 하신다면 아마 bypass capacitor란 말은 정말 많이 들어봤을 겁니다. 하지만, 사실 bypass capacitor가 노이즈를 없애는 용도라는 정도만 알고 있지, 실제로 어떤 이유로 사용을 하는지, 또 어떻게 값을 정하는지 등은 잘 모르는 사람이 많을 겁니다.
잘 아시겠지만, bypass capacitor은 거의 모든 전자기기내의 기판에 사용되고 있습니다. 많은 사람들이 bypass capacitor 값을 정할 때 정확히 사용값에 대한 cap 값을 정하기보다는 기존에 해왔던 값을 그대로 반복하고 사용합니다. (물론 high speed 환경의 회로를 꾸미는 분들에게는 simulation 및 value calculation이 필수겠지만요…^^;)
이번 글에서는 단순한 capacitor지만 회로에 미치는 영향에 대해 살펴보고, 간단한 정의와 함께 bypass capacitor의 활용에 대해 살펴보도록 하겠습니다.
PCB 기판내에서의 decoupling loop를 설명하고, equivalent circuit, 유전체(dielectrics) 및 현재 사용중인 capacitor의 종류 등에 대해 설명할 것입니다. 그리고, 좀 더 세부적으로 decoupling을 위해 두가지 종류의 capacitor를 사용했을 때 발생할 수 있는 문제점에 대해 알아보고, 마지막으로 회로 최적화를 위한 capacitor 값을 결정하는 방법에 대해 알아보겠습니다.
** Definition of a bypass capacitor **
Bypass capacitor:
한 개 또는 여러 부품에 흐르는 교류성분을 흐르게 하기 위해 회로상에 배치된 capacitor를 의미함. 종종 AC/DC가 혼합된 신호에서 AC(noise성분)를 제거하고, DC의 경우 그대로 통과(bypass) 할 수 있도록 하는 부품을 의미함. Bypass capacitor는 전원 라인 등에서 존재하는 순간적인 voltage spike에서 발생할 수 있는 전하들을 흡수하여 저장, 방전하는 역할을 한다. Low impedance를 가지며, 기기의 switching 출력에 의해 발생하는 노이즈를 최소화하는 데 그 역할이 있다. 다음은 우리가 혼용해서 쓰는 두 용어에 대해 간단히 설명을 드리겠습니다.
– Decoupling: 회로기기의 정상적인 동작을 위해 system과 회로간의 coupling을 막아주기 위한 방법.
여기서 coupling이란 인접 선로끼리 서로 방출된 신호에너지가 상대방 선로에 간접 또는 직접적으로 유입되는 현상이 발생하는데, 이것을 보통 Coupling이라고 합니다. 이런 coupling을 막는 방법을 decoupling이라고 하는 것입니다.
– Bypassing: 전원 source에서 발생하는 순간적인 energy(혹은 noise)를 low impedance path를 만들어 ground로 이동시키는 방법.
이 두가지를 보면 서로 다른 말처럼 보이나 사실 decoupling의 설명처럼 서로 방출된 신호에너지, 즉 상대방에게는 noise로 보이는 신호를 제거(즉, bypass)하는 것이므로 서로 비슷한 의미로 혼용되고 있는 것입니다.
** Bypass Decoupling Loop **
Bypass capacitor의 역할은 위에서 간단히 설명드렸지만, 주로 IC로부터 power supply line을 decoupling을 하는 데 있습니다. 그림 1은 PCB 상의 이러한 decoupling loop의 등가회로를 보여주고 있습니다. 이러한 bypass capacitor는 그림 1에서 볼 수 있는 power bus inductance와 resistance (R1, Rg2, L2, Lg2 in Figure 1)가 발생시킬 수 있는 영향을 최소화하는 데 있습니다. 그러므로 power supply line에서 발생하는 순간적인 전류의 이동이 IC에 영향을 주지 않도록 해야 합니다.
여기서 알 수 있듯이, bypass capaictor는 가능한 적은 series resistance(ESR)와 series inductance를 가지고 있어야 합니다.
[Figure 1 Bypass Decoupling Loop]올바른 bypass capacitor을 선택할 때 경제적인 이유와 신뢰성 등 여러가지를 고려해서 결정해야 합니다. 사실 우리는 bypass cap이라고 하면 우선 큰 값의 capacitor를 먼저 놓고 시작하게 됩니다.
하지만, 이런 불필요하게 큰 값의 capacitor는 큰 series inductance를 갖고 있으며, 이는 비용도 증가하게 되며, 큰 ESL은 전기적인 안정성도 해칠 수 있습니다.
바이패스 캐패시터(Bypass capacitor) 전원노이즈
바이패스 캐패시터 (Bypass capacitor)
병렬 캐패시터 (shunt capacitor)는 전자회로에서 매우 광범위하게 사용됩니다. 특히 전원단의 잡음을 제거하기 위해 전원과 함께 늘 병렬로 캐패시터나 콘덴서가 달리는 경우가 많지요.
캐패시터는 DC는 통과하지 못하고 주파수를 가진 신호만 통과하게 됩니다. 그리고 캐패시턴스 값이 클수록 더욱 낮은 주파수의 AC(RF)신호를 통과시킵니다. 그러므로 병렬로 달린 캐패시터는, AC입장에서는 Ground로 바로 접지되어 버리는 short 선로처럼 동작합니다.
전원단에서는 깨끗한 직류전압만 나오는게 아니라, 자질구레한 저주파 신호까지 출력되는 경우도 많기 때문에 그러한 저주파 잡음을 잡아야 합니다. 그래서 전원단 출력 옆에 달린 병렬 캐패시터를 통해 저주파 AC신호는 접지되어 죽여 버리게 됩니다. 그리고 전원 잡음은 보통 매우 낮은 주파수에서 뜨는 경우가 많아서 캐패시턴스 값이 커야지 잡히게 됩니다. 그래서 전원단 잡음제거용 캐패시터는 uF단위의 큰 탄탈 캐패시터같은 것을 사용하게 되는 것입니다.
이런 저주파전원잡음 제거과정을 흔히 “DC를 잡는다”라는 표현을 많이 합니다. 깨끗하게 직선으로 나와야할 DC신호의 흔들림을 없애서 잡아준다는 의미이지요. 결국 다 같은 얘기를 하고 있는 것입니다.
그리고 이러한 저주파 잡음은 회로 내에서 저주파 발진이 유입된 것처럼 작용하며, 내부에서 발생된 저주파 발진과 함께 회로의 성능을 저하시키는 요소가 됩니다. 그래서 저주파 발진을 막기 위해서 DC를 잡아주듯이 바이어스 선로에 병렬로 바이패스 캐패시터를 박습니다. 바이패스(bypass)란 AC를 통과시켜서 접지시켜 버리겠다는 의미이지요.
DC 바이어스 선로에는 반드시 이러한 병렬 캐패시터가 적어도 하나이상 달리지 않으면 저주파 발진을 잡을 수가 없습니다. 보통 저주파를 잡기 위해 큰 값의 캐패시터와, 위험요소가 있는 특정 주파수만 잡기 위해 작은 값의 캐패시터 두가지가 함께 병용되는 경우가 많지요.
위의 그림에도 나와있지만, 인덕터 또는 λ/4 선로를 이용하여 RF(AC)신호가 DC 바이어스단으로 유입되어 loop를 돌면서 발진이 일어나지 않도록 막아줍니다. 하지만 완벽하지는 않아서 일부 주파수, 특히 극저주파 잡음성 발진은 쉽게 새어버립니다.
인덕터에 의한 AC 임피던스 공식 ( Z = 2 π f L ) 를 생각해보면 쉽게 이해할 수 있습니다. 인덕터로 RF를 막는 이유는, 위의 공식에 의거하여 높은 주파수에서는 인덕터가 큰 AC저항으로 보이기 때문입니다. 임피던스가 크니까 RF는 못 빠져나가지만, 낮은 저주파 신호입장에서는 AC저항값이 매우 낮아서 쉽게 새어 버릴 수 있는 것이지요. λ/4 선로의 경우는 그 λ의 주파수 이외는 막는 효과가 없으니 결국 다른 주파수는 줄줄 샐 수 있습니다.
그렇기 때문에 인덕터나 λ/4와 같은 RF choke 이후와 전원단 사이에 반드시 병렬 캐패시터가 있어야먄 저주파 발진을 잡을 수 있게 되는 것입니다. (이것을 low pass trap : 저주파함정 이라고도 합니다)
참조 : http://www.rfdh.com/bas_rf/begin/baljin2.htm
편하게 보는 전자공학 블로그
회로에 덕지덕지 붙어있는 커패시터들에 대해서 알아보겠습니다.
회로에서 커패시터는 바이패스, 커플링, 디커플링 용으로 많이 쓰입니다.
먼저 바이패스 커패시터!
바이패스 커패시터는 노이즈 성분을 그라운드로 흘리거나 특정 주파수 성분만 다음 블록으로 흘려주는 역할
바이패스 커패시터를 주렁주렁 다는 이유는 여러곳에 분산시키기 위함입니다.
IC에서 발생하는 노이즈를 가급적 주변회로로 전파시키지 않게 하기 위해
가급적 IC 인근에 달아주다보니 여러 IC로 구성된 회로의 경우 여러개가 필요합니다.
혹은 1개의 IC라도 전원을 구성하는 핀의 개수가 많은 경우도 IC 한개에 여러개가
필요할 때도 있습니다.
회로도에는 배치에 대한 정보가 없으니 나중에 거버파일로 확인해 보시기 바랍니다.
용량이 다른이유는 노이즈 특성이 다르기 때문입니다.
104는 용량은 작지만 고주파 노이즈와 커플링이 잘되고 106은 저주파 노이즈를 잡아내며 또한
노이즈의 파워가 큰 경우를 대처하기 위함입니다.
커플링 커패시터는 커플링 즉 결합해준다는 역할로 보면 됩니다.
전압이 다른단을 연결해야하면 DC를 차단하여 서로 영향을 주지 않고 신호만 다음단으로 전달하는 커패시터
직류적으로는 차단하고 교류적으로 연결하는것!
디커플링 커패시터는 가끔 바이패스 커패시터라고도 부릅니다.
디커플링은 분리한다는 뜻으로 전원선에 실려있는 고주파 성분의 노이즈를 IC와 분리시키는 역할입니다.
바이패스는 우회한다는 뜻으로 노이즈를 Gnd로 우회시킨다는 것으로 두개의 약간 다른 점을 파악할 수 있습니다.
https://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=11&dirId=1118&docId=256735108&qb=67CU7J207Yyo7IqkIOy7pO2MqOyLnO2EsA==&enc=utf8§ion=kin&rank=3&search_sort=0&spq=0&pid=T9VK/spVuEossucmPCRssssstSZ-503131&sid=5zOjUoTqVuT6vK1iP15aZA%3D%3D
전자 쟁이의 이런 저런 지식 세상 :: [전자] 바이패스 캐피시터….Bypass Capacitor
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바이패스 캐패시터라 함은 쉽게 말해서 전원에 리플을 제거해 주는 캐패시터를 말한다.
책이나 강의 뭐 이런 것들에서 말하는 것들은 대부분 저렇게 바이패스 캡에 대해 기능적인 이야기를 한다.
이게 그렇게 이해하면 되긴하는데 약간 개념을 알아야 활용과 이해가 가능하다.
이런걸 쓰는 것도 좀 별거 아닌거 가지고 그런거 같긴한데 쉽게 이해하면 좋을 듯 해서 내 개인적인 개념 설명으로 간단히 설명한다.
원래 전자는 물과 관련해서 설명하는게 가장 좋은 설명 법으로 생각된다.
가장 대표적인 바이패스 캡에 해당되는 회로가 위의 회로와 같이 공급되는 전원쪽에 붙이고 출력되는 곳에도 붙이게 된다. 이유인 즉슨 바이패스 캡이 물탱크와 같은 역할을 하기 위해서이다.
만약 아파트에서 각 가정에 물을 사용한다고 한다면 각 가정에서 사용하는 물의 양보다 많은 양을 공급해야 할 것이다. 하지만 각 가정에 공급하는 양보다 큰 파이프와 한번에 많은 양의 물을 공급하기는 어렵다. 그리고 각 가정에서 사용하는 물의 양이 다 동일하지 않고 시간에 따라 사용하는 양이 다르기 때문에 각 가정에서 사용하는 물의 양의 최대치로 물을 계속 공급하기는 어렵다.
그래서 아파트에는 각 동마다 물탱크를 배치하여 초기에 물탱크에 물을 채우고 채워진 물을 뽑아서 사용하고 일정량의 물을 계속 공급한다. 그래야 필요한 즉시 필요한 양을 공급할 수 있다. 또한 물의 압력 또한 일정하게 받을 수 있다. 만약 들어오는 파이프의 물을 바로 바로 소모하게 된다면 물의 공급이 부족할 경우에는 압력도 줄고 물의 양도 줄었다가 충분할 때는 양이 커지기도 하고 하는 등 일정한 압력과 양이 되지 않는다. 하지만 탱크를 운용하게 된다면 탱크의 용량이 크면 클 수록 안정적인 물을 공급할 수 있다.
이 물에 비유한 내용이 바이패스 캐패시터의 개념적인 설명이다. 회로로 설명하면 회로를 동작시키려면 회로가 필요로 하는 전압을 맞게 공급하고 소모하는 전류보다 큰 전류를 공급해야한다. 이때 물탱크 격인 바이패스 캐패시터를 사용하지 않는다면 입력에서 흔들리는 전압이 각각의 회로에 공급이되고 전류 또한 불안정한 상태로 공급되게 된다. 이 불안정한 전압의 흔들림이 리플이다. 당연히 물과 마찬가지로 전압과 전류는 서로 영향을 주기 때문에 전류가 달리면 전압이 흔들리게 된다.
여튼 이런 회로에 바이패스 캐패시터는 물탱크 마냥 전류를 일정양 만큼 충전하고 이 충전된 전기를 빼서 공급함으로서 입력에 대한 안정을 가져오게 한다. 이것이 바이패스 캐패시터의 역할이다.
그러므로 바이패스 캐패시터는 전압의 입력이 되는 부분 앞에 즉 각 회로의 입력에 가장 가깝게 설치해야 효율이 좋고 많이 달 수록 안정도가 올라간다. 다만, 바이패스 캐패시터의 양이 많으면(용량) 초기에 전기를 충전하는 시간이 길어지고 혹은 초기에 많은 전기를 끌어다 사용하기 때문에 입력에서 문제가 생기는 경우가 종종 발생한다. 이러한 원인으로 생기는 것이 바로 기동전류이다. 기동전류는 나중에 다시 다뤄보겠다.
여튼 그래서 바이패스 캐패시터를 적절한 양으로 설정해야 한다. 전자는 모든 사항이 한쪽으로만 좋은 일은 없으므로 단점 또한 고려해서 적절하게 사용해야 한다.
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Top 11 바이 패스 커패시터 Top Answer Update
Basics of Electrical Electronics, bypass, decoupling, coupling capacitor role
Basics of Electrical Electronics, bypass, decoupling, coupling capacitor role
커패시터 노이즈 제거 원리 : 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor), 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)
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Summary of article content: Articles about 커패시터 노이즈 제거 원리 : 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor), 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor) 방식은 크게 두 종류로 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor)와 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)가 있습니다. 이를 각각 ‘바이패스 캡’, ‘디캡’ … …
Most searched keywords: Whether you are looking for 커패시터 노이즈 제거 원리 : 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor), 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor) 방식은 크게 두 종류로 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor)와 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)가 있습니다. 이를 각각 ‘바이패스 캡’, ‘디캡’ … 안녕하세요, 공대놀이터 입니다. 오늘은 커패시터 노이즈 제거 원리에 대해 정리하고자 합니다. 방식은 크게 두 종류로 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor)와 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)가 있습..
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Summary of article content: Articles about 전자 쟁이의 이런 저런 지식 세상 :: [전자] 바이패스 캐피시터….Bypass Capacitor 여튼 이런 회로에 바이패스 캐패시터는 물탱크 마냥 전류를 일정양 만큼 충전하고 이 충전된 전기를 빼서 공급함으로서 입력에 대한 안정을 가져오게 한다 … …
Most searched keywords: Whether you are looking for 전자 쟁이의 이런 저런 지식 세상 :: [전자] 바이패스 캐피시터….Bypass Capacitor 여튼 이런 회로에 바이패스 캐패시터는 물탱크 마냥 전류를 일정양 만큼 충전하고 이 충전된 전기를 빼서 공급함으로서 입력에 대한 안정을 가져오게 한다 … 바이패스 캐패시터라 함은 쉽게 말해서 전원에 리플을 제거해 주는 캐패시터를 말한다. 책이나 강의 뭐 이런 것들에서 말하는 것들은 대부분 저렇게 바이패스 캡에 대해 기능적인 이야기를 한다. 이게 그렇..
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전자 쟁이의 이런 저런 지식 세상 :: [전자] 바이패스 캐피시터….Bypass Capacitor
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커패시터 노이즈 제거 원리 : 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor), 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)
안녕하세요, 공대놀이터 입니다. 오늘은 커패시터 노이즈 제거 원리에 대해 정리하고자 합니다. 방식은 크게 두 종류로 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor)와 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)가 있습니다. 이를 각각 ‘바이패스 캡’, ‘디캡’이라고도 간단히 부릅니다. 제가 회사에서 Project Module Schematic을 보면 Power module과 Modem 역할을 하는 Module에 들어가는 DC 전원에 캡이 GND에 병렬로 연결되어 있는 것을 자주 보게 됩니다. 여기서 DC 전원단에 붙은 병렬 캡을 우리는 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor)라고 합니다. 이 녀석들의 역할은 위 그림처럼 노이즈 성분(AC)을 바이패스 커패시터를 통해 GND로 제거함으로써 DC Stabilization을 이루기 위해 사용합니다. 전원단에는 DC 성분 이외에도 전원단 자체에서 발생하는 노이즈, 기타 노이즈 등에 의해 AC성분이 발생하게 되고 이것이 모듈로 들어가면 발진을 일으켜서 문제가 됩니다. AC성분은 주파수 성분을 가지고 있기 때문에 Zc = 1 / jwC 이므로 주파수가 높아질수록 커패시터의 임피던스는 감소하는 것을 알 수 있습니다. 이러한 원리로 AC성분은 모듈이 아닌 바이패스 커패시터로 흘러 GND로 제거됩니다. 보통 전원단에서 발생하는 노이즈는 매우 낮은 주파수에서 발생하기 때문에 uF 단위의 큰 용량의 탄탈 커패시터류를 사용하게 됩니다. 스위칭 모듈에 들어가는 전원단의 경우, RC delay 현상으로 인해 커패시턴스와 RC값 간에 Trade-off가 필요한 경우도 있습니다. 좀 더 자세히 들어가면 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)이 있습니다. 디캡과 바이패스 캡은 거의 같은 녀석이라고 보시면 됩니다. 디캡은 바이패스 캡을 여러개 병렬로 달아서 노이즈를 제거하는 방식입니다. 예를 들어, 서로 다른 용량을 가진 바이패스 커패시터를 병렬로 달아주면 위 그림처럼 광범위하게 임피던스를 낮춰서 AC 성분을 제거할 수 있습니다. 반면, 특정 주파수 대역에 있는 노이즈만 완벽히 제거하고 싶다면 같은 용량의 바이패스 커패시터를 병렬로 달아주면 됩니다. 특성은 위 그래프와 같이 특정 주파수에서 AC 성분을 깔끔하게 제거할 수 있습니다. 여기까지 커패시터 노이즈 제거 원리 : 바이패스 커패시터(Bypass Capacitor)와 디커플링 커패시터(Decoupling Capacitor)에 대해 정리하였습니다. 피드백 환영합니다. 참조:www.rhdh.com
바이패스 캐패시터(Bypass capacitor) 전원노이즈
바이패스 캐패시터 (Bypass capacitor) 병렬 캐패시터 (shunt capacitor)는 전자회로에서 매우 광범위하게 사용됩니다. 특히 전원단의 잡음을 제거하기 위해 전원과 함께 늘 병렬로 캐패시터나 콘덴서가 달리는 경우가 많지요. 캐패시터는 DC는 통과하지 못하고 주파수를 가진 신호만 통과하게 됩니다. 그리고 캐패시턴스 값이 클수록 더욱 낮은 주파수의 AC(RF)신호를 통과시킵니다. 그러므로 병렬로 달린 캐패시터는, AC입장에서는 Ground로 바로 접지되어 버리는 short 선로처럼 동작합니다. 전원단에서는 깨끗한 직류전압만 나오는게 아니라, 자질구레한 저주파 신호까지 출력되는 경우도 많기 때문에 그러한 저주파 잡음을 잡아야 합니다. 그래서 전원단 출력 옆에 달린 병렬 캐패시터를 통해 저주파 AC신호는 접지되어 죽여 버리게 됩니다. 그리고 전원 잡음은 보통 매우 낮은 주파수에서 뜨는 경우가 많아서 캐패시턴스 값이 커야지 잡히게 됩니다. 그래서 전원단 잡음제거용 캐패시터는 uF단위의 큰 탄탈 캐패시터같은 것을 사용하게 되는 것입니다. 이런 저주파전원잡음 제거과정을 흔히 “DC를 잡는다”라는 표현을 많이 합니다. 깨끗하게 직선으로 나와야할 DC신호의 흔들림을 없애서 잡아준다는 의미이지요. 결국 다 같은 얘기를 하고 있는 것입니다. 그리고 이러한 저주파 잡음은 회로 내에서 저주파 발진이 유입된 것처럼 작용하며, 내부에서 발생된 저주파 발진과 함께 회로의 성능을 저하시키는 요소가 됩니다. 그래서 저주파 발진을 막기 위해서 DC를 잡아주듯이 바이어스 선로에 병렬로 바이패스 캐패시터를 박습니다. 바이패스(bypass)란 AC를 통과시켜서 접지시켜 버리겠다는 의미이지요. DC 바이어스 선로에는 반드시 이러한 병렬 캐패시터가 적어도 하나이상 달리지 않으면 저주파 발진을 잡을 수가 없습니다. 보통 저주파를 잡기 위해 큰 값의 캐패시터와, 위험요소가 있는 특정 주파수만 잡기 위해 작은 값의 캐패시터 두가지가 함께 병용되는 경우가 많지요. 위의 그림에도 나와있지만, 인덕터 또는 λ/4 선로를 이용하여 RF(AC)신호가 DC 바이어스단으로 유입되어 loop를 돌면서 발진이 일어나지 않도록 막아줍니다. 하지만 완벽하지는 않아서 일부 주파수, 특히 극저주파 잡음성 발진은 쉽게 새어버립니다. 인덕터에 의한 AC 임피던스 공식 ( Z = 2 π f L ) 를 생각해보면 쉽게 이해할 수 있습니다. 인덕터로 RF를 막는 이유는, 위의 공식에 의거하여 높은 주파수에서는 인덕터가 큰 AC저항으로 보이기 때문입니다. 임피던스가 크니까 RF는 못 빠져나가지만, 낮은 저주파 신호입장에서는 AC저항값이 매우 낮아서 쉽게 새어 버릴 수 있는 것이지요. λ/4 선로의 경우는 그 λ의 주파수 이외는 막는 효과가 없으니 결국 다른 주파수는 줄줄 샐 수 있습니다. 그렇기 때문에 인덕터나 λ/4와 같은 RF choke 이후와 전원단 사이에 반드시 병렬 캐패시터가 있어야먄 저주파 발진을 잡을 수 있게 되는 것입니다. (이것을 low pass trap : 저주파함정 이라고도 합니다) 참조 : http://www.rfdh.com/bas_rf/begin/baljin2.htm
Bypass Capacitor #1
** Introduction ** 만약 엔지니어 일을 하신다면 아마 bypass capacitor란 말은 정말 많이 들어봤을 겁니다. 하지만, 사실 bypass capacitor가 노이즈를 없애는 용도라는 정도만 알고 있지, 실제로 어떤 이유로 사용을 하는지, 또 어떻게 값을 정하는지 등은 잘 모르는 사람이 많을 겁니다. 잘 아시겠지만, bypass capacitor은 거의 모든 전자기기내의 기판에 사용되고 있습니다. 많은 사람들이 bypass capacitor 값을 정할 때 정확히 사용값에 대한 cap 값을 정하기보다는 기존에 해왔던 값을 그대로 반복하고 사용합니다. (물론 high speed 환경의 회로를 꾸미는 분들에게는 simulation 및 value calculation이 필수겠지만요…^^;) 이번 글에서는 단순한 capacitor지만 회로에 미치는 영향에 대해 살펴보고, 간단한 정의와 함께 bypass capacitor의 활용에 대해 살펴보도록 하겠습니다. PCB 기판내에서의 decoupling loop를 설명하고, equivalent circuit, 유전체(dielectrics) 및 현재 사용중인 capacitor의 종류 등에 대해 설명할 것입니다. 그리고, 좀 더 세부적으로 decoupling을 위해 두가지 종류의 capacitor를 사용했을 때 발생할 수 있는 문제점에 대해 알아보고, 마지막으로 회로 최적화를 위한 capacitor 값을 결정하는 방법에 대해 알아보겠습니다. ** Definition of a bypass capacitor ** Bypass capacitor: 한 개 또는 여러 부품에 흐르는 교류성분을 흐르게 하기 위해 회로상에 배치된 capacitor를 의미함. 종종 AC/DC가 혼합된 신호에서 AC(noise성분)를 제거하고, DC의 경우 그대로 통과(bypass) 할 수 있도록 하는 부품을 의미함. Bypass capacitor는 전원 라인 등에서 존재하는 순간적인 voltage spike에서 발생할 수 있는 전하들을 흡수하여 저장, 방전하는 역할을 한다. Low impedance를 가지며, 기기의 switching 출력에 의해 발생하는 노이즈를 최소화하는 데 그 역할이 있다. 다음은 우리가 혼용해서 쓰는 두 용어에 대해 간단히 설명을 드리겠습니다. – Decoupling: 회로기기의 정상적인 동작을 위해 system과 회로간의 coupling을 막아주기 위한 방법. 여기서 coupling이란 인접 선로끼리 서로 방출된 신호에너지가 상대방 선로에 간접 또는 직접적으로 유입되는 현상이 발생하는데, 이것을 보통 Coupling이라고 합니다. 이런 coupling을 막는 방법을 decoupling이라고 하는 것입니다. – Bypassing: 전원 source에서 발생하는 순간적인 energy(혹은 noise)를 low impedance path를 만들어 ground로 이동시키는 방법. 이 두가지를 보면 서로 다른 말처럼 보이나 사실 decoupling의 설명처럼 서로 방출된 신호에너지, 즉 상대방에게는 noise로 보이는 신호를 제거(즉, bypass)하는 것이므로 서로 비슷한 의미로 혼용되고 있는 것입니다. ** Bypass Decoupling Loop ** Bypass capacitor의 역할은 위에서 간단히 설명드렸지만, 주로 IC로부터 power supply line을 decoupling을 하는 데 있습니다. 그림 1은 PCB 상의 이러한 decoupling loop의 등가회로를 보여주고 있습니다. 이러한 bypass capacitor는 그림 1에서 볼 수 있는 power bus inductance와 resistance (R1, Rg2, L2, Lg2 in Figure 1)가 발생시킬 수 있는 영향을 최소화하는 데 있습니다. 그러므로 power supply line에서 발생하는 순간적인 전류의 이동이 IC에 영향을 주지 않도록 해야 합니다. 여기서 알 수 있듯이, bypass capaictor는 가능한 적은 series resistance(ESR)와 series inductance를 가지고 있어야 합니다. [Figure 1 Bypass Decoupling Loop] 올바른 bypass capacitor을 선택할 때 경제적인 이유와 신뢰성 등 여러가지를 고려해서 결정해야 합니다. 사실 우리는 bypass cap이라고 하면 우선 큰 값의 capacitor를 먼저 놓고 시작하게 됩니다. 하지만, 이런 불필요하게 큰 값의 capacitor는 큰 series inductance를 갖고 있으며, 이는 비용도 증가하게 되며, 큰 ESL은 전기적인 안정성도 해칠 수 있습니다.
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