Feedthrough capacitors for HF noise suppression
Eng David M Risnik

CAPACITORES DE PASSAGEM

FILTROS PARA SUPRESSÃO DE RUIDOS EM HF

O contínuo avanço tecnologico na área dos semicondutores , propicia a utilização de frequências cada vez mais altas nos diversos equipamentos eletronicos . Frequências da ordem de 500 MHz ou mais estão rapidamente tornando-se normais em computadores pessoais , assim como memórias RAM com velocidades da ordem dos giga hertz já são previstas. Nesse ambiente de operação de alta velocidade , é perfeitamente viável que os pulsos de clock e chaveamentos em CI´s ou de power supply venham a se tornar fontes de ruído potencialmente perigosas. Até mesmo pequenas pistas na placa de circuito impresso podem se comportar como linhas de transmissão devido a indutancia parasita induzida. Este tipo de interferencia (ruído) pode se propagar por irradiação ou por condução e com isto vir a perturbar com outros sistemas eletrônicos .

ELECTRO MAGNETIC INTERFERENCE

Esta interferência caracterizada como E M I (electro magnetic interference) pode causar sérios disturbios ao sistema provocando êrros de operação . Para minimizar tais efeito especialmente em equipamentos digitais , duas providencias podem ser adotadas: utilização de filtros de EMI para reduzir os ruídos de alta frequencia (HF) , e blindagens para suprimir ruidos de RF . Sabe-se que a geração da EMI em sistemas digitais depende fundamentalmente da disposição dos componentes e do lay-out da placa , sendo portanto de grande importancia o perfeito casamento das características do circuito .

IMPEDANCIA

Com relação a impedancia podemos classificar os circuitos em duas categorias: alta ou baixa impedancia . É muito importante conhecermos esta característica para que se possa aplicar sempre o método mais eficiente para eliminar ou fitrar esses ruídos. Em circuitos de baixa impedancia , o procedimento mais eficiente conciste basicamente em se inserir um indutor ou um filtro tipo T em série com a linha . Já para circuitos que exibem alta impedancia , um capacitor e um filtro em pi é o mais indicado. Um fator preponderante que sempre deve ser considerado é o da competitividade ,ou seja , a manutenção do custo final do aparelho mantida dentro de valores de mercado . Dentro desta filosofia , é facil perceber que o uso dos filtros em T ou pi tornam-se economicamente pouco interessantes .

SOLUÇÕES EFICIENTES E DE BAIXO CUSTO

A aplicação de capacitores tipo feedthrough (capacitores de passagem) já é bastante conhecida no meio técnico , sendo uma das melhores soluções de baixo custo para minimizar a difusão do ruído pelo circuito elétrico. Atendendo a crescente necessidade para supressão de ruídos de HF em combinação com a necessidade do baixo o custo e a miniaturização dos sistemas digitais , grandes fabricantes de componentes (Ex: Philips) desenvolveram uma nova série de capacitores SMD feedthrough no tamanho 1206 . A principal característica desta nova série de capacitores esta na baixíssima indutancia lg entre a linha de passagem do sinal e o terra , que é um ítem principal para a efetiva supressão de ruídos na faixa de HF . Os capacitores convencionais multilayer não são apropriados para esta aplicação pois apresentam alta indutancia parasita induzida no plano terra - até 4 vezes maior que a exibida pelos capacitores feedthrough - o que resulta em uma frequencia de resonancia série bem menor (SRF) . Considerando-se um capacitor de 220 pF tipo feedthrough , a SRF é de 986 MHz com uma atenuação de -58 dB , enquanto que a de um capacitor convencional é de 324 MHz com atenuação de -45 dB .

Principais benefícios dos capacitores Feedthrough

* Habilidade para suprimir ruídos em HF que não podem ser suprimidos por capacitores convencionais. * Grande atenuação em decorrencia da baixa indutancia parasita para o terra. * Excelente coeficiente de temperatura

Construção mecânica

Os capacitores FeedThrough são constituidos por um bloco retangular de dielétrico cerâmico dentro do qual estão inseridos em camadas entrelaçadas laminas de um metal precioso .O objetivo desta estrutura é conferir um alto valor de capacitancia por unidade de volume. Estas laminas internas estão conectadas a duas terminações - banhadas em prata . Externamente uma camada condutora atua como passagem do sinal.