L'MMZ1005-E di Epcos ha vinto il premio “Cho Monodzukuri 2010” nella categoria dei componenti elettrici e elettronici, un premio che va ai prodotti di eccellenza dell'industria manifatturiera giapponese.
I vincitori sono selezionati dal migliore quotidiano di business giapponese, Nikkan Kogyo Shimbun, in collaborazione con il Ministero dell'Economia, del Commercio e dell'Industria.
L'Epcos MMZ1005-E, che misura 1.0 × 0.5 × 0.5mm³, è in grado di sopprimere il rumore armonico in un intervallo di frequenze molto largo fino a 3GHz, pur mantenendo un'alta impedenza. L'MMZ1005-E è adatto come filtro EMC in applicazioni ad alta frequenza come GPS, radio FM e la ricezione del digitale terrestre.
L'innovazione principale dell'MMZ1005-E è il micro-coil di avvolgimento che è perpendicolare agli elettrodi terminali.
Possiamo aggiungere che questi componenti si possono utilizzare per il filtraggio delle linee di alimentazione dei componenti digitali, questo evita ad esempio che il rumore provocato dallo switch degli I/O vada a propagarsi sui piani di alimentazione del PCB, e quindi ad interferire con il funzionamento di altri componenti.
In pratica vanno posti in serie alla linea di alimentazione del chip e posizionati, sul PCB, nelle vicinanze del chip stesso e dei condensatori di filtro.
Altra applicazione è porre questi dispositivi in serie alle linee dei segnali ai quali si vuole grantire una propagazione esente da armoniche in alta frequenza.
Infine si possono utilizzare per disaccoppiare piani di alimentazione in aree differenti del PCB in cui sono presenti dispositivi particolarmente sensibili al rumore, come ad esempio l’alimentazione dei PLL interni alle FPGA.
Cosa significa che mantiene un alta impedenza?
Intanto vi segnalo il datasheet
http://www.tdk.co.jp/tefe02/e9412_mmz1005e.pdf
Mantiene un’alta impedenza significa che si comporta come una resistenza di un valore molto alto. Questo componente è un induttore. un induttore ha la caratteristica di permettere senza problemi il passaggio di correnti continue o quasi, mentre a frequenze sempre maggiori impedisce il passaggio della corrente. Per capire al volo puoi guardare un grafico a caso della seconda pagina del datasheet.
I grafici mostrano le curve dell’impedenza complessa del dispositivo. ora ti spiego che vuol dire:
se tu prendi la legge di ohm V=R*I, questa è sempre valida, ma messa così è comoda solo per circuiti che funzionano a corrente continua. Se tu hai un generatore di tensione sinusoidale (alternata), questo tira fuori un segnale a una certa frequenza. la legge V=R*I continua a valere, ma al posto di R, invece di mettere un numero reale, va messo un numero complesso Z che viene appunto chiamata impedenza. L’impedenza è composta da una parte reale R e da una parte immaginaria jX chiamata reattanza. La R rappresenta proprio la resistenza intesa in senso ordinario. jX cos’è? È un termine che va a “ritardare” gli effetti della tensione applicata, si dice che “impone una fase”. Se X fosse 0, cioè con la legge di ohm in senso classico, avresti che per ogni tensione applicata al tuo carico (il carico è la resistenza in questo caso) avresti una ben determinata corrente pari proprio a V/R.
Digressione: tensioni alternate. Immagina di avere il tuo spazio cartesiano con 4 quadranti e di mettere al centro una freccia che gira in senso orario a una certa velocità. Proietta (vedi l’ombra) la freccia sull’asse delle X e immagina che la distanza dell’estremità dell’ombra dallo zero sia la tensione del tuo generatore. La freccetta compie ogni secondo un certo numero di giri, e alla fine di ogni giro si ritrova sempre allo stesso posto, con un angolo di 0 gradi rispetto all’asse delle x. chiamo quanti giri fa ogni secondo frequenza, e l’angolo che la freccetta assume dopo un giro completo fase. Definisco poi pulsazione w = f per 2 pigreco. la definizione della pulsazione non è essenziale, ma è una notazione più comoda
N.B. ho scritto w, ma quello dovrebbe essere una omega minuscola
forse ho esagerato un pò coi dettagli… forse non sono nemmeno tanto utili…
Ora mettiamo in conto il termine jX. Per un induttore il termine jX = jwL.
quindi nel complesso abbiamo V= (R + jwL)I Per alcuni teoremi di analisi, R+jwL posso scriverlo in forma di modulo e fase. Il modulo |Z| si calcola facendo la radice quadrata della parte reale R al quadrato + la parte immaginaria wL al quadrato. La fase fi è l’arcotangente della parte immaginaria fratto quella reale. La legge di Ohm ora diventa V= |Z| exp(j fi) I. fi è la lettera greca.
Questa cosa puoi vederla così: Nel caso di resistenza R puramente reale, quando disegnavi la lancetta avevi che la sua proiezione sull’asse delle x era la tensione, ma che la corrente si muoveva insieme alla tensione con un fattore di scala 1/R, infatti se V=RI => I=V/R
Ora il posto di R l’ha preso |Z| e exp (j fi) diventa un ritardo della corrente rispetto alla fase, quindi la corrente diciamo che non scorre in maniera proporzionale alla tensione, ma viene ritardata di una quantità che dipende dalla frequenza e dal valore dell’induttore.
Io spero di essere stato chiaro, ma a quest’ora non posso dare proprio il meglio di me…
Ieri sera non ho più tratto le conclusioni… Come dicevo, per correnti alternate la quantità di corrente che passa è I= V/|Z| e questa corrente, nel caso di un induttore è sempre di meno all’aumentare della frequenza. Puoi ricontrollare al post di sopra che |Z| dipende anche da w.
Nel caso che vogliamo considerare, questo dispositivo va messo in serie al circuito integrato da alimentare. questa cosa serve ad attutire degli sbalzi di tensione sulla linea di alimentazione del circuito (della scheda stampata). Ora manca un ultimo piccolo sforzo di immaginazione: Immagina che il circuito integrato che si vuole alimnentare sia composto da due generatori di corrente in parallelo. uno è di corrente continua, e uno di alternata. quindi ora lo schema è questo: un generatore di tensione continua V, un induttore in serie L e due generatori di corrente che fanno passare la loro corrente dall’uscita dell’induttore a massa. Chiamo Ia il generatore di corrente continua e Ib quello di corrente alternata.
Ora applico un metodo facile e utile all’analisi del circuito: la sovrapposizione degli effetti. Immagino che nel mio circuito sia presente solo un generatore alla volta Inizio mettendo da parte Ib.
Eliminando Ib ho un circuito che funziona a frequenza 0, cioè in continua. A questa frequenza l’induttore L si comporta come una resistenza di valore zero (in realtà è un valore abbastanza piccolo, ma diciamo che è zero per semplicità). Questo schema, fatto da un generatore di tensione, una resistenza nulla e un generatore di corrente, schematizza bene il funzionamento del circuito in continua. In genere per circuiti a bassa frequenza ci si ferma qua.
Ci sono tuttavia dei circuiti integrati che funzionano a radiofrequenza, e che hanno una Ib notevole. Se questo assorbimento di corrente alternata non viene controllato in qualche modo, è possibile che si ripercuota su altri circuiti integrati che vengono alimentati dallo stesso generatore di tensione. Per questo motivo può essere utilizzato un induttore come filtro. Ora levo dal circuito Ia e considero Ib. La tensione sull’induttore a questo punto è V =|Z|Ib ed è tale che il generatore di tensione che alimenta tutto non risenta di questi sbalzi di corrente perchè in pratica l’induttore Immagazzina energia magnetica e la rilascia sottoforma di corrente quando ce n’è bisogno.
Ora riprendi il datasheet, e vedi alla seconda pagina una curva di Z. Vedi che tutte sono molto basse a frequenze basse, ma crescono notevolmente a frequenze nell’intorno dei 100 megahertz o del gigahertz. Questo vuoi dire che se deo progettare un circuito stampato che contenga un integrato che assorbe corrente a una certa frequenza, posso scegliere da qua l’induttore più adatto per fare in modo che non mi disturbi tutto il circuito. Lo scelgo proprio vedendo quale dispositivo ha l’impedenza Z maggiore alla frequenza che mi interessa.
Un sistema simile si usa anche negli amplificatori a radiofrequenza: si chiama RF choke, e consiste, preso ad esempio un transistor, di usare come carico sul collettore un in induttore. in questo modo, per la polarizzazione in continua è come se non ci fosse, invece ad alta frequenza ho un guadagno in uscita dall’amplificatore elevato.
Mi sono dilungato un pò troppo, ma non potevo fare altrimenti per spiegare il significato dell’impedenza
A quanto ho capito dall’articolo sono delle micro induttanze con filamenti molto sottili, nell’ordine di grandezza di miliardesimi di henry, e quindi che riescono a sintonizzare dei circuiti LC su frequenze nell’ordine dei GHz, che sono le frequenze di comunicazione dei dispositivi GPS, e dei nostri cari, comodissimi, insostituibili telefoni cellulari.
Un piccolo dettaglio…tipicamente, i ricevitori a microonde vengono realizzati su die di silicio o soprattutto su GaAs perchè con quest’ultimo si riescono ad ottenere maggiori velocità di commutazioni data l’alta mobilità dei portatori…aldilà della premessa,piccole induttanze dell’ordine di quelle citate nell’articolo vengono già realizzate sfruttando l’effetto induttivo parassita dei fili di bonding, i tipici filetti micrometrici che permettono la connessione fisica tra il pad sul semiconduttore e il pin metallico esterno. Queste induttanze, per l’alto valore di precisione offerto, credo che servano in quei pochi casi in cui il suddetto effetto parassita non è sufficiente a coprire la frequenza di risonanza voluta…quindi sono mirate ad essere utilizzate in applicazioni di nicchia, anche di più rispetto ad un ricevitore GPS, ad esempio…Diciamo che servono essenzialmente per una fase di tuning a posteriori, quando i risultati di collaudo dell’IC si discostano di poco da ciò che si intendeva progettare
Sei stata chiarissimo per me..avevo solo dei vaghi ricordi del liceo..ma ora ho capito alcune altre cose!
sapevo che la pulsazione veniva indicata con ω, w non l’ho mai visto indicato nei testi, sarà che le cose cambiano e non mi accorgo di ciò.
il punto è questo: come fai a fare i caratteri speciali tipo omega fai copia-incolla? come si fa? ti sarei grato se me lo dicessi 🙂
vi faccio una domanda, siccome sto studiando elettronica, facendo il circuito di giacoletto a bjt, salta fuori la frequenza di transizione che come saprai è la frequenza per cui il guadagno in corrente è pari a 1 (tra la frequenza del polo e dello zero dei due condensatori parassiti posti tra b’e e b’c …per farla breve, mi rendo conto della poca precisione ma penso che capirai ugualmente) ed è un parametro di merito dei transistori, tanto più è grande e tanto più le capacità parassite sono piccole e agiscono dunque a frequenza più alta e tanto più il transistore ha banda… mi è venuto in mente, visto che per altissime frequenze il giacoletto non vale più, esistono dei transistor tali che questa frequenza è talmente alta da poter utilizzare il giacoletto?
linus, mi cito da solo
“N.B. ho scritto w, ma quello dovrebbe essere una omega minuscola”
purtroppo non ho la omega minuscola sulla tastiera, e non mi andava di mettermi a incollarla ogni volta. in compenso ho altre lettere come Ω µ ħ ² ³ ¼ ⅛ ⅜ ⅝ … che uso ben volentieri ogni volta che se ne presenta l’occasione. Mi sono _impegnato_ a spiegare una cosa complicata, nella maniera più intuitiva possibile. ti sarei grato se non ti attaccassi alle omega e alle w
se ho capito la tua domanda, stai cercando un modello che possa caratterizzare il comportamento di un transistor sopra la frequenza di transizione? Io ora conosco solo il modello di giacoletto, ma probabilmente si possono ottenere dei modelli aggiungendo altre capacità parassite al modello di giacoletto. Non so però fino a che punto può servirti un modello a frequenze così alte se tanto il transistor non funziona bene…
l’avevo capito successivamente alla mia risposta, ma i miei insegnanti si arrabbiavano parecchio quando utilizzavo simboli diversi da quelli convenzionali e poi ctrl-c e ctrl-v sono semplici e comodi da utilizzare. Indubbiamente hai spiegato in modo chiaro il concetto, mancavano solo i gli assi cartesiani dove si evidenziavano i vettori delle componenti ohmiche, induttive o capacitive al variare dell’impedenza ;).
Dai ragazzi..non attaccattevi alle sottigliezze del tipo omega greco o italiano, maiuscolo o minuscolo. L’importante è il concetto. E l’ha espresso perfettamente!!!!
e come si fanno ?
in effetti la domanda è malposta (molto malposta, non avevo riletto e si vede), volevo dire: ci sono transistor per i quali ad altissime frequenze è possibile usare ancora giacoletto? cioè che hanno una frequenza di transizione così alta che è possibile trascurare le capacità parassite che si fanno sentire dopo come stavi dicendo tu, come si fa con il passaggio parametri h – giacoletto, in cui per i parametri h si trascurano Cb’e e Cb’c ?
non so fino a che frequenze si vada con i transistor normali al silicio.. magari ce ne sono fatti di altri semiconduttori come stava dicendo alex, oppure che hanno degli accorgimenti tecnologici tali che si hanno altri modelli o semplicemente usano lo stesso modello ma con caratteristiche totalmente diverse.
con linux è facile, ogni tasto in realtà contiene 4 simboli: i due che tutti conoscono + altri 2 che si ottengono con altgr+ tasto e altgr+ shift + tasto. esempio q Q @ Ω
h H ħ Ħ
m M µ º
eccetera… devo dire che è davvero molto comodo
detto sinceramente non lo, ma penso che questi conti uno li può fare con transistor discreti, perchè mi auguro che uno che deve realizzare un circuito integrato effettui anche delle simulazioni al computer. Comunque in discreto, penso che prima che arrivi a frequenze così alte hai un macello di capcità parassite date ad esempio dai reofori, dai fili, microstrisce, buchi di breadboard, ecc. Per lavorare a frequenze altissime, per quello che ne so io, vengono anche effettuate delle simulazioni del circuito dal punto di vista elettromagnetico, vengono elaborate piste precise, e fatte tante cose strane… Ad esempio prima di fare l’esame di microonde un prof ci aveva fatto vedere un pezzo di cavo coassiale e ha detto “questo è un trasformatore a microonde” e io così: O_o
Poi ho studiato microonde e ho visto anche come funziona, ed è molto interessante…
In generale comunque direi che il modello di giacoletto non è più valido a certe frequenze proprio perchè si fanno sentire le stesse capacità che operano pure il taglio, cioè, non credo che le cose siano molto slegate tra di loro…
Mi hai aperto un mondo!!!!!
bhò dai vabè..
praticamente col gaicoletto, si usa prendere come riferimento la frequenza di transizione dalla quale in poi non vale più il modello (magari vale ma non è attendibile al massimo) è un parametro che il costruttore ti da come paramtro di merito del transostor è la frequenza alla quale il guadagno in corrente è unitario (ic/ib) ..ma in fondo sono io che mi faccio un sacco di seghe mentali, alla fine chissene 🙂 …