IC: Knoten hoher Impedanz

[Ralf (Gast)]

Hallo Leute!

Ich beschäftige mich gerade ein wenig mit dem Layout von integrierten 
Schaltkreisen. In dem Buch, das ich zu diesem Zweck lese, ist immer 
wieder davon die Rede, dass insbesondere den Knoten mit hoher Impedanz 
("high impedance nodes") Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte. 
Begründet wird das damit, dass sie empfindlich gegenüber Rauschen aus 
dem Substrat oder gegenüber Störungen durch den Digitalteil einer 
Schaltung sein sollen. Außerdem sollen insbesondere bei diese Knoten die 
parasitäre Kapazität zur Masse minimiert werden.

Allerdings wird nirgendwo geschrieben, was denn eigentlich genau ein 
"high impedance node" ist und warum gerade hier eine parasitäre 
Kapazität vermieden werden soll bzw. warum die so empfindlich ggü. 
Rauscheinkopplungen sind. Leider steht - wie so oft - nur da, dass es so 
ist, und nicht warum es so ist.

Kann mir das jemand genauer erklären oder ein bisschen mehr Lesestoff 
geben?

Vielen Dank! :)

[Der Andere (Gast)]

Ralf schrieb:
> und warum gerade hier eine parasitäre
> Kapazität vermieden werden soll

Der Node bildet mit der parasitären Kapazität immer einen Tiefpass. Und 
je höher der Widerstand und/oder die Kapazität, desto niedriger wird die 
Grenzfrequenz.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Ralf schrieb:
> Ich beschäftige mich gerade ein wenig mit dem Layout von integrierten
> Schaltkreisen. In dem Buch, das ich zu diesem Zweck lese, ist immer
> wieder davon die Rede, dass insbesondere den Knoten mit hoher Impedanz
> ("high impedance nodes") Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte.

> Allerdings wird nirgendwo geschrieben, was denn eigentlich genau ein
> "high impedance node" ist

Operationsverstärker-Grundschaltungen: Verstärkergrundschaltungen

Beispiel sei ein nichtinvertierender Verstärker (Bild b) für die 
Verstärkung 2. Da für die Verstärkung nur das Verhältnis der beiden 
Widerstände relevant ist, ergibt R6=R7=1R genauso wie R6=R7=1M eine 
Verstärkung von 2.

Der Unterschied liegt in der Impedanz des Knotens in dem sich die 
Widerstände und der invertierende Eingang des OPV treffen. Mit 2x 1M 
Widerständen ist das ein typischer Hochimpedanz-Knoten.

> und warum gerade hier eine parasitäre Kapazität vermieden werden soll

Die parasitäre Kapazität kann nur über die hohe Impedanz auf(um)geladen 
werden, bildet also einen Tiefpaß. In der o.g. OPV-Schaltung verringert 
eine solche Kapazität die Phasenreserve und erhöht die Schwingneigung.

> bzw. warum die so empfindlich ggü. Rauscheinkopplungen sind.

Je hochohmiger ein Knoten, desto schlechter leitet er eingekoppelte 
Störungen ab. Wenn die Ankopplung kapazitiv ist (Übersprechen) dann 
bildet die Koppelkapazität mit der Impedanz des Knotens einen Hochpaß. 
Je niedriger die Impedanz, desto besser werden niederfrequente Störungen 
unterdrückt.