www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Koppelkondensatoren am IC


Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

Folgendes... Ich arbeite gerade an einem PCB mit Transceiver. Dieser hat 
digitale und anloge Supply-Pins, die folgendermaßen beschaltet sind 
(nach Ref. Design):

- Pin 4  (DVDD):   100nF
- Pin 5  (DCOUPL): 100nF

- Pin 9  (AVDD):   10nF
- Pin 11 (AVDD):   220pF

- Pin 14 (AVDD):   10nF
- Pin 15 (AVDD):   220pF

- Pin 18 (DGUARD): 220pF

Warum könnten die digitalen Pins kapazitiv höher beschaltet sein als die 
analogen? Gibt es dafür einen allgemein gültige Begründung?

Danke Euch!

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  Gast (Gast)

>Warum könnten die digitalen Pins kapazitiv höher beschaltet sein als die
>analogen? Gibt es dafür einen allgemein gültige Begründung?

Die kleineren Kondensatoren haben eine höhere Resonanzfrequenz, damit 
sind sie bisweilen günstiger als grosse. Aber im Bereich digitaler iCs 
kann man auch OBERHALB der Resonanzfrequenz gut mit Kondensatoren zu 
Entkopplung arbeiten, die sind dann immer noch recht niederohmig. Bei 
analogen Sachen kann das nach hinten losgehen, wenn die Resonanz der 
Versorgung mit dem Signal interagiert.

MfG
Falk

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Warum nehme ich bei den digitalen Pins denn keine kleineren 
Kondensatoren, wenn die Resonanzfrequenz höher ist? Ist eine höhere 
Resonenzfrequenz nicht besser?

Autor: Michael Lenz (hochbett)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

> Warum nehme ich bei den digitalen Pins denn keine kleineren
> Kondensatoren, wenn die Resonanzfrequenz höher ist? Ist eine höhere
> Resonenzfrequenz nicht besser?
Nein, nicht prinzipiell.

Du solltest dazu grundsätzlich wissen, daß ein Kondensator ein 
LC(R)-Serienschwingkreis ist. Bei der Resonanzfrequenz ist seine 
Impedanz am gerinsten. Bei kleineren Frequenzen ist er kapazitiv, bei 
größeren ist er induktiv.

Im Idealfall dimensionierst Du die Kondensatoren im Analogteil so, daß 
deren Resonanzfrequenz mit den relevanten Störfrequenzen übereinstimmen. 
Bei Digitalsignalen geht es dabei selten um die Grundfrequenz, sondern 
eher um die höheren Harmonischen.

Schaltest Du Kondensatoren mit unterschiedlichen Werten parallel, kann 
es zu unerwarteten Problemen kommen. Denn die Schwingkreise sind 
schließlich gekoppelt. Es kann dann so sein, daß bei einer festen 
Frequenz der eine Kondensator kapazitiv ist, während sein Nachbar 
induktiv ist. Das führt im Endeffekt zu einem Parallelschwingkreis (d. 
h. einem großen Widerstand): Die Störungen werden dann nicht gefiltert!


Gruß,
  Michael

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also verstehe ich es so, dass statt den empfohlenen parallelen 
Kondensatoren mit unterschietlichen Werten ein einzelner Kondensator 
(z.B. 100nF) mehr Sinn hätte?

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Noch etwas:

Folgendes habe ich gelesen: "Die Empfehlung muss lauten: Bei kleinster 
Bauteilgröße oder Geometrie, die im wesentlichen die ESL bestimmt, ist 
die größte verfügbare bzw. aus Kostenaspekten akzeptierbare Kapazität zu 
wählen... ...Entkoppelkondensatoren sind nach ihren parasitären 
Elementen ESR und vor allem ESL auszusuchen. Und beide Werte sollen 
möglichst gering sein."

d.h. in meinem Fall (0201 Bauelemente) wäre 100nF statt den 10nF und 
220pF schon ein guter Ansatz? Schaue ich mir die Herstellerangaben für 
ESL und ESR an, sind diese beim 100nF besser im Vergleich zu den anderen 
beiden.

Grüße und Danke!

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
In 0201 gibt es noch 100nF? Mit 3V oder was? ;-)

Autor: Gast (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gibt es, sogar 220 nF ;-) (6,3V X5R) Also, was würdet ihr vorschlagen? 
Es ist übrigens ein 4-Lage-Board (Signal, GND, VCC, Bottom (GND)).

Grüße

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gast wrote:
> Gibt es, sogar 220 nF ;-) (6,3V X5R)
Die angegebene Kapazität bezieht sich idR. auf eine Messpannung von 1V.
Kemet sagt dazu z.B.
X7R and X5R may lose 70% of their capacitance at rated voltage 
(KEMET will decrease ~40%), while Y5V may lose 90%.
bei 5V dürfte der 220nF dann gerade noch die erwähnten 100nF haben :-/

> Schaue ich mir die Herstellerangaben für ESL und ESR an, sind diese
> beim 100nF besser im Vergleich zu den anderen beiden.
Auch bei der gewünschten Frequenz?
Das Impedanzminimum verschiebt sich i.A. bei kleineren Kapazitäten hin 
zu höheren Frequenzen.

> Also, was würdet ihr vorschlagen?
Am wichtigsten ist ein niederimpedanter Anschluss an die Versorgungspins 
(Vcc und GND). So wie im 
Beitrag "Re: Spannungsversorgung Blockkondensatoren" schon angesprochen.

Autor: Dude (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Am wichtigsten ist ein niederimpedanter Anschluss an die Versorgungspins
>(Vcc und GND). So wie im
>Beitrag "Spannungsversorgung Blockkondensatoren" schon angesprochen.
Soll das verlinkte Bild jetzt zeigen wie man es richtig oder falsch 
macht?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Soll das verlinkte Bild jetzt zeigen wie man es richtig oder falsch
> macht?
So wie in diesem Bild ist es richtig.
Ausführlicher hier: 
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung

Autor: Dude (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>So wie in diesem Bild ist es richtig.
Ja, gut aber in der Praxis kannst du doch den Stromfluss nicht so 
einfach auftrennen. Ich meine innerhalb des Chips sind die 
Versorgungsleitungen ja auch fast komplett miteinander verbunden, dies 
aber schlechter wie grossflächige Versorgungslayer auf dem PCB. Du 
verschiebst doch damit die Problematik vom PCB in den Chip oder nicht?

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.