Hi Im datenblatt des PGAs steht http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/pga2310.pdf, dass man einen 10µF und einen 100nF an Vcc und GND hängen soll. Den niedrigeren nimmt man wegen der niedrigen Impendanz. Vielschichtkondis habn aber schon eine niedrige Impendanz und hohe Kapazitäten. Könnte man statt den 2 einen SMD-Highcap-Vielschicht 10µF nehmen? Wenn nein, warum nicht?
Betrachte den Kondensator in der Schaltung mal als Serienschaltung aus Kapazität und Induktivität. Das ergibt ja einen Schwingkreis. Was passiert mit dessen Resonanzfrequenz, wenn (bei gleicher Induktivität) die Kapazität nun 10µF statt 100nF beträgt?
Ich dachte immer der große Elko gleicht größere Spannungsschwankungen aus, der kleine kleinere, dafür aber schneller (kleinere Impedanz). Mit Schwingkreisen etc. hab ich noch nie was theoretischen gemacht. Ich habe bisher immer nur die Kondensatoren gesetzt. Nur wenn ich die Schaltung nun 10mal aufbauen muss, spart ein Kondensator weniger 10 Bauteile.
Samuel K. schrieb: > Ich dachte immer der große Elko gleicht größere Spannungsschwankungen > aus, der kleine kleinere, dafür aber schneller (kleinere Impedanz). Eher die Stromspitzen beim Verbrauch des ICs, im digitalen Umfeld. Relevant ist deren Steilheit, als Frequenz ausgedrückt. Der grössere C hat zwar eine niedrigere Impedanz, aber nur bis zu einer bestimmten Frequenz, jenseits davon hat der kleinere der beiden die niedrigere Impedanz. Siehe http://www.cypress.com/?docID=24577, wobei dort gezeigt wird, dass eine Parallelschaltung verschiedener Kondensatoren auch lustige Nebeneffekte mit sich bringen kann. Es wär aber trotzdem besser, sich an die Empfehlung des Herstellers zu halten. Möglicherweise zum Verständnis auch hilfreich: http://focus.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=sloa069&track=no
Samuel K. schrieb: > Den niedrigeren nimmt man wegen der niedrigen Impendanz. > Vielschichtkondis habn aber schon eine niedrige Impendanz Darüber solltest du vielleicht nochmal brüten.
@prx: Ich finde diese antworten: "Du hast eh keine Ahnung" antworten einfach scheisse, wenn man nicht erklärt wies richtig geht.
A. K. schrieb: > Darüber solltest du vielleicht nochmal brüten. Das stand bei reichelt: http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=89741;PROVID=2402 Elko oder Tantal sind groß oder teuer. Kann ich stattdessen 100nF + 10µF Vielschicht nehmen. z.b.: http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=22889;PROVID=2402 + der obere Link? Oder gibt es relevante Unterschiede zw. Elko/Tantal und Vielschicht Highcap?
KeinModerator schrieb: > @prx: Ich finde diese antworten: "Du hast eh keine Ahnung" antworten > einfach scheisse Ich kann nicht erkennen, wo ich dies getan hätte. Ich wollte ihn allerdings damit darauf hingewiesen, dass sein Verständnis des Begriffs "Impedanz" wohl einen Fehler haben könnte. Worin dieser Fehler genau liegt kann ich hier nicht so fix feststellen und ich sehe es auch nicht als meine Aufgabe an, hier einen entsprechenden Kurs abzuhalten.
A. K. schrieb: > Ich wollte ihn allerdings damit darauf hingewiesen, dass sein > Verständnis des Begriffs "Impedanz" wohl einen Fehler haben könnte. Impendaz ist doch der Innenwiderstand. Je niedriger dieser ist, desto schneller kann sich ein Kondensator sich laden/entladen. Stimmt das etwa nicht?
Samuel K. schrieb: > Elko oder Tantal sind groß oder teuer. Kann ich stattdessen 100nF + 10µF > Vielschicht nehmen. Weiss ich nicht. Bei solchen Entkopplungsschaltungen kommt es vor, dass bestimmte Eigenschaften von Komponenten geradezu erwünscht sind, und seien es schlechte. So las ich, dass die normalerweise unerwünschte spannungsabhängige Kapazität solcher Kerkos mögliche Oszillationen abdämpfen kann, was solche eigentlich schlechteren Kerkos den Folientypen überlegen machen kann. Daher ist es /orstellbar, dass eine Kerko+Kerko Version anders wirkt als Kerko+Elko.
Samuel K. schrieb: > Stimmt das etwa nicht? Nein, das stimmt nicht. Impendanz ist der Wechselstromwiderstand. Der sinkt mit steigender Frequenz und Kapazität. In der Theorie. In der Praxis aber nur bis zur Resonanzfrequenz, danach geht es wieder aufwärts.
Dann muss ich wohl doch die Tantal nehmen, da mir gerade einfällt, dass die Elkos ja die Pins unten denselben haben, und das gefällt mir nicht so. A. K. schrieb: > Nein, das stimmt nicht. Impendanz ist der Wechselstromwiderstand. Na dann war zum Glück nur ein Wort falsch.
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>Vielschichtkondis habn aber schon eine niedrige Impendanz und hohe >Kapazitäten. Könnte man statt den 2 einen SMD-Highcap-Vielschicht 10µF >nehmen? Ja, geht problemlos. Du kannst auch mehrere identische von denen parallel schalten, also beispielsweis zwei 4µ7 X7R. Wichtig ist nur, daß sie den gleichen Wert haben und die gleiche Gehäuseform, sonst kann es üble Resonanzen geben. Die Induktivität des einen resoniert dann mit der Kapazität des anderen. Im Anhang sind zwei Beispiele gezeigt. Noch was: Die keramische Masse sollte unbedingt mit "X" anfangen, also X7R, X5R, X5S, o.ä., aber nicht mit "Y"! Letztere sind zu schlecht. Kai Klaas
ISt die Impedanz ist auch klein genug um die Spannungsspitzen, die der IC erzeugt auszugleichen? Kai Klaas schrieb: > Noch was: Die keramische Masse sollte unbedingt mit "X" anfangen, also > X7R, X5R, X5S, o.ä., aber nicht mit "Y"! Letztere sind zu schlecht. Kannst du mir auch sagen warum? Ich habe diesen hier im Visier: http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=89741;PROVID=2402 10µF 25V (16 waren mir ein bisschen zu knapp) X7R. Was meinen die eigentlich mit Isolationswiderstand?
>Ist die Impedanz auch klein genug um die Spannungsspitzen, die der >IC erzeugt auszugleichen? Keramische Highcaps haben besonders niedrige Impedanzen und sind hervorragend für die Entkopplung geeignet. >> Noch was: Die keramische Masse sollte unbedingt mit "X" anfangen, also >> X7R, X5R, X5S, o.ä., aber nicht mit "Y"! Letztere sind zu schlecht. > >Kannst du mir auch sagen warum? Weil die Kapazität der Y-Typen besonders stark von der angelegten Spannung und der Temperatur abhängt und schnell sehr klein wird. >Was meinen die eigentlich mit Isolationswiderstand? Mit Isolationswiderstand meinen sie den Isolationswiderstand. Der ist hier aber völlig irrelevant. Kai Klaas
Erklärung der Keramikeigenschaften: http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/weben/B3D6942FD742E4A5CA2570A500160908/$file/F3102_CerPerChar.pdf Crossreferences für MLCC: http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kechome.nsf/weben/8F919093164F3240CA2570A5001608FD/$file/F3068.pdf http://www.avx.com/docs/techinfo/mlcxref.pdf Zur Entkopplung und EMV-Thematik sind auch die Veröffentlichungen von Prof. Dirks unter http://www.emv.biz/ lesenswert. Kostenlose Anmeldung ist erforderlich, lohnt sich m.E. aber. Arno
>Weil die Kapazität der Y-Typen besonders stark von der angelegten >Spannung und der Temperatur abhängt und schnell sehr klein wird. mag zwar richtig sein (habe ich jetzt nicht im Kopf, ob das wirklich die Y-Dinger sind), aber bei Abblock-Cs eher unwichtig (es sei denn, man muß deren Resonanzen und anderes genau planen). Isolationswiderstand ist ein parallel zum C gedachter Verlust-R - aber meist sehr/extrem hochohmig, der für Leckströme sorgt, also mit der Zeit den C einfach leerzutscht.
>mag zwar richtig sein (habe ich jetzt nicht im Kopf, ob das wirklich die >Y-Dinger sind), aber bei Abblock-Cs eher unwichtig (es sei denn, man muß >deren Resonanzen und anderes genau planen). Bis zu 80% Kapazitätsverlust bei einem Y5V, wenn man die Nennspannung voll ausschöpft, finde ich schon krass. Kai Klaas
> Bis zu 80% Kapazitätsverlust bei einem Y5V, wenn man die Nennspannung > voll ausschöpft, finde ich schon krass. Hast Du da eine Quelle? Der erste Buchstabe bezeichnet doch die untere Temperaturgrenze. Meinst Du damit die absolute Kapazität C_abs = Q/U oder die differentielle Kapazität C_diff = (Delta Q) / (Delta U)? Um eine Versorgungsspannung zu puffern ist doch eher die absolute Kapazität interessant. Für Analogschaltungen (z.B. Filter) sind alle Klasse 2 Karamiken eher ungeeignet, aber das ist ein anderes Thema...
>Bis zu 80% Kapazitätsverlust bei einem Y5V, wenn man die Nennspannung >voll ausschöpft, finde ich schon krass. ja ja - kenn ich schon. Ist aber beim Abblocken vielleicht trotzdem besser aufgehoben, als bei Koppelaufgaben (fängt sicher dann schön an mit Klirren, wenns richtung unterer Grenzfrequenz geht.
>Hast Du da eine Quelle? Der erste Buchstabe bezeichnet doch die untere >Temperaturgrenze. Datenblatt (oder isses eher ein Buch) Murata (kannste über reichelt finden bei den Vielschicht High-Cap-Cs (SMD)
Bei dem hier in geschriebenen IC (PGA2310) sind keine so großen und steilen Strompulse zu erwarten. Die Wahl der Kondensatoren ist also nicht so wichtig wie z.B. bei einer Digitalschaltung. Die Lösung 100 nF Keramik + Elko hat schon was für sich. Die gemischte Resonanz ist durch die relativ hohen Verluste des Elko nicht so ausgeprägt. Für schnelle Digitalschaltungen interessant, hier aber eher nicht. Wenn man sicher gehen will kann man auch den Innenwiderstand des Elko künstlich hinzufügen, als Serienwiderstand zum großen Keramikkondensator. Ein Widerstand und 10 µF Keramik könnten immer noch kleiner und günstiger als der Tantal Elko sein. Der 10 µF Kondensator muss auch nicht so dicht an das IC.
Im Anhang sind DB von AVX zu den einzelnen Keramiksorten. Bei Y5V wirds ganz bitter, wenn zur relativ hohen Spannung noch Temperaturen von 50° + hinzukommen. Bei den X.. und Z5U kommen noch Änderungen mit der Betriebsfrequenz hinzu. Arno
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Aus eigenem Anlass (PGA2311 Abblockung. Empfohlen: 100nF MLCC + 10u Tantal) habe ich mal simuliert. Grün: 10uF MLCC Blau: 100nF MLCC + 10u Tantal Rot: 100nF MLCC + 10u MLCC Der 10uF MLCC alleine hat eher eine Badewannenform, was ihn sehr gut über einen großen Frequenzbereich macht. Leider geht er ab ca. 10MHz etwas steiler nach oben, als die Tantal+Keramik Mischung. 10uF Tantal + 100nF MLCC (Der "Klassiker") ist eher bescheiden zwischen 10kHz und 1MHz. Kurz vor 10MHz hat er seine Resonanz. Geht dann aber nicht so steil nach oben, wie der 10uF MLCC alleine. 10uF MLCC + 100nF MLCC ist, wie man sehen kann, ein absolutes No-Go. Aber wie Kai Klaas schon richtig sagte, kann man in den meisten Fällen den Klassiker durch einen einzelnen 10uF MLCC ersetzen.
> Aber wie Kai Klaas schon richtig sagte, kann man in den meisten Fällen > den Klassiker durch einen einzelnen 10uF MLCC ersetzen. Aber wann ist denn der 10uF MLCC wirklich alleine auf einer Platine? Bei den meisten Schaltungen hat man mehrere ICs auf einer Platine, die man mit einem Keramik-Kondensator beschalten muss. Im Prinzip müsste man dann für jeden IC einen 10uF MLCC und einen Ferrit bzw. Reihenwiderstand einbauen. Da sind Tantalkondensatoren einfach unkritischer (und billger).
>Bei dem hier in geschriebenen IC (PGA2310) sind keine so großen und >steilen Strompulse zu erwarten. Die Wahl der Kondensatoren ist also >nicht so wichtig wie z.B. bei einer Digitalschaltung. Der PGA2310 ist ein gemischt analog/digitaler Chip, bei dem internes digital induziertes Umgeschalte zu Störungen auf den analogen Versorgungsspannungen sowie auf der Analogmasse führt. Diese Chips reagieren daher besonders empfindlich auf Schaltstörungen und wollen besonders gut entkoppelt werden. >Die Lösung 100 nF Keramik + Elko hat schon was für sich. Die gemischte >Resonanz ist durch die relativ hohen Verluste des Elko nicht so >ausgeprägt. Bei einem 10µF Aluminium-Elektrolyt-Kondensator ist der ESR gewöhnlich weit über 1R und Resonanzen spielen dann gar keine Rolle mehr. Bei Tantals sind das deutlich unter 1R, da kann es schon eine leichte Resonanz geben, die in der Regel aber nicht der Rede wert ist. >Wenn man sicher gehen will kann man auch den Innenwiderstand des >Elko künstlich hinzufügen, So, wie in diesem Datenblatt diskutiert: http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets_obsolete/820549BUF04.pdf http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD797.pdf >Ein Widerstand und 10 µF Keramik könnten immer noch kleiner und >günstiger als der Tantal Elko sein. Der 10 µF Kondensator muss auch >nicht so dicht an das IC. Na, das ist dann aber reichlich ins Knie geschossen! Wie ein Wachhund mit Maulkorb oder eine Pistole ohne Kugeln. Wenn ich einem großen Cap einen 4R7 Widerstand in Serie schalten muß, damit er nicht resoniert und ich ihn dadurch weitgehend unbrauchbar mache, sollte ich mir ganz andere Gedanken machen... Nein, diesen Quatsch mußte man zu einer Zeit machen, als es nur große Kapazitäten mit hoher Induktivität und kleine Kapazitäten mit niedriger Induktivität gab. Dort ließ sich das ja gar nicht vermeiden. Heute verwendet man stattdessen 0805-SMD-Bauteile mit rund 1nH Gehäuse-Induktivität in fast beliebigen Kapazitäten und ist dieses Dilemma ein für alle mal los. >Für Analogschaltungen (z.B. Filter) sind alle Klasse 2 Karamiken eher >ungeeignet, aber das ist ein anderes Thema... Das ist so nicht richtig. Für Antialiasingfilter mit sehr niedrigen Grenzfrequenzen oder DC-Schaltungen eigen sich Klasse-2-Kondensatoren ganz hervorragend, weil sie einen sehr kompakten Aufbau gestatten. Immer dann, wenn der genaue Kapazitätswert keine wirklich wichtige Rolle spielt, kann ein ein Klasse-2-Kondensator auch in Analogschaltungen eingesetzt werden. In High-End-Audioschaltungen würde ich ihn jetzt nicht gerade einsetzen, aber ihn allgemein für Analogschaltungen zu verbieten, halte ich für überzogen. >Aber wann ist denn der 10uF MLCC wirklich alleine auf einer Platine? Bei >den meisten Schaltungen hat man mehrere ICs auf einer Platine, die man >mit einem Keramik-Kondensator beschalten muss. Je größer die dadurch zustande kommende Gesamtkapazität ist, um so mehr entschärft sich das Resonanzproblem. Bei einem LRC-Serienkreis muß R zur Unterdrückung einer Resonanz ungefähr SQRT(L/C) betragen. Man erkennt, daß mit Anwachsen von C, R immer kleiner zu sein braucht. >Im Prinzip müsste man dann für jeden IC einen 10uF MLCC und einen Ferrit >bzw. Reihenwiderstand einbauen. Nein, muß man nicht. Wenn man es aber macht, bringt es zusätzlich eine enorme Verbesserung der Entkoppelwirkung und ist ein höchst probates Mittel, um die analoge Masse frei von Störungen zu halten. In gemischt analog/digitalen Systemen oft die einzige Möglichkeit, die vom Hersteller versprochenen SNR-Werte wenigstens ansatzweise zu erreichen. Keramische Highcaps haben wirklich phänomenale Entkoppel-Eigenschaften. Wenn man bei bisherigen Entkoppelcaps an einem Mikrocontroller immer noch einen Restripple mit dem Oszi sehen konnte, erreicht man mit einem keramischen Highcap kleiner Bauform oft so kleine und unsichtbare Werte, daß man sich unwillkürlich fragt, ob der Mirkoncontroller überhaupt arbeitet. Kai Klaas
>>Ein Widerstand und 10 µF Keramik könnten immer noch kleiner und >>günstiger als der Tantal Elko sein. Der 10 µF Kondensator muss auch >>nicht so dicht an das IC. > > Na, das ist dann aber reichlich ins Knie geschossen! Wie ein Wachhund > mit Maulkorb oder eine Pistole ohne Kugeln. Wenn ich einem großen Cap > einen 4R7 Widerstand in Serie schalten muß, damit er nicht resoniert und > ich ihn dadurch weitgehend unbrauchbar mache, sollte ich mir ganz andere > Gedanken machen... > > Nein, diesen Quatsch mußte man zu einer Zeit machen, als es nur große > Kapazitäten mit hoher Induktivität und kleine Kapazitäten mit niedriger > Induktivität gab. Nun, es gibt heute noch so manchen Spannungsregler, der einen Mindest-ESR am Ausgang verlangt. Sonst neigt er zum Schwingen. In solchen Fällen kann eine künstliche Erhöhung des ESR eines Keramik-Kos äußerst sinnvoll für die korrekte Funktion der Schaltung sein. Klar ist die Wahl eines anderen Spannungsreglers dann eine gute Idee, nur manchmal gibt es da nichts...
Kai Klaas schrieb: > Je größer die dadurch zustande kommende Gesamtkapazität ist, um so mehr > entschärft sich das Resonanzproblem. Bei einem LRC-Serienkreis muß R zur > Unterdrückung einer Resonanz ungefähr SQRT(L/C) betragen. Man erkennt, > daß mit Anwachsen von C, R immer kleiner zu sein braucht. > >>Im Prinzip müsste man dann für jeden IC einen 10uF MLCC und einen Ferrit >>bzw. Reihenwiderstand einbauen. > > Nein, muß man nicht. Wenn man es aber macht, bringt es zusätzlich eine > enorme Verbesserung der Entkoppelwirkung und ist ein höchst probates > Mittel, um die analoge Masse frei von Störungen zu halten. In gemischt > analog/digitalen Systemen oft die einzige Möglichkeit, die vom > Hersteller versprochenen SNR-Werte wenigstens ansatzweise zu erreichen. > > Keramische Highcaps haben wirklich phänomenale Entkoppel-Eigenschaften. > Wenn man bei bisherigen Entkoppelcaps an einem Mikrocontroller immer > noch einen Restripple mit dem Oszi sehen konnte, erreicht man mit einem > keramischen Highcap kleiner Bauform oft so kleine und unsichtbare Werte, > daß man sich unwillkürlich fragt, ob der Mirkoncontroller überhaupt > arbeitet. > Kriegst ein Sternchen ins Heftchen, Kai! Sehr sachdienlich. Zum Einfügen von seriellen Bauelementen in die Versorgungsleitung: Muß noch anmerken, das es oft besser ist einen Widerstand seriell reinzuhängen anstatt einer offenen Spule, die HF einfängt und eventuell zu niederohmig ist, das sie die Störungen nicht im Realanteil absorbieren kann. Diplexer eben...
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