Hallo,
kann mir jemand erklären wie man rausfindet welche Kondensatoren an
einem Spannungsregler benötigt werden? Ich habe nun schon etliche
Threads hier zu diesem Thema gelesen und verschiedene Webseiten
angeschaut, aber überall steht etwas anderes.
In den Datenblättern der Regler findet man ja immer auch eine
Beschaltung dazu, jedoch scheint man die ja selten so genau zu nehmen,
wenn man hier ein wenig die Beiträge liest.
Ein spezielles Beispiel... der Linearregler 7805...
- Datenblatt: 330nF Eingang, 100nF Ausgang (welche Art Kondensator sind
dort eigentlich gemeint?)
- AVR-Tutorial: 100nF Eingang, 100nF Ausgang (Folie oder Kerko) + 10µF
Eingang (Elko)
- Ein Thread zum Tutorial empfiehlt aber lieber 100µF bis 500µF statt
des 10µF Elkos da ja unter Umständen mit einer welligen Spannungsquelle
gerechnet werden muss.
- Auf anderen Seiten im Internet oder in Threads hier liest man dann
auch mal noch von einem Elko am Ausgang oder findet völlig andere
Dimensionierungen.
Sry, dass ich das Thema hier schonwieder ausgrabe, aber ich würde mich
über Antworten freuen, welche dieses Thema etwas spezifischer
beleuchten.
Das bedeutet...
Wie muss man die Kondensatoren dimensionieren abhängig von:
- Typ des Reglers (Linear/Schalt)
- Art der Spannungsquelle (Batterie/Trafo/Steckernetzteil)
- Art der zu versorgenden Schaltung
- ...
Und... Worauf bezieht sich diese "1000µF pro 1A" eigentlich? Auf welche
Kombination der oben genannten Gegebenheiten.
Vielen Dank,
Benjamin
Zu jedem Spannungsregler: Datenblatt lesen!
Man kann es nicht verallgemeinern. Einige brauchen hunderte µF Elkos,
anderen reichen 100nF, einige mögen keinen hohen ESR, andere keinen zu
geringen...
BenBo schrieb:> Wie muss man die Kondensatoren dimensionieren abhängig von:> - Typ des Reglers (Linear/Schalt)
Das steht ausführlich im Datenblatt des Bausteins. Die sind individuell
verschieden, je nach Reglerausführung, z.B. benötigt ein Low-Drop-Regler
meist andere Kapazitäten und Kondensatorparameter als ein normaler
Längsregler.
Fast immer sind mindestens 100nF keramisch nahe an Ein- und Ausgang
notwendig.
> - Art der Spannungsquelle (Batterie/Trafo/Steckernetzteil)
Bei Trafo/Gleichrichtung wird ein Siebelko benötigt. Siehe unten
(1000µF/A).
> - Art der zu versorgenden Schaltung
Die bestimmt den Strombedarf und damit die Siebung nach einem Trafo mit
Gleichrichtung (siehe unten) und dann die notwendigen
Blockkondensatoren. Das hat aber mit dem Regler direkt nichts zu tun.
> Und... Worauf bezieht sich diese "1000µF pro 1A" eigentlich? Auf welche> Kombination der oben genannten Gegebenheiten.
Nach einem Brückengleichrichter hast du pulsierende Gleichspannung - die
negativen Sinushalbwellen sind nur nach "oben geklappt". Dies wird mit
dem Ladeelko gesiebt, d.h. der übernimmt während der Lücken den Strom,
wobei er sich etwas entlädt. Das ergibt eine Gleichspannung mit einer
Restwelligkeit, die um so kleiner ist, je größer die Kapazität des C und
je kleiner der entnommene Strom ist. Für eine ganz brauchbare Filterung
setzt man deshalb die 1000µF pro entnommenem Ampere an. Das ist eine
Faustformel. Das C kann auch kleiner sein, solange der tiefste Punkt der
Eingangsspannung noch immer für den Regler ausreicht. Dass davon ein
klein Wenig auch nach dem Regler ankommen kann, ist nur bei sehr
empfindlichen (Analog-)Schaltungen ein Problem.
> - Datenblatt: 330nF Eingang, 100nF Ausgang> - AVR-Tutorial: 100nF Eingang, 100nF Ausgang
Da haben die beiden wohl Datenblätter unterschiedlicher
Hersteller gelesen, also bleibt man auf der sicheren
Seite: Am Eingang 330nF so lange der Hersteller des IC
nicht bekannt ist.
> (welche Art Kondensator sind dort eigentlich gemeint?)
Vielschicht-Keramik, X7R oder Z5U, weil deren Kapazitätswert
so schön spannungsabhängig ist und damit Resonanzschwingungen
vermieden werden.
> (Folie oder Kerko) + 10µF Eingang (Elko)> - Ein Thread zum Tutorial empfiehlt aber lieber 100µF bis 500µF statt> des 10µF Elkos da ja unter Umständen mit einer welligen Spannungsquelle> gerechnet werden muss.
Natürlich. Die 330nF am Engang gelten nur, wenn dort weitgehend
Gleichspannung vorliegt, z.B: aus Batterie deor Akku oder einem
anderen Netzteil. Kommt die Versorgung aus einem Netzteil mit
Brückengleichrichter und noch ohne Siebelko, so muß dort ein
Siebelko hin, damit die Spannung in den Pausen der 100Hz
pulsierenden gleichgerichteten Spannung nicht auf 0 abfällt,
nicht unter 75.V sogar um genau zu sein, unter schlechtesten
Rahmenbedingungen um supergenau zu sein.
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9> - Auf anderen Seiten im Internet oder in Threads hier liest man dann> auch mal noch von einem Elko am Ausgang
Das sind die, die nix verstanden haben, und glauben "viel bringt viel".
Bringts aber nix, ist eher kontraproduktiv. Ein paar uF am Ausgang gehen
noch (dutzende 100nF auf einer Platine zusammen), aber hunderte uF sind
Blödsinn.
HildeK schrieb:>> Und... Worauf bezieht sich diese "1000µF pro 1A" eigentlich? Auf welche>> Kombination der oben genannten Gegebenheiten.> Nach einem Brückengleichrichter hast du pulsierende Gleichspannung - die> negativen Sinushalbwellen sind nur nach "oben geklappt". Dies wird mit> dem Ladeelko gesiebt, d.h. der übernimmt während der Lücken den Strom,> wobei er sich etwas entlädt. Das ergibt eine Gleichspannung mit einer> Restwelligkeit, die um so kleiner ist, je größer die Kapazität des C und> je kleiner der entnommene Strom ist. Für eine ganz brauchbare Filterung> setzt man deshalb die 1000µF pro entnommenem Ampere an. Das ist eine> Faustformel. Das C kann auch kleiner sein, solange der tiefste Punkt der> Eingangsspannung noch immer für den Regler ausreicht. Dass davon ein> klein Wenig auch nach dem Regler ankommen kann, ist nur bei sehr> empfindlichen (Analog-)Schaltungen ein Problem.
Hmmm... ich habe von dieser Regel auch im Zusammenhang mit einer
"schönen" Spannung, aber der Ansteuerung von Motoren gelesen. Gilt die
dort auch oder wurde sie einfach aus dem Zusammenhang gerissen?
MaWin schrieb:>> (welche Art Kondensator sind dort eigentlich gemeint?)>> Vielschicht-Keramik, X7R oder Z5U, weil deren Kapazitätswert> so schön spannungsabhängig ist und damit Resonanzschwingungen> vermieden werden.
Ups... ich hab da einfach immer die selben Folienkondensatoren benutzt,
die ich auch an den Bauteilen benutze. Ist das fatal oder einfach nur
nicht "ganz so perfekt"?
MaWin schrieb:>> - Auf anderen Seiten im Internet oder in Threads hier liest man dann>> auch mal noch von einem Elko am Ausgang>> Das sind die, die nix verstanden haben, und glauben "viel bringt viel".> Bringts aber nix, ist eher kontraproduktiv. Ein paar uF am Ausgang gehen> noch (dutzende 100nF auf einer Platine zusammen), aber hunderte uF sind> Blödsinn.
Inwiefern ist ein dicker µF Elko hinter dem Spannungsregler
kontraproduktiv?
---
Und noch ein paar zusätzliche Fragen die mich quälen:
- Was ist wenn ein Board sowohl für schön glatte Spannung, als auch für
den Betrieb direkt nach einem Gleichrichter (wellige Spannung) ausgelegt
sein soll. Wirken sich dort die Elkos für den Betrieb mit welliger
Spannung negativ auf den Betrieb mit glatter Spannung aus oder ist das
egal?
- Wenn man einen Brückengleichrichter nur dazu einbaut, dass man die
Spannungsquelle in beliebiger Polung anschließen kann, dann fließt der
Strom ja entweder über die einen zwei Dioden oder über die anderen
beiden. Dies dürfe doch eigentlich keinen Unterschied machen und
jedesmal zum Verlust von 1.2 bis 1.4V führen. Warum haben dann Boards
wie das STK500 eine bevorzugte Polung? Was ist dort dann besser?
Danke für eure bisher sehr gut verständlichen Erklärungen,
Benjamin
> Ups... ich hab da einfach immer die selben Folienkondensatoren benutzt,> die ich auch an den Bauteilen benutze. Ist das fatal oder einfach nur> nicht "ganz so perfekt"?
Folien sind für Oszillatoren oder frequenzgenaue Filter.
Als Abblockung nicht nur zu teuer, sondern auch mit dem Risiko
behaftet, zusammen mit der Induktivität der Zuleitungen
ganz phantastische Oszillatoren zu ergeben.
> Inwiefern ist ein dicker µF Elko hinter dem Spannungsregler> kontraproduktiv?
Weil der Regler was regeln soll.
Du bindest ihm einen Stein ans Bein.
> Wirken sich dort die Elkos für den Betrieb mit welliger> Spannung negativ
Wenn die "glatte" Versorgung aus einem Schaltnetzteil stammt,
das üblicherweise strombegrenzt ist, dessen maximaler Strom
also zum Aufladen des Elkos überschritten wird, dan kann das
ein Problem ergeben, das Schaltnetzteil geht möglicherweise
in Überlast und schaltet ab.
Bei anderen Spannungsquellen (Batterie, 50Hz Netztzeil)
ist diese Überdimensionierung VOR dem Reglewr kein Problem.
Es sei denn, du schaltest diesen Elko per Schalter an das 50Hz
Netzteil, welches schon andere Geräte versorgt. Dann könnte
dieser Elko zu einem anderen (kleineren?) Elko parallelgeschaltet
werden, die Ladung teilt sich auf und mit Pech liegt die Spannung
dann unter der zulässigen Eingangsspannung der anderen Schaltung
und die flippt aus. Allerdings sind solche zugeschalteten
Geräte eher rar.
> Warum haben dann Boards wie das STK500 eine bevorzugte Polung
Damit die Deppen, die nicht wissen daß es egal ist, nicht
rätselraten (wo kommt rot, wo kommt schwarz dran) sondern
eine Vorgabe bekommen die passt und HOFFENTLICH damit
keine Fragen mehr stellen.
>Damit die Deppen, die nicht wissen daß es egal ist, nicht>rätselraten (wo kommt rot, wo kommt schwarz dran) sondern>eine Vorgabe bekommen die passt und HOFFENTLICH damit>keine Fragen mehr stellen.
Was bist du für ein kleiner, frustrierter Wadenbeißer. Was muß dir ein
Mensch Schlimmes angetan haben, daß du hier nur Galle spuckst. Meine
Fresse...
BenBo schrieb:> Und... Worauf bezieht sich diese "1000µF pro 1A" eigentlich? Auf welche> Kombination der oben genannten Gegebenheiten.
Auf den Ladekondensator hinter dem Brückengleichrichter. Diese
Faustformel ist aber ziemlicher Quatsch. Besser man sagt "10.000uF
pro Ampere pro Volt". Das bedeutet: Bei 10.000 uF und einem Ampere
sinkt die Spannung zwischen zwei Gleichrichtimpulsen um 1Volt ab.
Da es sich um eine Faustformel handelt, ist dieses Absinken in
Wirklichkeit etwas geringer, aber man kann sich obige Formel besser
merken. Beim Dimensionieren einer Netzteilschaltung muss man sich
also überlegen, wie gross die zulässige Brummspannung sein darf.
Daraus kann man dann problemlos die Grösse des Ladekondensators
berechnen.
Gruss
Harald
> Was bist du für ein kleiner, frustrierter Wadenbeißer. Was muß dir ein> Mensch Schlimmes angetan haben, daß du hier nur Galle spuckst. Meine> Fresse...
Irina, du bist hier falsch, geh zum Psychologieforum,
da mag deine Hausfrauenpsychologie vielleicht überarbeitet werden.
>Irina, du bist hier falsch, geh zum Psychologieforum,>da mag deine Hausfrauenpsychologie vielleicht überarbeitet werden.
Ja, das Leben kann grausam sein: Bist bei der NASA rausgeflogen und mußt
jetzt Kellerteppen fegen. Jetzt kannst du nur noch in einem solchen
Forum dein "Können" unter Beweis stellen, gell?
@Irina: Lies dir mal die d.s.e. FAQ durch, wo das meiste von MaWin
verfasst ist. Wenn du die komplett durchgelesen hast, kriegste selber
Bluthochdruck ;-) Was natürlich nicht heißt, dass die d.s.e. FAQ nicht
ziemlich gutes Wissen enthält.
MaWin schrieb:>> (welche Art Kondensator sind dort eigentlich gemeint?)>> Vielschicht-Keramik, X7R oder Z5U, weil deren Kapazitätswert> so schön spannungsabhängig ist und damit Resonanzschwingungen> vermieden werden.>
Das finde ich einen interessanten Gedankengang.
Es paßt zu meiner Theorie der Diplexer - also, das Störimpulse irgendwie
terminiert werden müssen, sonst fängt die Chose an zu schwingen.
Aber auf meine Theorien hört ja keiner oder versteht sie schlicht nicht.
>@Irina: Lies dir mal die d.s.e. FAQ durch, wo das meiste von MaWin>verfasst ist. Wenn du die komplett durchgelesen hast, kriegste selber>Bluthochdruck ;-) Was natürlich nicht heißt, dass die d.s.e. FAQ nicht>ziemlich gutes Wissen enthält.
Ach, ich habe gar nichts gegen Mawin. Der weiß auch echt eine ganze
Menge. Aber seine persönlichen "Ansprachen" sind einfach völlig
grenzwärtig. Der haut seinem Gegenüber bildlich gesprochen ja unentwegt
in die Fresse. Warum? Das hat er doch gar nicht nötig.
Hhm, vielleicht könnte er doch noch einiges von einer Hausfrau lernen...
>Aber auf meine Theorien hört ja keiner oder versteht sie schlicht nicht.
Hören schon, aber mit dem Verstehen haperts vielleicht bei dem einen
oder anderen. Kannst du einen ganz kurzen Abriß deiner Theorie geben?
Oder fällt dein Beitrag unter die Rubrick "1.April"?
Simon K. schrieb:> @Irina: Lies dir mal die d.s.e. FAQ durch, wo das meiste von MaWin> verfasst ist. Wenn du die komplett durchgelesen hast, kriegste selber> Bluthochdruck ;-) Was natürlich nicht heißt, dass die d.s.e. FAQ nicht> ziemlich gutes Wissen enthält.
Tja, und gerade der Abschnitt über Netzteile kommt wohl
überwiegend von MaWin. :-)
Gruss
Harald
MaWin ist eben ein Rennwagen - immer hochtourig, leistungsfähig aber
auch empfindlich.
Tja, die Diplexer-Theorie, hm. Einen vollständigen Abriß habe ich
bislang nicht losgelassen. Hier im Forum hatte ich es aber bereits
mehrfach erwähnt und zumindest einmal ausführlicher dargestellt.
Mit ein paar Formeln ist es nicht getan, da die Sache nichtlinear und
breitbandig ist. Man muß praktisch immer SPICE bemühen, um es
vorzuführen. Der Kernsatz ist eben, das Schaltvorgänge Energie
bereitstellen und diese irgendwo terminiert werden muß, also in
Wirkwiderständen oder generell Verbrauchern, vernichtet wird. Dazu
sollte man sich erstmal ansehen, was ein Diplexer ist. Und dann einen
Verbraucher finden! Da bietet sich der ESR der Kondis an. Wenn Spulen
vorhanden sind, dann auch deren ESR. Die einfachen Entstörfilter
bestehen aber meist aus etwas wie 10 Ohm Serienwiderstand und 100nF
Abblockkondensator.
Wird der ESR sehr klein, was bei Keramik oder Folie leicht passieren
kann, beginnen die Störimpulse in der Schaltung zu vagabundieren...
Gleichstrom zur Versorgung der Teilschaltungen soll also hinderungsfrei
in der Schaltung verteilt werden, dagegen die hochfrequenten lokal
erzeugten Störungen im ESR de nächstliegenden Kondi in Wärme umgesetzt
werden. Eine frequenzabhängige Aufteilung ist genau das, was ein
Diplexer macht. Daher der Name meiner Theorie.
BenBo schrieb:> Hmmm... ich habe von dieser Regel auch im Zusammenhang mit einer> "schönen" Spannung, aber der Ansteuerung von Motoren gelesen. Gilt die> dort auch oder wurde sie einfach aus dem Zusammenhang gerissen?
Wenn die Spannung wirklich "schön" ist (also ideal!), dann ist der
überflüssig. In der Praxis ist es aber oft so, dass die Stromversorgung
nicht unbedingt auf den großen Spitzenanlaufstrom eines Motors ausgelegt
ist - dann dient der Elko als Stütze.
BenBo schrieb:> Und noch ein paar zusätzliche Fragen die mich quälen:>> - Was ist wenn ein Board sowohl für schön glatte Spannung, als auch für> den Betrieb direkt nach einem Gleichrichter (wellige Spannung) ausgelegt> sein soll. Wirken sich dort die Elkos für den Betrieb mit welliger> Spannung negativ auf den Betrieb mit glatter Spannung aus oder ist das> egal?
Nein.
> - Wenn man einen Brückengleichrichter nur dazu einbaut, dass man die> Spannungsquelle in beliebiger Polung anschließen kann, dann fließt der> Strom ja entweder über die einen zwei Dioden oder über die anderen> beiden. Dies dürfe doch eigentlich keinen Unterschied machen und> jedesmal zum Verlust von 1.2 bis 1.4V führen. Warum haben dann Boards> wie das STK500 eine bevorzugte Polung? Was ist dort dann besser?
Haben die eine bevorzugte Polung? Nicht dass ich wüsste! Wenn da ein
Brückengleichrichter verbaut ist, kannst du polen wie du willst - es
macht keinen Unterschied. Und wenn ein ausreichend großer Elko noch
verbaut ist, dann kannst du auch Wechselspannung nehmen.
MaWin schrieb:> Hoffentlich meinte er 10000uF/A.
Kann man machen, muss man entsprechend des erlaubten Rippels jeweils
entscheiden. Auf jeden Fall ist bei großen Kondensatoren auch der
Spitzenstrom durch den Gleichrichter höher. Ob das schon weh tut, hängt
auch vom Innenwiderstand des Trafos ab.
Hallo zusammen,
hier haben sich ja schon eine Menge Beiträge angehäuft, auch wenn einige
davon eher weniger mit dem Thema zu tun haben. :D
Andere haben dafür umso mehr zu meinen Verständnis beigetragen. :P
HildeK schrieb:> Haben die eine bevorzugte Polung? Nicht dass ich wüsste! Wenn da ein> Brückengleichrichter verbaut ist, kannst du polen wie du willst - es> macht keinen Unterschied. Und wenn ein ausreichend großer Elko noch> verbaut ist, dann kannst du auch Wechselspannung nehmen.
Ich bin mir zu 100% sicher, dass ich das mal wo gelesen habe. Konnte es
aber gerade beim Suchen leider nicht mehr finden.
MaWin schrieb:>> (welche Art Kondensator sind dort eigentlich gemeint?)>> Vielschicht-Keramik, X7R oder Z5U, weil deren Kapazitätswert> so schön spannungsabhängig ist und damit Resonanzschwingungen> vermieden werden.
Aber die anderen 100nF Kondensatoren, direkt an den Bauteilen, sollten
schon Folienkondensatoren sein oder nicht? Oder könnte man dort auch
Keramik verwenden? Oder liege ich da falsch und man muss das sogar?
MaWin schrieb:> Am Eingang 330nF so lange der Hersteller des IC> nicht bekannt ist.
Würden hier auch 3 x 100nF Keramik funktionieren? Diese wären dann
schneller nehme ich an? Würde das den Zweck des eigentlichen 330nF
Kondensators zunichte machen?
Gruß,
Benjamin
>Würden hier auch 3 x 100nF Keramik funktionieren? Diese wären dann>schneller nehme ich an? Würde das den Zweck des eigentlichen 330nF>Kondensators zunichte machen?
Meine Güte, machst du dir das Leben kompliziert!
Der 7805 ist vollkommen unkritisch und verkraftet so gut wie alles an
seinen Pins. Der Kapazitätswert am Eingang sollte größer als 330nF sein.
Wie du das machst, ist völlig wurscht. Aber 3 x 100n würde ich nicht
machen, weil das einfach zu aufwendig ist.
Am Ausgang reicht ein ganz normaler 100nF Cap. Was für einer, ist völlig
wurscht. In der Regel nimmt man X7R, weil das günstig und gut ist. Ein
Foliencap ist in der Massenfertigung zu teuer.
>Aber die anderen 100nF Kondensatoren, direkt an den Bauteilen, sollten>schon Folienkondensatoren sein oder nicht?
Auch dort reicht in der Regel 100nF/X7R.
Irina schrieb:> Meine Güte, machst du dir das Leben kompliziert!
Mag ja sein, dass in 99% der Fälle hier auch dieses reicht und dort auch
jenes reicht, aber ich versuche zu verstehen WARUM eben manches besser
geeignet ist und manches schlechter.
Irina schrieb:> Ein> Foliencap ist in der Massenfertigung zu teuer.
Auch wenn ich nicht vorhabe irgendwas in Massen zu produzieren, ist der
Preis ein gutes Kriterium was hier noch nicht vorkam. Wenn ich dich
richtig verstehe würdest du einfach überall Keramik benutzen weils
billiger ist und meistens auch funktioniert. Aber mich interessiert wo
nun genau Folienkondensatoren etwas besser geeignet sind... sonst würden
sie ja garnicht mehr produziert werden.
>Mag ja sein, dass in 99% der Fälle hier auch dieses reicht und dort auch>jenes reicht, aber ich versuche zu verstehen WARUM eben manches besser>geeignet ist und manches schlechter.
Dann versuche zu verstehen, daß die Hersteller den 7805 gerade so bauen,
daß er sich mit allen möglichen Caps verträgt.
>Aber mich interessiert wo nun genau Folienkondensatoren etwas besser >geeignet
sind... sonst würden sie ja garnicht mehr produziert werden.
Nicht in der Entkopplung, sondern beispielsweise im Signalweg von
Audioschaltungen oder in Filterschaltungen.
Daß auch die Hersteller von Foliencaps diese für Entkopplungsmaßnahmen
empfehlen, dürfte nachvollziehbar sein. Aber nur in Spezialsituationen
werden Foliencaps für die Entkopplung eingesetzt. In 99,9% der Fälle ist
X7R völlig ausreichend.
Irina schrieb:> Nicht in der Entkopplung, sondern beispielsweise im Signalweg von> Audioschaltungen oder in Filterschaltungen.
Also gehört an den Filter-Pin des ACS712, von denen ich einige besitze,
ein Folienkondensator?
Datasheet:
http://www.allegromicro.com/en/Products/Part_Numbers/0712/0712.pdf
Hat die Anwendung in Filter-Schaltungen etwas damit zu tun, dass sich
die Kapazität eines Folienkondensators im Gegensatz zum Kerko linear mit
der Spannung verändert?
---
Vielleicht sollte ich mir mal ein Oszilloskop kaufen und einfach eigene
Schlüsse ziehen. :-)
Irina schrieb:> Aber 3 x 100n würde ich nicht> machen, weil das einfach zu aufwendig ist.
Kommt darauf an. So braucht man nur eine Rolle SMD Kondensatoren zu
kaufen anstatt zwei. Auch ist bei Bestueckungsautomaten in der Regel die
Anzahl der verschiedenen Bauteile begrenzt. Da werden dann schon mal
Parallel oder Reihenschaltungen von Bauteilen eingesetzt. Aber in THT
Technik wuerde ich das auch nicht machen.
BenBo schrieb:> Also gehört an den Filter-Pin des ACS712, von denen ich einige besitze,> ein Folienkondensator?
Ich wuerde da ein Folienkondensator einsetzen. Folienkondensatoren
setzte ich immer bei Filtern und Integratoren ein. Stichwort
Dieelektrische Absorbtion.
http://www.wima.de/DE/absorption.htm
>Also gehört an den Filter-Pin des ACS712, von denen ich einige besitze,>ein Folienkondensator?>>Datasheet:>http://www.allegromicro.com/en/Products/Part_Numbe...
Hier sitzt der Cap zwar im Signalweg, bildet aber ein Tiefpaßfilter.
Auch hier könnte man einen X7R oder NP0 Cap einsetzen, wenn es sich um
eine Quasi-DC-Anwendung handelt, es sei denn der Hersteller empfiehlt
ausdrücklich eine besonderen Kondensatortyp, weil beispielsweise
Dielektrische Absorption, Herstellungstoleranz oder Langzeitstabilität
ein Thema ist.
Die abgebildeten Schemas in Datenblätern sind oft nur
Prinzipschaltbilder, die solche Details nicht erkennen lassen. Auf den
ersten Blick wäre meiner Meinung nach auch hier ein X7R oder NP0 völlig
ausreichend.
>ich finde die Angaben zu den Cs schlüssig und eindeutig.
Hhm, vielleicht bin ich ja völlig verblödet, aber ich finde überhaupt
keine konkreten Angaben über den Filter-Cap in deinen Links. Das einzige
was ich finde, ist "Do not install"...
Jaja... wenn man nicht weiter weiß, lässt man ihn einfach weg.
Wenn ich das im Datenblatt jedenfalls richtig verstehe, ist der
Kondensator dazu da auf Kosten der Bandbreite das Rauschen zu
unterdrücken und das funktioniert wohl bis 1nF noch am effektivsten.
Soweit so gut... Wenn ich aber keine schnellen Änderungen der
Stromstärke zu messen gedenke und auch keine schnellen Änderungen
erwarte, dann müsste ich dort doch auch einen dickeren Kondensator
dranhängen können (50nF bis 100nF), um damit noch etwas mehr Glätte
rausholen zu können. Messen will ich eh nur einmal pro Sekunde (bzw. ein
paar mal mehr und dann Durchschnitt berechnen), da interessiert mich die
Bandweite eher weniger.
Richtig???
Abdul K. schrieb:> Es paßt zu meiner Theorie der Diplexer - also, das Störimpulse irgendwie> terminiert werden müssen, sonst fängt die Chose an zu schwingen.>> Aber auf meine Theorien hört ja keiner oder versteht sie schlicht nicht.
Naja das liegt vielleicht daran, dass du allgemein bekannte Grundlagen
als deine eigene Theorien verkaufst und du denen noch bescheuerte Namen
gibst?
Dazu wirst du natürlich ne haltbare Quelle bringen müssen, ansonsten
klingt das nun eher lächerlich.
Ich meine jetzt nicht irgendwelche Spektrumbildchen mit undefinierter
Anpassung an I/O oder Berichte von es ging dann wenn ich 4,7pF als
Abblockkondensator zuschaltete.
Da muß schon was haltbareres her, so auf dem Niveau von Wenzel Labs,
Clifton Labs etc.
Du darfst auch gerne einen besseren Artbegriff prägen. Ich schwenke bei
Gefallen sofort um!
Alea Saccari schrieb:> @BenBo>> @Irina>> dann hier im PDF auf Seite 10 vielleicht besser:> http://www.allegromicro.com/en/Products/Part_Numbe...
Das ist die Seite, aus der ich das oben genannte interpretiert habe...
Aber betrachten wir die ACS-Sache als erledigt, denn ich habe wieder
eine neue Kondensator-Frage ausgebrütet:
Beim Sufu-Surfen zum Thema Multilayer-Platinen, bin ich auf folgenden
Link hier im Forum gestoßen:
http://www.hottconsultants.com/techtips/decoupling.html
Hier wird beschrieben, welche Maßnahmen zur Entkopplung bei
verschiedenen Frequenzen nötig sind. Ich fasse mal zusammen...
- bis 50 Mhz: Ein gut plazierter 100nF C pro Bauteil
- 50 bis 500: Mehrere identische Cs rund um das Bauteil verstreut
- ab 500 Mhz: Hier hilft es wohl nur noch auf einer Multilayerplatine
die Ebenen GND und VCC so nah wie möglich zusammen zu bringen (unter
2mil)
Soweit so gut...
Nun stelle ich mir aber die Frage, worauf sich diese Frequenzwerte
beziehen. Geht es dabei um den Takt mit dem ein Bauteil von außen
versorgt wird oder um den Takt mit dem es rechnet? Ein OMAP3530 z.B.
rechnet laut Datenblatt mit einem Takt von 720 Mhz (Cortex A8), was also
über der 500Mhz-Grenze wäre bei der man mit vielen Cs was erreichen
kann.
Man findet im Datenblatt aber auch die Aussage, dass man zum Entkoppeln
je einen C für 2 bis 4 Core-Voltage-Pins benutzen soll. Zum Layer-Stack
habe ich nur Angaben zum Aufbau gefunden, aber nirgends steht etwas von
einem Abstand unter 2mil soweit ich sehe.
OMAP3530 Datenblatt:
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/omap3530.pdf?DCMP=dsps_omap3530prf__090819&HQS=Other+OT+OMAP3530perf-increase-prdatash
Und um die Frage noch einmal zu nennen: Worauf beziehen sich die
Frequenzwerte auf der oben genannten Seite? Gehört der OMAP3530 als
Beispiel nun schon zur Kategorie über 500MHZ oder eher nicht?
Gruß,
Benjamin
PS: Sry, dass ich wieder den Thread hier dazu benutze, aber ich wüsste
auch nicht wo ein etwaiger neuer hingehören würde. Kondensator ->
Analog, Multilayer -> Platinen, OMAP -> µC... Im weitesten Sinne ist es
ja noch Entkopplung mit Kondensatoren. :-)
>Soweit so gut...>Nun stelle ich mir aber die Frage, worauf sich diese Frequenzwerte>beziehen. Geht es dabei um den Takt mit dem ein Bauteil von außen>versorgt wird oder um den Takt mit dem es rechnet?
Man betrachtet Störungen in der Frequenzdomäne, du weißt schon Fourier
und so, und überlegt sich, bis zu welcher Frequenz Störungen mit den
einzelnen Verfahren entkoppelt werden können.
Ich finde die Diskussion jedoch dümmlich, weil die Aussage
>- bis 50 Mhz: Ein gut plazierter 100nF C pro Bauteil
einfach schwachsinnig ist.
Zunächst müßte man fragen: Wie gut muß denn überhaupt entkoppelt werden?
Welche Störspannungspotentiale auf der Versorgungsspannung sind
überhaupt tolerabel, welche nicht? Das ist von unzähligen Faktoren
abhängig und kann garnicht allgemein beziffert werden.
Dann spielt auch die Gehäuseform der Chips eine entscheidende Rolle. Wie
nahe kommt man mit dem Entkoppelkondensator überhaupt an die relevanten
Schaltungsteile auf dem Die? Da ist ein DIL40-Gehäuse mit an den
Diagonalen angeordneten Versorgungspins natürlich um Größenordnungen
schlechter als ein winziges TQFP-Gehäuse mit nebeneinander angeordneten
Versorgungspins. Da könntest du die ganze Platine mit Entkoppel-Cs
bepflastern und hättest mit dem riesigen DIL40-Gehäuse immer erheblich
größere Störungen.
Dann tritt in dieser Aussage wieder mal der prinzipielle
Verständnisfehler zutage, daß nämlich Entkoppel-Cs wegen ihrer
unweigerlichen Anschlußinduktivitäten ab einer bestimmten Frequenz
sinnlos sind. Dies ist einfach falsch, und wenn es noch so oft
wiederholt wird. Genau genommen spielt die Kapazität eines Entkoppel-Cs
gar keine entscheidende Rolle. Wichtig ist vielmehr, daß die
Induktivität einer sonst großen Leiterschleife durch die Induktivität
einer viel kleineren, nämlich die durch den Entkoppel-C vermittelte,
kurzgeschlossen ist. Bei dieser Betrachtugngsweise spielt die
Resonanzstelle eines Entkoppel-Cs überhaupt keine Rolle. Deshalb ist es
oft auch völlig irrelevant, ob es ein 10nF oder 100nF Cap ist.
Also, den Spruch
>- bis 50 Mhz: Ein gut plazierter 100nF C pro Bauteil
kannst du getrost in die Tonne drücken.
Es geht um auftretende Frequenzen in der Schaltung. Hast du
beispielsweise ein 1MHz Rechteck musst du durchaus schon bis 100 MHz
entkoppeln, darüber sind dann die Oberschwingungen des Rechtecks relativ
schwach.
>Hast du beispielsweise ein 1MHz Rechteck musst du durchaus schon bis 100 >MHz
entkoppeln,
Warum?
>darüber sind dann die Oberschwingungen des Rechtecks relativ schwach.
Warum?
Warum setzt du diese Grenze bei 100MHz an? Ist das nicht völlig
willkürlich?
Irina schrieb:>>- bis 50 Mhz: Ein gut plazierter 100nF C pro Bauteil>> einfach schwachsinnig ist.>> Zunächst müßte man fragen: Wie gut muß denn überhaupt entkoppelt werden?> Welche Störspannungspotentiale auf der Versorgungsspannung sind> überhaupt tolerabel, welche nicht? Das ist von unzähligen Faktoren> abhängig und kann garnicht allgemein beziffert werden.Irina schrieb:> Also, den Spruch>>>- bis 50 Mhz: Ein gut plazierter 100nF C pro Bauteil>> kannst du getrost in die Tonne drücken.
Natürlich kann man keine exakten Grenzen ziehen, aber diese 10 bis 100nF
Kondensatoren an jedem Bauteil stellen doch eine allgemein unterstüzte
Daumenregel da? Irgendwann reicht nur ein einzelner davon nunmal nicht
mehr aus und man benötigt mehrere. Auf der oben verlinkten Homepage
wurde als Richtwert dafür halt 50Mhz ausgesucht.
Hast du heute einen schlechten Tag oder warum schreibst du so aggresiv?
Weiter oben in diesem Thread hast du dich noch über MaWins
Ausdrucksweise beschwert und jetzt tendierst du selbst in diese
Richtung.
Irina schrieb:> Auch dort reicht in der Regel 100nF/X7R.
Hier pauschalisierst du mit dem Ausdruck "in der Regel 100nF" und
plötzlich willst du die selbe Daumenregel, die nun zusätzlich einen
groben Grenzwert ihrer Gültigkeit bekommen hat "getrost in die Tonne
drücken".
Zum einen haben viele moderne Chips bereits Entkoppelkondis auf oder
neben dem Die. Manchmal auch Spannungsregler, die auch gerne mal
verteilt auf dem Chip untergebracht werden.
Zum anderen hängt die Störempfindlichkeit schlicht von der
Prozeßgeometrie ab. Mit kleiner werdenden Strukturen steigt ft immer
weiter an. Alles oberhalb ft ist nicht störend, denn dann werden die
aktiven Sachen schlicht zu Dämpfungsgliedern.
Man kann auch solange Entstörsachen einbauen, bist das System
hinreichend stabil läuft. "Chinamethode"
Ach, da könnte man so viel schreiben. Den Rest erklärt dir bestimmt der
lächerliche Mann von oben.
Irina schrieb:> Warum setzt du diese Grenze bei 100MHz an? Ist das nicht völlig> willkürlich?
Klar, war jetzt auch eher aus dem Blauen gegriffen. Die genauen
Anforderungen hängen unter anderem auch noch von Flankensteiheileiten
innerhalb der Schaltungen ab und solchen Späßen.
> Nun stelle ich mir aber die Frage, worauf sich diese Frequenzwerte> beziehen. Geht es dabei um den Takt mit dem ein Bauteil von außen> versorgt wird oder um den Takt mit dem es rechnet?
Die Frage wäre schon beantwortet, wenn du nur die Quellen aufmerksam
gelesen hättest: Es geht um die Flankensteilheit, also die
Geschwindigkeit der Stromänderung. Die ist 1/4 Sinus und relevant dafür,
wie schnell Strom nachgeliefert werden können muß.
>Natürlich kann man keine exakten Grenzen ziehen, aber diese 10 bis 100nF>Kondensatoren an jedem Bauteil stellen doch eine allgemein unterstüzte>Daumenregel da?
Ja, an jedem Chip und jedem Versorgungspin ein Entkoppel-C gegen eine
durchgehende Massefläche ist eine sehr gute Maßnahme, die in fast allen
Fällen genügt.
>Irgendwann reicht nur ein einzelner davon nunmal nicht mehr aus und man>benötigt mehrere.
Wenn du ungleiche Entkoppel-Cs parallel schaltest, wird es witzig...
>Auf der oben verlinkten Homepage wurde als Richtwert dafür halt 50Mhz>ausgesucht.
Aber die 50MHz sind eben völlig aus der Luft gegriffen.
>Hast du heute einen schlechten Tag oder warum schreibst du so aggresiv?
Nein, aber diese immer gleichen Diskussionen nerven und man liest in
diesen Artikeln den immer gleichen Mist.
>Weiter oben in diesem Thread hast du dich noch über MaWins>Ausdrucksweise beschwert und jetzt tendierst du selbst in diese>Richtung.
Ich habe dich doch garnicht beleidigt, sondern lediglich meinen Unmut
über einen schlechten Artikel geäußert.
>Hier pauschalisierst du mit dem Ausdruck "in der Regel 100nF" und>plötzlich willst du die selbe Daumenregel, die nun zusätzlich einen>groben Grenzwert ihrer Gültigkeit bekommen hat "getrost in die Tonne>drücken".
Das ist doch etwas völlig anderes. Das eine ist eine ganz simple,
erprobte und bewährte Spannungsreglerschaltung und das andere sind
irgendwelche haltlosen >5GHz-Voodoo-Theorien.
Abdul K. schrieb:> Die 100nF stammen aus der Ära der 74LS Chips. Die halten sich genauso> wie die deppen 2x NAND Oszillatoren.
Genau, die 100nF sind in ihren Eigenschaften seit 30 Jahren gleich
geblieben.
Stefan L. schrieb:> Abdul K. schrieb:>> Die 100nF stammen aus der Ära der 74LS Chips. Die halten sich genauso>> wie die deppen 2x NAND Oszillatoren.>> Genau, die 100nF sind in ihren Eigenschaften seit 30 Jahren gleich> geblieben.
Erstens das (nicht ;-)) und zweitens hatte man damals auch nicht die
schönen SMD Keramikkondensatoren, die wesentlich weniger parasitäre
Induktivität haben.
@Abdul: Was soll denn der 2 x NAND Oszillator sein und was ist so
schlecht daran?
Simon K. schrieb:> Erstens das (nicht ;-)) und zweitens hatte man damals auch nicht die> schönen SMD Keramikkondensatoren, die wesentlich weniger parasitäre> Induktivität haben.
An die Gehäuseform habe ich bei meiner Aussage auch schon gedacht. Wobei
hier ja nicht nur das Gehäuse der Kondensatoren eine große Rolle spielt,
sondern auch das der Bauteile selbst. Und natürlich die
Platinentechnologie.
Der 2xNAND ist instabil und hat dazu geführt, das man ihn immerwieder
als Problem fand.
Ich hab keine Ahnung wo der ursprünglich herkommt. Da die allermeisten
Digitalentwickler von Analogtechnik wenig bis keine Ahnung hatten und
wohl immernoch haben, ist der vermutlich fleißigst kopiert wurden. Von
Zeitschrift oder Schaltplan immer zum Nächsten...
Gottseidank ist die Zeit vorbei. Heute nimmt man einen einzelnen 74HCU
Inverter und gut ist. Hintendran ein zweiter als Entkopplung und
Rechteckmacher.
Ach so, hab schon gesucht letztens aber auf die schnelle nur kaum
direkte Treffer bis auf diesen Thread gefunden. ;-)
Die Schaltung sieht ja vom Datenträger her schon alt aus ;-)
Simon K. schrieb:> Ach so, hab schon gesucht letztens aber auf die schnelle nur kaum> direkte Treffer bis auf diesen Thread gefunden. ;-)>> Die Schaltung sieht ja vom Datenträger her schon alt aus ;-)
Das siehst Du falsch. Das ist modernes Umweltschutzpapier.
(Hatte man übrigens in der DDR schon viel früher als "im Westen".)
:-)
Gruss
Harald
>Die halten sich genauso wie die deppen 2x NAND Oszillatoren.
Oh ja, ich erinnere mich, das vor Jahrzehnten beinahe jeder
Mikroprozessor einen solchen spinnerten Oszillator hatte. Bei 4MHz ging
dann nur der 74LS00 von TI und kein anderer Hersteller. Bei den 14MHz
der Grafikkarte ging dann auch nur genau ein Chip und auch nur von einem
ganz bestimmten Hersteller. Absolut grottig damals...
Die eingebauten Pierce-Oszillatoren der späteren Mikrocontroller waren
da schon um Größenordnungen zuverlässiger, wenn man nicht die
Burden-Caps weggelassen hat.
>Erstens das (nicht ;-)) und zweitens hatte man damals auch nicht die>schönen SMD Keramikkondensatoren, die wesentlich weniger parasitäre>Induktivität haben.
Die Schaltungen haben damals funktioniert, obwohl nicht an jedem Chip
ein Entkoppel-C war. Die Empfehlung war damals, für eine Gruppe von
5...10 statischen 74LS-Chips einen 10...100nF Entkoppel-C zu verwenden.
Nur für getaktete Chips sollte man auch pro Chip einen verwenden.
Abdul K. schrieb:> Irina, jetzt hast du aber dein Alter verraten.
Denn Geschlechter kommen, Geschlechter vergehen,
keramische Kondensatoren bleiben bestehen.
(frei nach Die Lederhosen-Saga)
:-)
Gruss
Harald
>Irina sagte nur das sie sich erinnert sowas mal in alten Schaltungen>gesehen zu haben. Eindeutig auf ihr Alter schliessen kann man daraus>nicht :-)
Puh... das war knapp!
Irina schrieb:> Die Schaltungen haben damals funktioniert, obwohl nicht an jedem Chip> ein Entkoppel-C war. Die Empfehlung war damals, für eine Gruppe von> 5...10 statischen 74LS-Chips einen 10...100nF Entkoppel-C zu verwenden.> Nur für getaktete Chips sollte man auch pro Chip einen verwenden.
Interessant, da stamme ich wohl aus einer anderen Generation :-D
Ich nehme mal an die instabilen Oszillatoren waren aus der Zeit, wo es
keine Mikrocontroller gab, oder wo in selbigen noch keine
Oszillator-Hardware integriert war?
Gabs die Unbuffered Chips 'früher' nicht? Dachte die kommen aus der
alten Zeit ;-)
Irina spricht aber als wäre sie dabei gewesen. Oder täuscht mich mein
Sprachgefühl?
Respekt hast du sofort, wenn du die gleichen Gedankengänge wie ich oder
gar neue hast ;-)
@Simon:
Nein, ganz im Gegenteil. Diese Schaltung war sehr gängig in Zeiten von
Z80 usw.
Es war wohl wirklich so, das sich damals die Welt in Digitale und
Amateurfunker einteilte. Keiner wollte vom anderen lernen.
In den ersten Prozessoren waren keine solche Schaltungen integriert.
Dafür gabs extra(,) teure Zusatz-ICs wie 8224. MaWin, A.K. usw. können
bestimmt viel erzählen. Manche Prozs wollten sogar spezielle
Mehrphasenclocks.
In der TTL-Linie sind wohl eher keine analogen Bausteine, die sich
eignen würden. Wenn, dann vermutlich zu teuer gegenüber einem 7400...
billich war bereits damals angesagt!
Die 4000er waren für den MHz-Bereich doch etwas langsam. Die ECL zu
teuer und weiblich :-)
Also blieb nur Amateurfunk-maßiger Aufbau diskret oder Pfusch.
So. Nun haben wir doch die ganze Geschichte geschrieben.
Abdul K. schrieb:> Diese Schaltung war sehr gängig in Zeiten von> Z80 usw.
Wobei man beim Z80 sagen muss das dass Clock Signal noch nicht mal
TTL-Pegel hatte. Man musste damals den treibenden TTL Ausgang mit einen
330 Ohm Pullup hochziehen um den Pegel zu bekommen. Auch gab es eine
Schaltung mit einem PNP Transistor (Aktiver Pullup). Als dann die HCT
Serien mitte der 80er zu bekommen waren ging es dann schon einfacher.
Die kammen direkt an den Pegel dran. (Die wollte echte 5V als High sehen
und keine 3.4V und so)
Motorolas 6800 Serie war da auch nicht besser beim Clock Eingang.
Erst 8085 und 6802 kamen da mit eigenen Taktgenerator daher.
@Abdul
Ich war auch dabei.
Offensichtlich!
Irgendwie komisch. Wir hätten uns alle gekannt haben können. Gab aber
kaum Kommunikation ohne Internet. Was neu war, bekam man <sehr
gefiltert> in der Fachzeitschrift und die Leserkommentare dazu höchstens
in der nächsten Ausgabe im Leserbrief. Nicht in Sekunden wie heute.
Den PNP-Hochzieher gibts übrigens heute noch beim LM311.
Ja wie haetten uns alle gekannt haben. Aber zur der Zeit steckte das
I-Net noch in den Kinderschuhen bei der DAPRA. Man war ja zur der Zeit
damals froh eine CPM Maschine am laufen zu haben mit Disketten. Um an
Datenblaetter ran zu kommen muste man damals bei den Herstellern
betteln. Und die haben dann ihre Datenbuecher einem auch noch teuer
verkauft. Und nix Bauteile samplen bei denen. Infos gab meistens aus den
Zeitschriften. Und die hatten meistens den NAND Oszillator drin. Ach
Abdul die heutige Jugend weiss gar nicht wie gut sie es hat um an Infos
ranzukommen. Hat aber auch den Nachteil das selber denken immer mehr aus
der Mode kommt :-)
Mit dem Denken haben wir aber auch sehr viel Zeit verbra(u)cht. Deswegen
bin ich also älter.
Als Fernmelder konnte ich deutschlandweit kostenlos telefonieren. Also
ran an die Firmen in den Arbeitspausen. Es gab schon Muster! Z.B. kann
ich mich an eine Kiste mit rührigen bunt gebundenen STM-Datenbüchern und
einem L296 erinnern. Man, da hatte ich mich gefreut.
> Und nix Bauteile samplen bei denen.
Doch, gab's schon, hab heute noch nie verbaute Relais von CP Clare,
irgendwelche Trafos. Nur halt keine IC, die kosteten damals ja auch
einen Tageslohn.
MaWin schrieb:> Nur halt keine IC, die kosteten damals ja auch> einen Tageslohn.
Du sagst es. Habe gerade mal eine alte Elektor (Juni/77)rausgekramt.
8080a 58.80DM
8255 62DM
C2708-5 248,- DM (1 KByte)
C2704-5 198,- DM (0.5 KByte)
2111 15.40DM
LM324 2.67DM
Quarz 10MHz 10.50 DM
Fuer die EPROMs wohl mehr als einen Tageslohn. Da muste man schon sehr
knapp programmieren.
Also Kinders nix mit MP3 Musik oder Spielfilme ins Flash :-)
Um da einen Spielfilm abzuspeichern (4 GByte) haette man 3,9Mio Stueck
gebraucht. Vom Preis und Stromverbrauch reden wir gar nicht.
Abdul K. schrieb:> Die Opas erzählen mal wieder vom Krieech.
Da haben wir doch frueher auch im gespannt zugehoert.
Da ich keine Opas hatte waren es die Omas.
Oma wie war das frueher ...
Naja. Das macht traurig. Die Fragen die man als Erwachsener hat, kann
man Opa nie stellen.
@8255: Der kostete aber so um die 12DM, nur nachdem einer der großen
Hersteller wegen abgebrannter Fab mal ausfiel, sprang der Preis auf 80+.
Da war es Zeit das Projekt einzustellen. Der Steckplatz blieb leer. Und
daran hatte sich dann auch nichts mehr geändert...
Ich will man On-Topic sein. Ausnahmsweise nehme ich es sogar sehr eng
:-)
Hier ein Consultant, der meine These vom Diplexer sehr ausführlich
vorführt. Hab noch nicht alles gelesen. Kann sein, er nennt es nicht
Diplexer ;-)
Aber er zeigt schonmal, wie man drei Abblockkondensatoren auswählt und
damit bis 200MHz mit 1 Ohm Impedanz abblockt. Und dabei die Resonanzen
der Kondis vermeidet.
Außerdem das höherer ESR besser sein kann und Rs in Reihe auch nett
sind.
Man muß sich leider anmelden für Downloads. Ist aber kostenlos.
http://www.emv.biz/downloads/fachartikel/get/
Abdul K. schrieb:> Kann sein, er nennt es nicht> Diplexer ;-)
Nein - er nennt es "Silent Design".
So habe ich schon vor 15 Jahre erfolgreich meine Designs entkoppelt -
mit 3 .. 5 Kondensatoren, einer Spule und einem Kondensator aus einer
Leiterplattenfläche mit geringem Abstand zwischen VCC und GND. Nicht nur
bis 200 MHz, sondern bis rund 1GHz, abhängig von der Flächengröße.
Ideal: ca. 5 x 5 cm.
Als damals die ersten Erfahrungen vorlagen und 'konventionelle' Designs
noch mit den typischen Problemen kämpften, wurde das innerhalb kurzer
Zeit zur Empfehlung. Ich kann mich nicht erinnern, seither mit
Entkopplungsproblemen kämpfen zu müssen.
Wichtig ist das Verwenden verlustbehafteter Kondensatoren (X7R), was
besonders bei kleinen C-Werten zu Beschaffungsproblemen führen kann. So
typische Werte waren:
- ein Elko oder Tantal im Bereich 5µF für den unteren Frequenzbereich
- Kerkos X7R: 220n, 47n, 10n, 1.5n, 470p und der Flächenkondensator.
Eventuell auch einer weniger.
- Entkopplungsspule 1...10µH
Vorteile:
- mehrere kleine ICs konnten auf der Fläche problemlos mit dem einen
C-Array entkoppelt werden.
- sehr gute Entkopplungsergebnisse, damit auch Vorteile im Bereich EMV,
optimierbar mit der angebotenen Software zur Berechnung der
Kondensatorwerte, so dass sich die Impedanz der Anordnung bis 1GHz unter
1 Ohm bleibt.
Nachteile:
- oftmals erhöhter Lagenbedarf, mit 50µ oder 70µ Abstand zw. VCC und GND
--> Kosten
- firmenweit definierte 'Standardleitblattenaufbauten' meist ungeeignet.
- Flächenkondensator bei BGAs wird gerne zu löchrig wegen der vielen
Vias
- Das o.g. Kondensatorarray sollte in der Mitte der Fläche zu liegen
kommen, oft schwer realisierbar.
- immer das Dilemma zwischen den von Herstellern empfohlene
Entkopplungsverfahren und der eigenen Realisierung, besonders dann, wenn
ein komplexes IC nicht so funktionierte, wie versprochen und dann die
Diskussionen begannen ...
Du bist wohl mit deinem 'Diplexer' auf dem richtigen Weg - aber: es
wurde schon erfunden ... :-)
Herzlichen Dank für deinen Beitrag!
Sieht so aus, als würde man in einem bestimmten Alter immer zur gleichen
Lösung kommen. Die innere Fläche als Entkopplung war mir schon lange
bekannt als unpraktisch, äh teuer. Drum habe ich mich nie näher damit
befasst.
Werde mir noch die anderen seinigen Artikel durchlesen. Offensichtlich
bin ich noch gar nicht an deiner zitierten Stelle angekommen. Eigentlich
hatte ich nach aktiver Terminierung gesucht, bin dann über den Mann
gestolpert. Da liest man das doch gleich mal.
Und ich habe der Sache eben nur einen griffigen Namen gegeben. Mehr
nicht. Sonstige Ansprüche habe ich keine. Da sind einfach nur
Erfahrungswerte, die meist von anderen stammen, die man sammelt und dann
in eine übersichtliche Faustregel gießt.
Lustig ist, das obiger alter Kommentar zur Nichtlinearität von Z5U super
ins Bild paßt. Ich kann mich noch an sehr negative Worte über diesen
Kondensatortyp erinnern. NPO wäre so viel besser. Manchmal, ja.
BTW:
'Erfinden' können Menschen eh nicht wirklich.
Da du offensichtlich einer der Experten bist:
Gibts eigentlich von den Murata Varistor-LCL-Filtern auch noch andere
Hersteller? Ich finde sie genial, aber schlicht zu teuer. Bislang bin
ich nur über normale LCL-Filter gestolpert.
Letztendlich möchte ich auf einen Standardtyp für alle meine normalen
Designs raus. Das das eine suboptimale Lösung ist, ist klar.
>Sieht so aus, als würde man in einem bestimmten Alter immer zur gleichen>Lösung kommen.
Da ich oft gemischt analog digitale Schaltungen habe, behandele ich die
digitalen Chips oft wie analoge und spendiere ihnen die gleiche
Betriebsspannungentkopplung. Ich bekomme die Störungen auf der Masse,
also das kritische gemeinsame Bezugspotential, besonders klein, wenn ich
mit einer durchgehenden Massefläche arbeite, jedem Chip einen eigenen
keramischen High-Cap im 1...10µF-Bereich mit ESR < 0,01R direkt am
Vcc-Pin verpasse und die Versorgungsspannung über einen SMD-Ferrit
zuführe. Diesem ist ein Serienwiderstand von 2,2...4,7R, je nach
Schaltung, beigefügt, um die Resonanz zu bedämpfen und genügend Dämpfung
auch bei niedrigeren Frequenzen bereit zu stellen. Damit können sich
Störungen breitbandig an ohmschen Verlusten totlaufen.
Diesem LRC-Filter an jedem Chip spendiere ich in der Regel noch mal
einen keramischen High-Cap am Eingang, so daß sich dort ein Pi-Filter
ergibt.
Da die Störungen auf den Vcc-Leitungen damit nicht mehr existent sind,
benötige ich kein niederinduktive Vcc-Plane. Damit steht mir bei einer
Vier-Lagen-Platine eine zusätzliche Massefläche zur Verfügung, die die
Störungen auf der Masse noch weiter reduzieren hilft.
Ein weiterer großer Vorteil dieses Verfahrens ist, daß auch die
Masserückströme der Versorgungsströme nicht mehr auf der Massefläche
existent sind. Lediglich die Signalströme zwischen den Chips können
jetzt noch Masserückströme auf der Massefläche erzeugen. Dies bekomme
ich aber durch konsequente räumlich Trennung von analogen und digitalen
Schaltungstteilen in den Griff, notfalls durch Filter in den
Signalleitungen, wie z.B. simple 22...100R Widerstände oder
ausgefuchstere Datenfilter von Murata.
Du siehst, auch ich habe ohmsche Verluste in die Entkopplung eingefügt,
nur an anderer Stelle, weil bei mir die Masse störungsfrei sein muß. Bei
mir stecken sie nicht in den Caps, sondern im LRC-Filter.
Ich habe sehr schlechte Erfahrungen mit der Parallelschaltung von
Entkoppelcaps gemacht. Einige ältere "GHz"-OPamps von MAXIM haben in
ihren Datenblättern folgende Parallelschaltung empfohlen: 2,2µ Tantal,
100n ker., 10n ker. und 470p ker., alles schön in 1206 und größer, weil
es die früher nicht kleiner gab. Diese Schaltungen waren notorisch
instabil. Heute verwende ich zwei identische 2,2µF/0803 keramische
High-Caps parallel und habe nie wieder Probleme gehabt!
Weil ich um die Probleme der Resonanzenstehung bei der Parallelschaltung
unterschiedlicher Caps weiß, würde ich eher nicht Vcc-Planes zur
Entkopplung verwenden. Dies würde nur gehen, wenn ich dieser Kapazität
eine größere, mit erhbelichen Verlusten behaftete parallel schalten
würde. Damit lassen sich aber meiner Meinung nach die Störungen auf der
Massefläche nur bis zu einem bestimmten Grad minimieren. Weit besser
funktioniert mein obiges Verfahren.
Natürlich kann man meine Erkenntnisse nicht so ohne weiteres auf andere
Anwendungsbereiche übertragen. Was gut bei µC, ADC/DAC-Wandlern und
OPamp-Schaltungen funktioniert, mag bei ganz schnellen FPGAs versagen.
Auch würde ich in reinen Analog-Schaltungen niemals so aufwendig
entkopplen. Da reichen oft einfache RC-Filter oder sogar nur Caps.
Interessanter Ansatz. Den werde ich wohl mehrmals lesen müssen. Ich gehe
mal davon aus, du hast das meßtechnisch also praktisch nehrfach
erfolgreich ausprobiert.
