Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Parallelschaltung von 10µF Elko und 100nF Kerko obsolet?!


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von Hannäs (Gast)


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Beiträge hier zu dem Thema sind oft älter als 5 Jahre. Folgende Threads 
finde ich wichtig und dort vor allem die Frequenz-Impedanz-Plots von 
parallel geschalteten Cs:

Beitrag "Low ESL Kondensatoren im 0306 Format"
Beitrag "10uF und 0,1uF parallel nötig?"
Beitrag "Abblockkondensator 1 µF oder 100 nF besser?"

Ich leite daraus mal ein paar moderne Design-Regeln zum wirksameren 
Abblocken ab (solange es nicht in den zig-GHz-Bereich geht):


A) Schalte keine SMD-MLCC mit unterschiedlicher Kapazität parallel.

/Begründung:/ Es entstehen erhebliche Impedanzmaxima zwischen den 
Resonanzfrequenzen der Einzelkondensatoren, die mehr schaden können als 
nützen.


B) Verwende keine Abblock-Kondensatoren kleiner als 100nF.

/Begründung:/ Ein SMD-MLCC gleicher Bauform aber 100facher Kapazität 
(z.B. eines 100pF oder eines 1nF Cs) hat oft sogar eine geringfügig 
kleinere Impedanz oberhalb der Resonanzfrequenz des kleineren Cs und 
blockt daher hohe Frequenzen ähnlich gut wie der kleinere ab, ist aber 
bei allen tieferen Frequenzen etwa um das 100fache besser (z.B. wenn 1nF 
durch 100nF ersetzt werden alles unter 100MHz, siehe z.B. Wikipedia: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Keramikkondensator#Scheinwiderstand_.28Z.29)


C) Wenn es bezogen auf Regel 3) zwingend notwendig ist, daß die 
Impedanz bei Frequenzen im Bereich der höheren Resonanzfrequenz durch 
den größeren Abblock-C nicht sehr viel größer wird, schalte zwei größere 
C parallel.

/Begründung:/ Bei gleichen Kapazitäten entstehen keine neuen 
Impedanzmaxima, sondern die Gesamtimpedanz halbiert sich über den 
gesamten Frequenzbereich.


Fazit für meine Frage: Obwohl des das Problem des zusätzlichen 
Impedanzmaximums bei 10µF-Elko||100nF-SMD-MLCC wegen der hohen Dämpfung 
im Elko nicht gibt, wird die Gesamtimpedanz niedriger, wenn ich statt 
dessen zwei 10µF-X7R-SMD-MLCC mit einer Nennspannung, die etwa der 
doppelten Versorgungsspannung entspricht, parallel schalte:
1. Aufgrund der Spannungsabhängigkeit der Kapazitäten werden sie sich 
nahezu halbieren, so daß die ursprünglich geforderte Kapazität erreicht 
wird.
2. Die Impendanz bei hohen Frequenzen ist durch die Parallelschaltung 
besser als die des 100nF-Cs.
3. Die Impedanz bei niedrigen Frequenzen ist vielfach besser.


Stimmt's oder hab ich recht?

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Hannäs schrieb:
> B) Verwende keine Abblock-Kondensatoren kleiner als 100nF.
Solche "Regeln" sind irreführend, weil sie nicht die Ursache, sondern 
das Ergebnis heutiger Technik postulieren.

Ich schlage eher vor
B) Nimm kleine Kondensatoren. Deren Kapazität ist nachrangig.

> wird die Gesamtimpedanz niedriger, wenn ich statt dessen zwei
> 10µF-X7R-SMD-MLCC mit einer Nennspannung, die etwa der doppelten
> Versorgungsspannung entspricht, parallel schalte:
Das kannst du im Hobbybereich natürlich machen. Dort, wo es auf 
Kosten ankommt, ist die Kombi aus Elko und billigem Kerko immer noch 
"besser"...

von Falk B. (falk)


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Pi mal Daumen stimmt das schon, wenn man es nicht zu dogmatisch auslegt. 
Es wird immer mal Gelegenheiten geben, wo man es doch anders machen muss 
oder kann.

von Falk B. (falk)


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@Lothar Miller (lkmiller) (Moderator)  Benutzerseite

>> B) Verwende keine Abblock-Kondensatoren kleiner als 100nF.
>Solche "Regeln" sind irreführend, weil sie nicht die Ursache, sondern
>das Ergebnis heutiger Technik postulieren.

Nur dann, wenn man keine Begründung liefert.

>Ich schlage eher vor
>B) Nimm kleine Kondensatoren. Deren Kapazität ist nachrangig.

Ergänzung. Nimm Kondensatoren mit kleinen GEHÄUSEN. Also 0805 und 
kleiner.

>Das kannst du im Hobbybereich natürlich machen. Dort, wo es auf
>Kosten ankommt, ist die Kombi aus Elko und billigem Kerko immer noch
>"besser"...

Eben. Wo wir wieder beim Thema "Dogma" wären. Im Hobbybereich bei 
Arduino & Co tun es auch klassisch bedrahtete Kondensatoren, bisweilen 
auch einige cm entfernt vom IC, wenn gleich man sich IMMER bemühen 
sollte, die wirklich NAH (<20mm) an einen IC zu bekommen.

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


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Die Parallelschaltung von Elko und 100 nF macht trotzdem noch Sinn. Der 
Elko ist dabei nicht wegen der Kapazität wichtig, sondern wegen der 
Dämpfung. Wenn man den Elko also ersetzen will, dann eher durch 10 µF 
MLCC und 5 Ohm in Reihe. Der Elko gehört auch nicht mehr Spezifisch zu 
einem IC, sondern eher zum VCC Netz.

So etwa wie mehrmals 100 nF MLCC kann man oft nicht vermeiden, einfach 
wenn man mehr als ein IC hat oder IC mit mehreren VCC pins. Da kann man 
dann die zusätzliche Dämpfung gut gebrauchen - einfach nur eine kleine 
Impedanz recht nicht aus. Eine etwas höhere Impedanz mit Dämpfung ist 
oft besser als ein idealer Kondensator. Da machen dann auch weniger als 
100 nF Sinn, wenn dadurch vermieden wird, dass die Resonanzen aus 
Zuleitung zum IC und Kondensator gerade bei einer Taktfrequenz liegen. 
Das ist aber auch eine Abwägung ob der Kondensator die Versorgung des 
ICs stabil halten soll, oder eine Ausbreitung von Störungen auf die 
Versorgung vermeiden soll.

Die 10 µF MLCC sind immer noch relativ groß - eher so 0805 und größer. 
Ein 100 nF MLCC kann kleiner sein und damit dichter ran ans IC. Schon 
bei TSSOP ist ein Kondensator als 0603 nicht so klein, und 0402 wäre 
ggf. praktischer von Layout.

von Hannäs (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Das kannst du im Hobbybereich natürlich machen. Dort, wo es auf
> Kosten ankommt, ist die Kombi aus Elko und billigem Kerko immer noch
> "besser"...

Das wiederum ist mir zu pauschal. Kosten sind nicht immer nur 
Bauteilkosten, sondern auch Gehäusegröße oder Platinenfläche, 
Teilewechsel beim Bestückungsautomaten, oder Mengenrabatt, ...

Klar gibt es viele Fälle, wo so pauschale Regeln wie meine nicht 
greifen, aber ich habe ja extra versucht, diese auszugrenzen, etwa den 
echten Hochfrequenzbereich, und das Ganze extra auf das Abblocken 
beschränkt (da würde wohl auch noch X5R, X7S, ... reichen).

Mir geht es eben tatsächlich um diese aus meiner heutigen Sicht 
unsägliche Kombi aus 10µF-Elko und 100nF SMD-X7R-MLCC.

Und ja, kleine Bauform ist wichtig: Vielleicht gibt es 10µF-SMD-X7R ja 
mittlerweile auch schon in 0603. Das wäre noch besser.


Ein Traum wäre es, wenn jemand, der es kann, einmal die Impedanzkurve 
von 10µF-Elko||100nF-0805SMD-X7R-MLCC und zwei parallelen 
10µF-0805SMD-X7R-MLCC gegenüberstellen könnte (in den anderen Threads 
hatten das damals Kai Klaas und HildeK gerechnet).

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Lurchi schrieb:
> oder IC mit mehreren VCC pins.
Bei einem brauchbar designten IC treten die Versorgungspins bevorzugt 
paarweise auf. So, dass genau da super ein kleiner Kerko ranpasst...

Falk B. schrieb:
>>> B) Verwende keine Abblock-Kondensatoren kleiner als 100nF.
>> Solche "Regeln" sind irreführend, weil sie nicht die Ursache, sondern
>>>das Ergebnis heutiger Technik postulieren.
>
> Nur dann, wenn man keine Begründung liefert.
Stimmt schon, nur merkt man sich eben letztlich nur den kurzen 
Merksatz, aber eben nicht die lange Kausalkette, die dorthin führte...

von Gerd E. (robberknight)


Angehängte Dateien:

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Mir ist das Problem mit der Parallelschaltung von Kerkos 
unterschiedlicher Kapazität durchaus bekannt.

Dennoch sieht man das explizit von µC-Herstellern in den Datenblättern 
gefordert. Anbei ein Beispiel aus dem Datenblatt vom STM32F303. Dort 
wird 100nF || 4.7µF und 10nF || 1µF, explizit als Kerkos, gefordert.

Da dort keine bestimmten Baugrößen, Dielektrika, Hersteller, etc. 
angegeben sind, glaube ich nicht daß ST in der Lage ist da genau zu 
sagen wie es sich mit den Impedanzsprüngen verhält.

Bisher habe ich mich bei sowas immer an die Anforderungen im Datenblatt 
gehalten und hatte da nie Probleme mit.

Also alles nicht so kritisch oder nur Glück gehabt?

von Hannäs (Gast)


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Meine persönlich Meinung in diesem (und vielen anderen änlich gelagerten 
Fällen): ST weiß natürlich, spätestens aufgrund von langen 
Versuchsreihen), daß eine wesentliche Vergrößerung der Kapazität über 
4.7µF und im anderen Fall über 1µF hinaus keinen wesentlichen Vorteil 
mehr bringt.

Und dann kommt nämlich deren "Faustregel" zum Zug: Schalte zu jedem Elko 
einen KerKo parallel, der mindestens 50 bis 100mal weniger Kapazität 
hat, um die mangelnden Hochfrequenzfähigkeiten des Elkos zu verbessern.

von Hannäs (Gast)


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BZW.: Die andere Faustregel: Jeder Chip bekommt möglichst nahe an den 
Versorgungspins 100nF verpaßt.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Hannäs schrieb:
> Ein Traum wäre es, wenn jemand, der es kann, einmal die Impedanzkurve
> von ... und ... gegenüberstellen könnte
Ja, ein allzuschöner Traum. Denn in der Praxis spielt genau an dieser 
Stelle dann noch die Leiterplatte mit ihren Winkelzügen und 
Nebeneffekten mit rein...

von ... (Gast)


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> wenn gleich man sich IMMER bemühen
> sollte, die wirklich NAH (<20mm) an einen IC zu bekommen.

Ein 47 nF mit je 30 mm Beinchen dran, gibt eine schoene
Resonanz aka Schwingkreis bei ca. 25 MHz.

Ein 100 nF bei ca. 12 MHz.

Kann man mit jedem Dipmeter nachmessen.

Fazit: NAH ist doch was anderes als 20 mm.

von Hannäs (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> in der Praxis spielt genau an dieser
> Stelle dann noch die Leiterplatte mit ihren Winkelzügen und
> Nebeneffekten mit rein...

Erstens das, aber das ist ja bei beiden Schaltungen gleichermaßen ein 
Problem (man könnte es also zunächst vernachlässigen).

Zweitens aber ist die Frage, ob meine Faustregeln in richtung höherer 
Kapazitäten überhaupt beliebig erweiterbar sind, sprich: Ist die 
Impedanz eines 10µF-0805X7R oberhalb der Resonanzfrequenz eines 
1µF-0805X7R (bzw. eines 100nF-0805X7R) überhaupt genauso niedrig und 
kann ihn dann wirklich ersetzen?



Lurchi schrieb:
> Die Parallelschaltung von Elko und 100 nF macht trotzdem noch Sinn. Der
> Elko ist dabei nicht wegen der Kapazität wichtig, sondern wegen der
> Dämpfung.

Die gute Dämpfungseigenschaft eines 10µF-Elko spielt ja nur eine Rolle 
bei Schwingneigung, die ja z.B. erst durch den parallel geschalteten 
100nF-Kerko entsteht und bei 10µF-Kerko voll zu Tragen käme.

von ... (Gast)


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> oberhalb der Resonanzfrequenz

ist ein Schwingkreis eher induktiv.

von Hannäs (Gast)


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... schrieb:
>> oberhalb der Resonanzfrequenz
> ist ein Schwingkreis eher induktiv.

Wenn schon pingeln, dann richtig: mit zunehmender Frequenz zunehmend 
induktiv. Es handelt sich also um eine graduelle, nicht binäre 
Veränderung.

von Hannäs (Gast)


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Kann ich denn niemanden zu diesen Diagrammen bewegen? Das wäre ein so 
schöner Abschluß dieses Threads ...

von Michael B. (laberkopp)


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Hannäs schrieb:
> Ich leite daraus mal ein paar moderne Design-Regeln zum wirksameren
> Abblocken ab

Typischer Fall von: Aus Einzelfallbetrachtung falsche verallgemeinendere 
Schlussfolgerung gezogen

Hannäs schrieb:
> Stimmt's oder hab ich recht?

und sich damit selbst ins Knie geschossen.

Falls man real überhaupt ein Problem mit mangelnder Abblockung hat 
(meist ist das ja blosse Vorsichtsmassnahme), wird man nachmessen müssen 
welche exakten Bauteilexemplare und deren Anordnung auf der Leiterplatte 
das beste Ergebnis bringt.

Eine Parallelschaltung unterschiedlicher Kapazität, der kleinere näher 
dran, ist schon mal schlau.

von Falk B. (falk)


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@... (Gast)

>> wenn gleich man sich IMMER bemühen
>> sollte, die wirklich NAH (<20mm) an einen IC zu bekommen.

>Ein 47 nF mit je 30 mm Beinchen dran, gibt eine schoene
>Resonanz aka Schwingkreis bei ca. 25 MHz.

>Ein 100 nF bei ca. 12 MHz.

Mag sein, aber die meisten Schaltungen auf Ardino-Nivau sind damit 
ausreichend versorgt.

>Fazit: NAH ist doch was anderes als 20 mm.

Dieser Hinweis ist nicht an Profis gerichtet sondern an die Bastler. 
Denn besser einen 100nF Kondensator 20mm entfernt ins Steckbrett stecken 
als ihn vergessen . . . .

von Kondensatormann (Gast)


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> Die 10 µF MLCC sind immer noch relativ groß - eher so 0805 und größer.

also ich habe in meinen Schaltungen mittlerweile 0402 10µF Kondensatoren 
verbaut. Die gehen allerdings nur bis 6,3V

von Michael B. (laberkopp)


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Kondensatormann schrieb:
> also ich habe in meinen Schaltungen mittlerweile 0402 10µF Kondensatoren
> verbaut. Die gehen allerdings nur bis 6,3V

Die haben dann bei 3.3V keine 2uF mehr, und gehen leider häufig mit 
Kurzschluss kaputt.

von ... (Gast)


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> Mag sein, aber die meisten Schaltungen auf Ardino-Nivau sind damit
> ausreichend versorgt.

Bla.
Darum geht es hier:

> Ich leite daraus mal ein paar moderne Design-Regeln zum wirksameren
> Abblocken ab (solange es nicht in den zig-GHz-Bereich geht):


P.S.: Wenn es anspruchsvoll wird fuer die Abblockung, messe ich
die Daempfung der Abblockvorrichtung bis 1 GHz.
Das kann nicht jeder. Daher gibt es Designregeln.
Und NAH sind eben nicht 20 mm.

von Kondensatormann (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Kondensatormann schrieb:
>> also ich habe in meinen Schaltungen mittlerweile 0402 10µF Kondensatoren
>> verbaut. Die gehen allerdings nur bis 6,3V
>
> Die haben dann bei 3.3V keine 2uF mehr, und gehen leider häufig mit
> Kurzschluss kaputt.

Hast du dazu eine Angabe aus einem Datenblatt?

von Thomas S. (thom45)


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Falk B. schrieb:

> Eben. Wo wir wieder beim Thema "Dogma" wären. Im Hobbybereich bei
> Arduino & Co tun es auch klassisch bedrahtete Kondensatoren, bisweilen
> auch einige cm entfernt vom IC, wenn gleich man sich IMMER bemühen
> sollte, die wirklich NAH (<20mm) an einen IC zu bekommen.

Zum Thema "klassisch bedrahtete Kondensatoren":

Da ich bereits 7 Jahrzehnte auf dem Buckel habe, kannte ich kaum etwas 
anderes. Ganz selten kam es vor, dass ich ein SMD-IC verwenden musste. 
Ein Beispiel ist der PLL-IC MC145145 von Motorola, den es heute glaub 
gar nicht mehr gibt, aber ein interessantes IC war, um 
Frequenzsynthesizers zu realisieren.

Zurück zum Thema: Die Faustregel - Elkos 10 bis 100µF pro Platine und 
100nF-Kerkos direkt an den IC-Anschlüssen - hat sich in meinen 
Anwendungen stets bestens bewährt.

Welche Bauteile kamen da in der Regel zum Einsatz?
DIGITAL: Ursprünglich TTL, dann 40xxx-CMOS- und 74HC(T)xxx-ICs.
ANALOG:  Opamps (UGBW bis 10 MHz) und anderes im etwa selben
         Frequenzbereich.

Es mag auch Ausnahmen geben, wo ein ausreichend kapazitiver Elko in die 
Nähe des IC bschaltet werden muss, wie dies beim NE555 der Fall ist, 
weil dieser im Umschaltmoment in der Endstufe einen hohen Spitzenstrom 
zieht, was bei den CMOS-Varianten LMC555 oder TLC555 nicht der Fall ist.

Wer sich dafür interessiert, diese spezielle Problematik ist hier 
ausführlich beschrieben:
  "LMC555 (CMOS) im Vergleich mit NE555 (bipolar)"
     http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/test555.htm

Dass eine solche Faustregel bei den heutigen modernen digitalen und 
analogen Schaltungen mit teils extrem hohen Flankensteilheiten und sehr 
hohen Frequenzen keine Gültigkeit mehr haben kann, leuchtet ohne Wenn 
und Aber ein.

Was hat ein Dogma eigentlich in der Technik oder sogar in der Physik 
verloren? Gar nichts. Leider sieht grad da die Realität ganz anders aus. 
Aber dies wäre ein Riesen OT-Thema für sich. :-)

Gruss
Thomas

von Hannäs (Gast)


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Thomas, der NE555 (bipolar) paßt aber genau als Beispiel, wo man 
zugunsten zweier 10µF-0805X7R auf den 10µF-Elko verzichtet und eine noch 
höhere Unterdrückung der Störung durch den Umschaltstrom bekommt.

Typischerweise ist das alles tatsächlich nicht monströs kritisch, aber 
wenn man analog und digital zusammenbringen muß, wie an einem 
A/D-Wandler, dann kostet jede schlechte Abblockung bis zu ein paar dB 
THD+N

von Timmo H. (masterfx)


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Kondensatormann schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Kondensatormann schrieb:
>>> also ich habe in meinen Schaltungen mittlerweile 0402 10µF Kondensatoren
>>> verbaut. Die gehen allerdings nur bis 6,3V
>>
>> Die haben dann bei 3.3V keine 2uF mehr, und gehen leider häufig mit
>> Kurzschluss kaputt.
>
> Hast du dazu eine Angabe aus einem Datenblatt?
Je kleiner die Bauform und je größer die Kapazität umso stärker ist der 
Effekt des "Voltage Deratings". Fast alle namenhaften Hersteller haben 
dazu Appnotes.
http://www.vishay.com/docs/40144/capchange.pdf
http://www.niccomp.com/help/VoltageCoefficientofCapacitors-032012-R1.pdf

Einfach mal nach MLCC voltage derating oder ceramic capacitor voltage 
coefficient suchen

: Bearbeitet durch User
von W.S. (Gast)


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Thomas S. schrieb:
> Was hat ein Dogma eigentlich in der Technik oder sogar in der Physik
> verloren? Gar nichts.

Nanana.. Dogma = Lehrsatz mit absoluter Gültigkeit

Also Dogmen im eigentlichen Sinn gibt es auch in der Technik zuhauf: 
Angefangen beim Ohmschen Gesetz, was wohl noch keiner zu übertreten 
geschafft hat bis hin zu "Fast-Dogmen", z.B. welche Materialien man 
unter welchen Bedingungen wo einsetzen kann, was wohl schon viele 
mißachtet haben und sich ein halbes Jahr später gewundert, warum das 
Ding nicht mehr geht. Das erste nennt sich Naturgesetz und das zweite 
Erfahrungsschatz.

zum Thema:
Meine Erfahrungen zu Elko+Kerko sehen so aus, daß ich Elkos weitgehend 
abgeschafft habe - auch Tantal-Elkos. Die modernen Keramischen sind 
heutzutage bereits so gut und hochkapazitiv und billig, daß man auf 
Elkos weitgehend verzichten kann. Und nochwas: Der Unterschied zwischen 
einem klassischen bedrahteten Kerko und seinem SMD-Bruder ist im nF..µF 
Bereich enorm: die bedrahteten haben ne grottenschlechte Güte im 
Vergleich zu SMD. Dies zur Elko+Kerko-Historie.


Es ist bei normalen Schaltungen außerhalb der Gigahertz-Szene im übrigen 
nicht gar so dramatisch mit den Abständen der Abblock-Kondensatoren von 
den Versorgungspins der IC's. Viel wichtiger ist eine gute Massefläche, 
so daß dort keine parasitären "Laufzeit-Oszillatoren" auftreten.

W.S.

von Thomas S. (thom45)


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Hannäs schrieb:
> Thomas, der NE555 (bipolar) paßt aber genau als Beispiel, wo man
> zugunsten zweier 10µF-0805X7R auf den 10µF-Elko verzichtet und eine noch
> höhere Unterdrückung der Störung durch den Umschaltstrom bekommt.

> Typischerweise ist das alles tatsächlich nicht monströs kritisch, aber
> wenn man analog und digital zusammenbringen muß, wie an einem
> A/D-Wandler, dann kostet jede schlechte Abblockung bis zu ein paar dB
> THD+N

Da hast Du wohl recht. Ich muss da noch ergänzend erwähnen, dass ich bei 
solcher NE555-Schaltung immer auch noch einen 100nF-Kerko perallel 
geschaltet habe. Dies ganz einfach deswegen, dass man auch bei höheren 
Frequenzanteilen auch eine niedrige Impedanz (Kapazitanz) bekommt, 
vorausgesetzt natürlich, man manövriert sich nicht in eine 
Resonanzstelle...

Es kann ja dieser Fall eintreten, weil der Elko eine gewisse parasitäre 
Induktivität aufweist. Das ist aber eher krisch bei kleinen 
Kerko-Kapaziten, so im nF-Bereich und weniger.

Da ich diesen 10µF-0805X7R nicht kenne, habe ich grad mal bei FARNELL 
nachgeguckt. Er ist sehr preiswert (geworden). Ich erinnere mich noch, 
dass schätzometrisch vor knapp 10 Jahren ein 10µF-Kerko einige Euronen 
kostete.

Hier der Link:
  http://de.farnell.com/kemet/c0805c106k8ractu/kondensator-mlcc-x7r-10uf-10v/dp/2118132

Gruss
Thomas

von Timmo H. (masterfx)


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Thomas S. schrieb:
> Da ich diesen 10µF-0805X7R nicht kenne, habe ich grad mal bei FARNELL
> nachgeguckt. Er ist sehr preiswert (geworden). Ich erinnere mich noch,
> dass schätzometrisch vor knapp 10 Jahren ein 10µF-Kerko einige Euronen
> kostete.
>
> Hier der Link:
> 
http://de.farnell.com/kemet/c0805c106k8ractu/kondensator-mlcc-x7r-10uf-10v/dp/2118132

Das ist aber teuer. Geht auch für unter 10 cent:
http://www.mouser.de/ProductDetail/AVX/08056D106MAT2A/?qs=sGAEpiMZZMsh%252b1woXyUXj2dGweKQCke5ITXzEou4prs%3d
http://www.mouser.de/ProductDetail/Vishay-Vitramon/VJ0805G106KXQTW1BC/?qs=sGAEpiMZZMsh%252b1woXyUXj%2fwL1ZbFzsfSzNi6t4f4gb4%3d

Für < 30 Cent gibts schon 100µF mit 6,3V in 1206. Aber wie gesagt sollte 
man das Derating beachten und die Dinger sind auch nicht gerade 
unempfindlich, die Ausfallraten sind relativ hoch.

von Peter D. (peda)


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W.S. schrieb:
> Meine Erfahrungen zu Elko+Kerko sehen so aus, daß ich Elkos weitgehend
> abgeschafft habe - auch Tantal-Elkos. Die modernen Keramischen sind
> heutzutage bereits so gut und hochkapazitiv und billig, daß man auf
> Elkos weitgehend verzichten kann.

Ich bin auch dabei, in neuen Schaltungen Elkos und Tantal 
rauszuschmeißen.
Die Längsregler kriegen auf beiden Seiten einen 10µF Keramik und der 
100nF entfällt.

von Thomas S. (thom45)


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W.S. schrieb:
> Thomas S. schrieb:
>> Was hat ein Dogma eigentlich in der Technik oder sogar in der Physik
>> verloren? Gar nichts.
>
> Nanana.. Dogma = Lehrsatz mit absoluter Gültigkeit
>
> Also Dogmen im eigentlichen Sinn gibt es auch in der Technik zuhauf:
> Angefangen beim Ohmschen Gesetz, was wohl noch keiner zu übertreten
> geschafft hat bis hin zu "Fast-Dogmen", z.B. welche Materialien man
> unter welchen Bedingungen wo einsetzen kann, was wohl schon viele
> mißachtet haben und sich ein halbes Jahr später gewundert, warum das
> Ding nicht mehr geht. Das erste nennt sich Naturgesetz und das zweite
> Erfahrungsschatz.

<OT: Dogma>
Wenn man über Dogma in Bezug auf die sogenannten Geisteswissenschaften 
liest, sieht die Erläuterung schon etwas differenzierter aus und damit 
ist auch dessen Inhalt nicht ganz so einfach. Es geht dabei viel mehr 
darum, dass reine Glaubensinhalte Dogmen sind und um diese zu schützen 
sind Apologethen zur Stelle, deren Aufgabe darin besteht, die Diskrepanz 
zwischen den Glaubensinhalten (in der Regel Irrlehren) und 
wissenschaftlichen Inhalten zu reduzieren. Das geht eine Zeitlang gut, 
bis zum Moment wo die Apologethen das Handtuch schmeissen. Das passierte 
vor wenigen Jahrzehnten als IL PAPA in Rom (zähneknirrschend) zugeben 
musste, dass Evolution Tatsache ist. Wobei dies überhaupt nicht 
bedeutet, dass irgend eine Evolutionslehre absuolut recht hat. 
Keineswegs. Es gibt nirgnds etwas Absolutes.
</OT: Dogma>

> zum Thema:
> Meine Erfahrungen zu Elko+Kerko sehen so aus, daß ich Elkos weitgehend
> abgeschafft habe - auch Tantal-Elkos.

Das würde ich auch machen, wenn ich Neues realisieren würde. Beachte das 
Alter das ich anderer Stelle angedeutet habe. :-)

> Die modernen Keramischen sind
> heutzutage bereits so gut und hochkapazitiv und billig, daß man auf
> Elkos weitgehend verzichten kann.

Auch wenn es bei mir nicht mehr zur Anwendung kommt, so weiss ich 
solches selbstverständlich. Keine neuen Projekte, heisst jat nicht keine 
Weiterbildung.

> Und nochwas: Der Unterschied zwischen
> einem klassischen bedrahteten Kerko und seinem SMD-Bruder ist im nF..µF
> Bereich enorm: die bedrahteten haben ne grottenschlechte Güte im
> Vergleich zu SMD.

Das ist auch klar.

> Dies zur Elko+Kerko-Historie.

Dies ist richtig. Meine meine eigene Erfahrung ist anders und warum das 
so ist, habe ich bereits erwähnt. Die hätte auch anders sein können, was 
man aus dem Erwähnten ableiten kann.

> Es ist bei normalen Schaltungen außerhalb der Gigahertz-Szene im übrigen
> nicht gar so dramatisch mit den Abständen der Abblock-Kondensatoren von
> den Versorgungspins der IC's.

Doch. Wenn man z.B. HCMOS-PLL-Schaltungen realisiert, habe ich die 
Erfahrung gemacht, dass es trotz guter GND-Fläche wichtig sein kann.

> Viel wichtiger ist eine gute Massefläche, so daß dort keine parasitären > 
"Laufzeit-Oszillatoren" auftreten.

Und GND-Loops lassen grüssen... :-)

Gruss
Thomas

von Thomas S. (thom45)


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Peter D. schrieb:

> Ich bin auch dabei, in neuen Schaltungen Elkos und Tantal
> rauszuschmeißen.

Ganz besonders Tantal. Die bieten immer das Problem kurzschliessenden 
Ausfalls. Meist gleich beim Einschalten, wenn der Quellwiderstand 
besonders niederohmig ist und die Nennspannung in der Nähe der 
Betriebsspannung liegt. Ist die Nennspannung des Tantalelko deutlich 
höher, also z.B. ein 35V-Typ mit einer Spannung von +15VDC, ist das 
Kaputtrisiko deutlich geringer. :-)

> Die Längsregler kriegen auf beiden Seiten einen 10µF Keramik und der
> 100nF entfällt.

Das ist vernünftig.

Gruss
Thomas

von Paul B. (paul_baumann)


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Thomas S. schrieb:
> Ganz besonders Tantal. Die bieten immer das Problem kurzschliessenden
> Ausfalls. Meist gleich beim Einschalten, wenn der Quellwiderstand
> besonders niederohmig ist und die Nennspannung in der Nähe der
> Betriebsspannung liegt.

Vollkommen richtig.
Als ich das Gleiche vor ein paar Tagen in einem anderen Thread sagte, 
bekam ich noch mächtig Eine vor die Badehose.

MfG Paul

von Thomas S. (thom45)


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Timmo H. schrieb:

> Für < 30 Cent gibts schon 100µF mit 6,3V in 1206. Aber wie gesagt sollte
> man das Derating beachten und die Dinger sind auch nicht gerade
> unempfindlich, die Ausfallraten sind relativ hoch.

So günstig für 100µF? Das habe ich noch nicht mitgekriegt.

Es macht zwar wenig Sinn, trotzdem wie sieht es bei Kerkos mit der 
Rippelstromfetsigkeit aus...?

> und die Dinger sind auch nicht gerade
> unempfindlich, die Ausfallraten sind relativ hoch.

In welcher Weise? Mechanisch, wegen der hohen Brüchigkeit des Materials?

Gruss
Thomas

von Thomas S. (thom45)


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Paul B. schrieb:
> Thomas S. schrieb:
>> Ganz besonders Tantal. Die bieten immer das Problem kurzschliessenden
>> Ausfalls. Meist gleich beim Einschalten, wenn der Quellwiderstand
>> besonders niederohmig ist und die Nennspannung in der Nähe der
>> Betriebsspannung liegt.
>
> Vollkommen richtig.
> Als ich das Gleiche vor ein paar Tagen in einem anderen Thread sagte,
> bekam ich noch mächtig eine vor die Badehose.

Ja und gab es denn für diesen Badehosenklapf wenigsten eine Begründung?

Ach nimm diesen Deppen doch einfach nicht ernst. Er hat noch nicht 
begriffen, dass man sich in einem heutigen neuzeitlicheren Forum 
anständiger und gepflegter ausdrückt, als damals im UseNet. Wobei das 
UseNet in den Nicht-Fachnewsgruppen vollkommen an Niveau verloren hat. 
Man könnte diesen Seich längst umweltschonend entsorgen.

Es gibt noch einen andern, fuer mich persönlich noch gewichtigeren 
Grund, auf Tantal-Elkos zu verzichten: Tantal gehört zu den seltenen 
Erden.

Gruss
Thomas

von Timmo H. (masterfx)


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Thomas S. schrieb:
>> und die Dinger sind auch nicht gerade
>> unempfindlich, die Ausfallraten sind relativ hoch.
>
> In welcher Weise? Mechanisch, wegen der hohen Brüchigkeit des Materials?
Das auch. Mechanischer Stress (z.B. falsche Ausrichtung und Abstand zum 
Platinenrand, Reflowprozess...) kann Microcracks verursachen, das ist ja 
bekannt. Für mechanisch mehr beanspruchte MLCCs gibt es ja auch extra 
welche mit Flex Termination z.B. von Kemet.
Es gibt aber auch Defekte die bereits während des Fertigungsprozesses 
entstehen. Auch bei denen die zunächst in Ordnung scheinen und auch 
ordnungsgemäß behandelt wurden können im Laufe der Zeit erhöhte 
Leckströme auftreten, was zwar in vielen Anwendungsfällen meist nicht so 
dramatisch ist, aber diese "vorbelasten" MLCCs fallen dann auch nach > 
1000 Stunden gerne mal aus.
Das Problem ist, dass man es vorher nicht feststellen kann. Erst nach 
ein paar Dutzend Betriebsstunden sieht man erst, dass der Leckstrom 
größer ist als im Datenblatt angegeben.
https://nepp.nasa.gov/files/24303/CARTS2013_Liu_FailureAnalysis.pdf

von Thomas S. (thom45)


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Hannäs schrieb:

> Typischerweise ist das alles tatsächlich nicht monströs kritisch, aber
> wenn man analog und digital zusammenbringen muß, wie an einem
> A/D-Wandler, dann kostet jede schlechte Abblockung bis zu ein paar dB
> THD+N

Ein paar dB? Bei welcher Resolution, falls Du das noch weisst?

Ich hatte in der Vergangenheit nur mit 8 und 12 Bit Auflösungen zu tun.

Gruss
Thomas

von Hannäs (Gast)


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Bei Audio muß man sich heutzutage mit 16 Bit ja fast schon schämen, 
dabei ist es auch da immer wieder eine Herausforderung, den Wandler 
selbst bei -80dB und weniger rauschen zu lassen.

von Possetitjel (Gast)


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W.S. schrieb:

> Die modernen Keramischen sind heutzutage bereits so gut
> und hochkapazitiv und billig, daß man auf Elkos weitgehend
> verzichten kann.

Man kann - aber warum sollte man?

Die Technik hochkapazitiver Kerkos entwickelt sich seit Jahren
ziemlich dynamisch. Das bedeutet im Umkehrschluss: Die Technik
ist alles andere als ausgereift, und man bewegt sich ständig
an der Grenze des Machbaren.

von Hannäs (Gast)


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Ich meine natürlich peak und nicht A-bewertet o.ä. -84dB entspricht dann 
nämlich +-2 Digit.

Aber wir sind jetzt wirklich (wie immer hier?!) ganz weit weg vom Thema.

Und ich bin ganz traurig, daß niemand sich ein Herz genommen hat und:

Hannäs schrieb:
> einmal die Impedanzkurve
> von 10µF-Elko||100nF-0805SMD-X7R-MLCC und zwei parallelen
> 10µF-0805SMD-X7R-MLCC gegenüberstellen könnte (in den anderen Threads
> hatten das damals Kai Klaas und HildeK gerechnet).

von Arc N. (arc)


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Timmo H. schrieb:
> Thomas S. schrieb:
>> Da ich diesen 10µF-0805X7R nicht kenne, habe ich grad mal bei FARNELL
>> nachgeguckt. Er ist sehr preiswert (geworden). Ich erinnere mich noch,
>> dass schätzometrisch vor knapp 10 Jahren ein 10µF-Kerko einige Euronen
>> kostete.
>>
>> Hier der Link:
>>
> 
http://de.farnell.com/kemet/c0805c106k8ractu/kondensator-mlcc-x7r-10uf-10v/dp/2118132
>
> Das ist aber teuer. Geht auch für unter 10 cent:
> 
http://www.mouser.de/ProductDetail/AVX/08056D106MAT2A/?qs=sGAEpiMZZMsh%252b1woXyUXj2dGweKQCke5ITXzEou4prs%3d
> 
http://www.mouser.de/ProductDetail/Vishay-Vitramon/VJ0805G106KXQTW1BC/?qs=sGAEpiMZZMsh%252b1woXyUXj%2fwL1ZbFzsfSzNi6t4f4gb4%3d
>
> Für < 30 Cent gibts schon 100µF mit 6,3V in 1206. Aber wie gesagt sollte
> man das Derating beachten und die Dinger sind auch nicht gerade
> unempfindlich, die Ausfallraten sind relativ hoch.

Ausfallraten verglichen mit was und weshalb?

Die üblichen Ausfallgründe sind afaik mehr oder weniger unabhängig vom 
SMD-Keramiktyp und dessen Baugröße:
- Herstellungsfehler
- Schäden durch Korrosion bspw. durch Flußmittelreste etc.
- Schäden durch Ultraschallreinigung (Abhängig von der Leistung und 
Frequenz)
- Schäden aufgrund thermischen Stresses u.a. beim Löten, aber auch I²R
- Schäden durch elektrischen Stress (Überspannung, I²R)
- Schäden durch mechanischen Stress (während des Betriebs durch 
Vibration, Verbiegungen etc, thermischen Schock nach dem Löten/im 
Betrieb, beim Trennen der Platinen vom Panel usw.)

I²R, Überspannung -> passende Auslegung der Kondensatoren.
Mechanischer Stress u.a. Platzierung der Kondensatoren auf dem Board, 
Kondensatoren mit "geeigneterem" Aufbau (Soft/Flexible Termination, 
conductive Resin, Floating Electrode und was sich die Hersteller da 
sonst noch so alles haben einfallen lassen)

Zu dem NASA-Paper: 
https://nepp.nasa.gov/files/24303/CARTS2013_Liu_FailureAnalysis.pdf

"The capacitor is 0.56 μF and 16V, with an EIA chip size of 0805"
getestet wurde mit/bei 140 V bis 180 V und 155 °C bis 175 °C...

: Bearbeitet durch User
von Jörg E. (jackfritt)


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Paul B. schrieb:
> Thomas S. schrieb:
>> Ganz besonders Tantal. Die bieten immer das Problem kurzschliessenden
>> Ausfalls. Meist gleich beim Einschalten, wenn der Quellwiderstand
>> besonders niederohmig ist und die Nennspannung in der Nähe der
>> Betriebsspannung liegt.
>
> Vollkommen richtig.
> Als ich das Gleiche vor ein paar Tagen in einem anderen Thread sagte,
> bekam ich noch mächtig Eine vor die Badehose.

Wohl eher wegen der Badehose ?

von Paul B. (paul_baumann)


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Jörg E. schrieb:
> Wohl eher wegen der Badehose ?

Das wäre mal eine Idee: Eine Badehose mit lauter Schaltzeichen als 
Muster drauf.

MfG Paul

von Thomas S. (thom45)


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Paul B. schrieb:
> Jörg E. schrieb:
>> Wohl eher wegen der Badehose ?
>
> Das wäre mal eine Idee: Eine Badehose mit lauter Schaltzeichen als
> Muster drauf.

Oder eine Badehose für Elektronik-Nostalgiker mit vielen schön glühenden 
Radioröhren drauf.

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