Durchfürhungskondensatoren, Praxistest, bspw. EMIFIL/ Murata

[Boris O. (bohnsorg)]

Ich hadere ein wenig mit dem Fortschritt, genauer den sog. 
Durchführungskondensatoren. Bspw. wirbt Murata mit schier unschlagbaren 
Vorteilen wie Platzersparnis und echter Wunderwirkung bei der 
Unterdrückung von Störsignalen (vgl. 
http://www.murata.com/en-us/products/emc/emifil/chip/effect).

Kann jemand mit reichlich Praxiserfahrung beim Einsatz solcher 
»Spezialbauteile« ein wenig vom Zauber nehmen oder wirkt das wirklich so 
viel besser?

Der Problemkreis sind handelsübliche 8/32bit-Mikroprozessoren, weniger 
als 30MHz Takt, trockene Wohnräume (=keine Autoumgebung) und ein 
zeitgemäßer Schnittstelleneinsatz, d.h. USB 2.0. Bisher greife ich da in 
den Handapparat und entstöre die Stromversorgung über (Chip-)Ferrit, 
Stützkondensator (X7R), entkoppele AGND/ AVCC zusätzlich (selbes 
Muster). Schnittstellen wie USB schütze ich bspw. über die Würth-Serie 
(TVS-Dioden-Array in den Datenleitungen, stromkompensierte Drossel für 
Stromversorgung). Dafür werde ich schon immer als paranoid bezeichnet. 
In Summa macht das 7-13 (Standard-)Bauteile je Platine/ Schaltung.

Glaube ich den Werbebotschaften, kann ich – bis auf die TVS-Dioden – 
alles mit dem Wunderdreifuß abfrühstücken. Das kostet mich aber alle 
Standard-Footprints und ich binde mich an einen Hersteller. Der 
Vergleich mit einer Parallelschaltung aus 10x100n MLCC in 1210 macht 
mich skeptisch. Der Hersteller verspricht 4-fach höhere Dämpfung als 
Stützkondensatoren und verteilt dafür mehr oder weniger günstig 4 MLCCs 
auf einer Platine.

[Oma (Gast)]

Das haben wir immer so gemacht.

[Clemens L. (c_l)]

Boris O. schrieb:
> Glaube ich den Werbebotschaften, kann ich – bis auf die TVS-Dioden –
> alles mit dem Wunderdreifuß abfrühstücken.

Der einzige Unterschied zwischen dem Dreibeiner und einem normalen 
Kondensator ist die geringere parasitäre Induktivität. Wenn du mehrere 
parallele Abblockkondensatoren einsetzt, um einen breiteren 
Frequenzbereich abzudecken, dann sparst du mit dem Dreibeiner Platz. Und 
das war's auch schon.

Siehe 
http://www.murata.com/products/emiconfun/emc/2011/09/28/en-20110928-p1 
und 
http://www.murata.com/products/emiconfun/emc/2013/12/16/en-20131216-p1.

> ich binde mich an einen Hersteller

Es gibt auch andere Hersteller: 
https://www.digikey.de/products/de/flotte-dreier/845

[Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)]

Der Takt ist bei Digitalsignalen nicht entscheidend. Entscheidend ist 
die Flankensteilheit. 10MHz in Pikosekunden herumgerissen stellen einen 
höheren Schaden an als 100MHz Sinus.
Bei Parallelschaltung von Kondensatoren kann sich dank dem induktiven 
Anteil des größten Cs ein Resonnanzkreis ausbilden. Sowas willst du auch 
nicht.

[Boris O. (bohnsorg)]

Murata war nur ein Beispiel und der 0805-Footprint mit mittlerem Kontakt 
für GND ist auch nicht so sonderbar. Bisher habe ich selten bis nie 
unter dem 0805-Stützkondensator Signale geführt.

Michael X. schrieb:
> Entscheidend ist
> die Flankensteilheit.
Ich grenzte damit nur den Anwendungsbereich ein, um nicht 
GHz-Problematik von PC-Mainboards mit hineinzuziehen. Dennoch ist der 
Einwand wichtig.

Michael X. schrieb:
> Bei Parallelschaltung von Kondensatoren…
Das war auch ein Grund für meine Skepsis, da die gezeigte Schaltung 4 
Stützkondensatoren im Karree natürlich mit induktivem Belag der 
Zuleitungen anordnet. Das kann man gut aber auch falsch machen. 
4-Lagen-Platinen mit separater GND- und VCC-Fläche mit reichlich Dukos 
für 32bit-Prozessoren sind ja bzgl. des Routings/ der VCC/GND-Anbindung 
ein anderes Kaliber als ein ATMega328P im 32er TQFP.

Oma schrieb:
> Das haben wir immer so gemacht.

Was genau, mit dem Fortschritt gehadert, TVS-Dioden eingesetzt, Stütz- 
gegen Durchführungskondensatoren ersetzt? Meiner Meinung nach war das 
Jahr der Tischuhren aus Bronze eine Teilmenge von »immer« und da gabs 
noch keine Lötpaste, geschweige denn irgendetwas in 0805-Gehäuse. Lohnt 
es sich für dich noch, das weiter auszuführen oder ist das für dich wie 
ein Planet voller Hunde?

[Ing (Gast)]

Achtung, - besonders bei den langen Gehäuseformen der Entstörbauteile 
sind diese für mechanischen Beinflussungen und Mikrorisse anfällig. 
Selbst schon erlebt...

[Ralph B. (rberres)]

Ich würde die Durchührungskondensatoren immer auf der Leiterbahnebene 
setzen, welche auch die Massefläche ist. Vorteil sind folgende.

1. Der Masseanschluss muss nicht erst über eine Durchkontaktierung mit 
Masse verbunden werden. Somit fehlt die Induktivität deer 
Durchkontaktierung.

2. Die Induktivitäten einer Durchkontaktierung im Signalweg addiert sich 
noch zu der Induktivität der Anschlüsse des Durchführungskondensators. 
Die Abblockwirkung funktioniert dann noch bei höheren Frequenzen.

Die Induktivtät einer Durchkontaktierung sollte man nicht unterschätzen. 
Wenn diese in Reihe zum Massenaschlus des Durchführungskondensators 
liegt, wird die Sperrdämpfung drastisch verringert.


Wenn man eine Baugruppe in ein HF-dichtes Weisblechgehäuse löten will, 
gibt es Durchführungskondensatoren welches direkt in das 
Weisblechgehäuse gelötet werden kann. Dann muss die Massefläche der 
Platine aber rundum imt dem Weisblechgehäuse verlötet sein.

So mache ich das in Baugruppen, welche hohe Frequenzen verarbeiten.

Bei kritischen Anwendungen kann man Boden und Deckel noch so mit dem 
Gehäuse elektrisch verbinden das die Gehäuse quasi Wasserdicht sind.

Ralph Berres