Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Tantal Polymer Kondenatoren


von Klaus R. (klara)


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Hallo,
ich suche nach Tantal Polymer Kondensatoren mit einer Resonanzfrequenz 
über 1 MHz. Ich möchte in einem Filter einen Kondensator mit ca. 3 MHz 
Resonanz einsetzen. Kerkos scheiden hier leider wegen Mirofonie aus.
Bei Anbietern wie Würth oder Kemet ist bei über 1 MHz nichts mehr 
zufinden.
mfg Klaus

von H. H. (hhinz)


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Kapazität und Spannungsfestigkeit?

von Lothar (Firma: HZB) (analog_art)


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Der Kondensator soll diese Resoanzfrequenz haben oder das Filter?

Ein Schaltplan ist IMMER hilfreich - bitte unbedingt einstellen!
Zumindest den jetzigen Stand der Gedanken. Auch mit Quelle und Last und 
deren Impedanzen.

Und wie kommst Du darauf, das es ein Tantal Polymer sein muss?
(Gepoltes Bauteil)

Wie wäre es mit ungepolten Folienkondensatoren?

von Mark S. (voltwide)


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Klaus R. schrieb:
> Kerkos scheiden hier leider wegen Mirofonie aus.
Du meinst MLCCs. Kerkos mit NPO/COG Dielektrikum können kaum gemeint 
sein.
Ansonsten haben alle Kondensatoren eine gewisse bauartbedingfte 
Eigeninduktivität, die die Eigenresonanz bestimmen. Und diese fällt dann 
natürgemäß zu höheren Kapazitätswerten.
Also mal Butter bei de Fische: Welcher Kapazitätswert soll es denn 
werden?

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7982710 wurde vom Autor gelöscht.
von Klaus R. (klara)


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Lothar schrieb:
> Ein Schaltplan ist IMMER hilfreich - bitte unbedingt einstellen!

Für einen FPGA gibt es eine Empfehlung für die Siebung der
Hauptversorgung mit 0,95V und 1A: 1x330µF 4x4,7µF 8x470µF.
Ich habe da mal Kerkos mit 6,3V ausgesucht. Ich simuliere mit 1 Ohm
Quellenwiderstand und 1 Ohm Lastwiderstand.

Auf den 1 Ohm Lastwiderstand komme ich gemäß 0,95V/1A. Aber beide
Widerstände müssen ja nicht exakt der Realität entsprechen. Ich will ja
nur einen Referenzverlauf zum Vergleich haben.

Eigentlich hat mich die Empfehlung etwas verwundert. Der FPGA arbeitet
mit bis zu 200 MHz bis 300 MHz. Der Referenz - Frequenzgang von OUT1 ist
in Farbe Grün dargestellt. Die Kerkos mit 470 nF und 14 KHz Resonanz
sind nicht in der Lage den Frequenzbereich von 100 MHz bis 1 GHz
genügend zu dämpfen.

Ich bin letztlich zum Schluss gekommen, daß der Entwickler
offensichtlich nur die Anforderungen des FPGA im Sinne hatte. Und der
Rest ist wohl eher Sache des Anwenders.

Könnt ihr mir da zustimmen?

Für mich gibt es die Vorgabe, daß Kerkos erst <= 1 µF zu verwenden sind.
Es muß unbedingt Mikrofonie vermieden werden. Leider gibt es dazu keine
konkreten Messwerte. Aber so ist es eben.

Das Filter ist ja recht niederohmig. Tantal Kondensatoren kommen erst
gar nicht infrage. Dessen Impedanz bei Resonanz kommt nicht unter 100
mOhm.
Aber es gibt ja Aluminium-Polymer-Kondensatoren. Der Begriff
Tantal-Polymer taucht auch manchmal auf.

Würth stellt unter RedExpert eine wirklich gute Auswahlmöglichkeit zur
Verfügung. Kemet und Murata liefern auch Diagramme, aber der Vergleich
ist dort umständlicher und nicht so elegant.

Na gut, Ich mußte feststellen, die Polymer Kondensatoren haben
bestenfalls Resonanzen bis 1 MHz. Wenn ich dann mit 1 µF Kerkos anfange,
habe ich ein großen Dämpfungseinbruch im Bereich von 2 MHz bis 5 MHz.
Die niedrigste 1 µF Resonanz liegt erst um die 8 MHz. Und dann ist noch
die Bandbreite der Filterwirkung schmaler als bei etwas höheren
Resonanzen.

Dabei wäre, wie im Referenzfilter, ein 4,7 µF Kerko mit 3,5 MHz Resonanz
schon optimal. Ich habe mal alternativ ein 2,2 µF mit 3,9 MHz Resonanz
gewählt. Das sieht eigentlich schon gut aus.

Die Frage ist, gibt es Kondensatoren mit Resonanzfrequenzen im Bereich
von 3 MHz bis 4 MHz ohne Mikrofonie? Folienkondensatoren scheiden
natürlich wegen der Größe aus. Es steht eben nicht viel Platz zur
Verfügung.

Noch ein Zusatz, der Dämpfungsverlauf von OUT2 in Farbe Rot ist nur eine
vorläufige Studie. Das geht natürlich besser.
mfg Klaus

von Wastl (hartundweichware)


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Mikrofonie am FPGA .....

...... die Goldohren lassen grüssen.

Gibt's eigentlich ein Pendant zu "Goldohren" in der Elektronik?

von H. H. (hhinz)


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Klaus R. schrieb:
> Für mich gibt es die Vorgabe, daß Kerkos erst <= 1 µF zu verwenden sind.
> Es muß unbedingt Mikrofonie vermieden werden. Leider gibt es dazu keine
> konkreten Messwerte. Aber so ist es eben.

Also sinnlos.

von Klaus R. (klara)


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H. H. schrieb:
> Klaus R. schrieb:
>> Für mich gibt es die Vorgabe, daß Kerkos erst <= 1 µF zu verwenden sind.
>> Es muß unbedingt Mikrofonie vermieden werden. Leider gibt es dazu keine
>> konkreten Messwerte. Aber so ist es eben.
>
> Also sinnlos.

Du meinst, die Vorgabe wäre sinnlos?

Es ist aber voreiniger Zeit passiert das Kerkos im Ultraschallbereich 
gestört haben. Man hatte damals Kerkos gewechselt ohne die Ursache näher 
zu untersuchen. Man braucht ja nur einen Frequenzgenerator und einen 
kleinen Verstärker um das messtechnisch zu prüfen. Für mich was das 
damals nur eine Nebensache die mich nicht betraf.

Aber jetzt spielt das doch für mich sogar eine wichtige Rolle.
Und ich denke, selbst Du kennst keine Alternativen.
mfg Klaus

von Wastl (hartundweichware)


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Klaus R. schrieb:
> Es ist aber voreiniger Zeit passiert das Kerkos im Ultraschallbereich
> gestört haben.

Nach meinem Wissensstand ist Mikrophonie eine Bauteile-Eigenschaft
sich durch mechanische Einwirkung (Schwingungen, Verformung) in
den elektrischen Eigenschaften zu verändern. Wer's mir nicht
glaubt kann ja auch bei Wiki mal 'reinschauen.

Klaus R. schrieb:
> Es muß unbedingt Mikrofonie vermieden werden.

Offensichtlich hast du "Mikrophonie" noch nicht richtig verstanden
und bist voll auf dem Holzweg. Das sieht man auch an deinen
Betrachtungen zu Resonanzen und Filtern.

OMG. SCNR.

von Mani W. (e-doc)


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Wastl schrieb:
> Gibt's eigentlich ein Pendant zu "Goldohren" in der Elektronik?

Widerstandslose?

von Klaus R. (klara)


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Wastl schrieb:
> Offensichtlich hast du "Mikrophonie" noch nicht richtig verstanden
> und bist voll auf dem Holzweg. Das sieht man auch an deinen
> Betrachtungen zu Resonanzen und Filtern.

Ich habe doch nur beschrieben was man beobachtet hat. Die akustischen 
Störungen wurden per Mikrofon erkannt und störten das Nutzsignal. Was 
soll man da falsch verstehen?

An Hand der Resonanzfrequenzen der einzelnen Kondensatoren kann man die 
Aufteilung für eine benötigte Bandbreite des Filters gut einschätzen. 
Diagramme der Kondensatoren zeigen einem noch dabei welche Bandbreite 
jeder einelner Kondensator abdecken könnte. Das genügt um mit LTspice 
zügig zum Ziel zukommen. Wie machst Du denn das?
mfg Klaus

: Bearbeitet durch User
von Wastl (hartundweichware)


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Klaus R. schrieb:
> Ich habe doch nur beschrieben was man beobachtet hat. Die akustischen
> Störungen würden per Mikrofon erkannt und störten das Nutzsignal. Was
> soll man da falsch verstehen?

Damit bestätigst du gerade dass du Mikrophonie nicht verstanden
hast. Auch wenn das Wort "Mikrophon" da drin steckt hat das
Problem nichts mit einem Mikrophon zu tun. Dein Problem oder
was auch immer dahinter steckt ist der Kategorie EMV zuzuordnen.
Das FPGA sendet über die Versorgungsleitungen Störspannungen aus
die durch ein Mikrophon "aufgefangen" werden.

: Bearbeitet durch User
von Klaus R. (klara)


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Wastl schrieb:
> Das FPGA sendet über die Versorgungsleitungen Störspannungen aus
> die durch ein Mikrophon "aufgefangen" werden.

Der Sender dieser akustischen Signale waren eindeutig keramische 
Kondensatoren. Es waren auch keine Kondensatoren der Siebung für ein 
FPGA. Nur man hat deswegen die Vorgabe gemacht, nur noch gewisse Typen 
zu verwenden. Man hat leider die Umstände selber nicht genauer 
untersucht. Die Zeit ist in der Entwicklung meistens knapp.

Ich möchte jetzt nur wissen ob es gewisse Alternativen zu Kerkos gibt, 
die ich eigentlich für mein Filter unbedingt benötige.

Nach meinem Wissen gibt es keine Alternative da auch der Platz 
beschränkt ist. Aber hier gibt es ja einige Experten die mehr wissen 
könnten.
mfg Klaus

von Wastl (hartundweichware)


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Klaus R. schrieb:
> Der Sender dieser akustischen Signale waren eindeutig keramische
> Kondensatoren.

Deswegen ist es trotzdem keine Mikrophonie.

Klaus R. schrieb:
> Es waren auch keine Kondensatoren der Siebung für ein FPGA.

Wie wär's denn mit Geräuschen von Kondensatoren oder
Induktivitäten bei einem Schaltregler? Werden gerne zur
Versorgung von FPGAs verwendet.

von Andreas M. (amesser)


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Wastl schrieb:
> Deswegen ist es trotzdem keine Mikrophonie.

Doch, genau so wird das bezeichnet. MLCC können ganz ähnlich wie Piezo 
Schall sowohl empfangen und noch viel besser aussenden. Das was manche 
als Spulenfiepen bei Schaltreglern bezeichnen sind meist gar nicht die 
Spulen sondern die Kondensatoren.

Klaus R. schrieb:
> Ich möchte jetzt nur wissen ob es gewisse Alternativen zu Kerkos gibt,
> die ich eigentlich für mein Filter unbedingt benötige.

Ich denke nicht, das Du von den FPGA Abblockkondensatoren da solche 
Probleme bekommst. Die takten doch viel höher als Ultraschall. Ansonsten 
gäbe es noch Reverse Geometry MLCC sowie noch speziellere welche mehrere 
Kontaktflächen über Kreuz haben die Induktivität noch weiter zu senken. 
Schau Dir z.b mal die Murata LLL, LLF, LLA oder NFM an um eine Idee zu 
bekommen. Gibts natürlich auch von anderen Herstellern.

von Klaus R. (klara)


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Wastl schrieb:
> Wie wär's denn mit Geräuschen von Kondensatoren oder
> Induktivitäten bei einem Schaltregler? Werden gerne zur
> Versorgung von FPGAs verwendet.

Hier haben wir es mit Taktfrequenzen in einem engeren Frequenzbereich zu 
tun. Mache Regler atbeiten mit einer festen Frequenz und andere 
variieren etwas um das Störspektrum zu verbessern und verringern so 
ausgeprägte Spitzen.

Bei einem FPGA haben wir ein breitbandiges Frequenzgemisch das dann auch 
noch rhythmisch sein kann.
mfg Klaus

von Lothar (Firma: HZB) (analog_art)


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Moin,

ich nehme jetzt mal an das Klaus eine Anwendung hat, wo ihn die 
Geräusche die Keramikkondensatoren aussenden (können) über ein Mikrofon 
(das auch Teil er Anwendung ist) stören, da diese vom Mikrofon als 
Störsignal aufgefangen werden.

Ist das so richtig Klaus?


Wenn dem so ist, ist der elektrische Dämpfungsverlauf eher als sekundär 
zu betrachten!

Dann muss man wirklich nach Typen mit geringsten piezoelektrischen 
Effekt bzw. mit geringster Auswirkung von elektrischer Spannung am und 
Strom durch den Kondensator (Magnetfeld) auf dessen Platten suchen, da 
diese Auswirkungen zur mechanischen Verformung und damit zu Schall 
führen.


Ist diese Zusammenfassung des Problemes so erst einmal richtig, KLaus? 
Oder gibt es noch anderes zu beachten?
Sitzen zum Beispiel an der (gleichen) Spannung hochsensible analoge 
Schaltungsteile, > 16 Bit AD-Wander oder ähnliches?

von Klaus R. (klara)


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Andreas M. schrieb:
> Ich denke nicht, das Du von den FPGA Abblockkondensatoren da solche
> Probleme bekommst. Die takten doch viel höher als Ultraschall.

Ja sicher. Aber es gibt da noch einen anderen Effekt. Es ist schon 
einige Jahre her, deswegen habe ich noch mal Google zu Hilfe genommen. 
Seitenbänder sind eher bei Funkern bekannt.
1
Seitenbänder nennt man Frequenzbereiche in unmittelbarer Umgebung einer Trägerfrequenz, in denen durch die Modulation zusätzliche Signale erzeugt werden.
2
Bei der Amplitudenmodulation entstehen nach den Additionstheoremen für Winkelfunktionen Summen- und Differenzfrequenzen.

https://de.wikipedia.org/wiki/Seitenband

Also so ganz kann man es nicht ausschließen, daß irgendwann genau die 
mechanische Resonanzfrequenz des Kerkos getroffen wird. Aber dann muß 
auch noch die Stromstärke passen und eine Welle ist zum Anschwingen 
bestimmt zu wenig.

Insofern stimme ich Dir zu. Es dürfte bei den Abblockkondensatoren keine 
Probleme geben.

Andreas M. schrieb:
> Ansonsten
> gäbe es noch Reverse Geometry MLCC sowie noch speziellere welche mehrere
> Kontaktflächen über Kreuz haben die Induktivität noch weiter zu senken.
> Schau Dir z.b mal die Murata LLL, LLF, LLA oder NFM an um eine Idee zu
> bekommen. Gibts natürlich auch von anderen Herstellern.

Die werde ich mir mal genauer ansehen.

Bei Murata habe ich vor einigen Monaten sogenannte 
Tree-Terminal-Capacitors entdeckt. Die sind eher im Hochfrequenzbereich 
von Vorteil. Dabei muß man aber beim Layout der Platine etwa anders 
denken.

Vielen Dank für Deine Tipps.
mfg Klaus

von Klaus R. (klara)


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Lothar schrieb:
> ich nehme jetzt mal an das Klaus eine Anwendung hat, wo ihn die
> Geräusche die Keramikkondensatoren aussenden (können) über ein Mikrofon
> (das auch Teil er Anwendung ist) stören, da diese vom Mikrofon als
> Störsignal aufgefangen werden.

Ja, das ist richtig.

Lothar schrieb:
> Dann muss man wirklich nach Typen mit geringsten piezoelektrischen
> Effekt bzw. mit geringster Auswirkung von elektrischer Spannung am und
> Strom durch den Kondensator (Magnetfeld) auf dessen Platten suchen, da
> diese Auswirkungen zur mechanischen Verformung und damit zu Schall
> führen.

Das wäre folglich zu beachten. Nur kann man auf Kerkos nicht ganz 
verzichten. Leider hat man es damals versäumt die Sache näher zu 
untersuchen. Vermutlich aus Zeitmangel. Ich habe es ja schon 
beschrieben.

Aber ich denke das ich die Kollegen überzeugen kann. Zumindest wäre es 
ein Versuch wert.

Danke an alle!
mfg Klaus

von GHz N. (ghz-nerd)


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Der Piezoeffekt/Mikrophonie bei MLCCs ist primär durch das Bariumtitanat 
bedingt. Auf Kerkos muss nicht vollständig verzichtet werden, allerdings 
muss man sich im Wesentlichen auf NP0/C0G Typen beschränken. Das 
schränkt halt die mögliche Kapazität ein und kostet etwas mehr...

von Udo K. (udok)


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Probiere mal die "Soft-Termination" Typen aus.  Die könnten die 
Schwingungen etwas dämpfen.  Wahrscheinlich liegt es aber auch an der 
PCB und der Befestigung.  Eventuell triffst du da genau eine 
Resonanzfrequenz, eine zusätzliche Abstützung könnte da helfen.
Die Simulationen sind ohne Leitungsinduktivitäten völlig zu vergessen.
Jeder 1 µF Kerko wird mit 20 mm Leiterbahn etwa 1 MHz Resonanzfrequenz 
haben.

von Pandur S. (jetztnicht)


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FPGA Speisung ... es ist aber schon klar, dass die Speisungsangaben des 
Herstellers nur Naeherungen sind. Im Kleingedruckten von Altera zB bei 
Strom zu Frequenz ... unter Annahme, dass 10% der Gatter schalten... 
Aeh, ja. Schoen wenn das so ist. Zum Glueck hat man volle Kontrolle 
darueber. Und falls mal alle schalten sollten hat man die 90% Strom eben 
nicht. Dann bricht die Spannung ein. Die Frage ist eher auf welchem 
Zeithorizont man denkt. Im Mikrosekundenbereich, im Nanosekungenbereich, 
oder im Picosekundenbereich.
Mikrophonie waere meine kleinste Sorge.

von Stefan M. (derwisch)


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Nicht so viele Gedanken machen.
Einfach bauen und schauen.

von Klaus R. (klara)


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Udo K. schrieb:
> Jeder 1 µF Kerko wird mit 20 mm Leiterbahn etwa 1 MHz Resonanzfrequenz
> haben.

Bei dieser Frequenz spielen die Leiterbahnen noch keine Rolle. Die 
tiefsten Resonanzfrequenzen hatten 1 µF Kerkos mit grossen Gehäusen und 
Spannungen von 100 V. Und dann lag man noch bei 8 MHz.
mfg Klaus

von Klaus R. (klara)


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Udo K. schrieb:
> Probiere mal die "Soft-Termination" Typen aus.  Die könnten die
> Schwingungen etwas dämpfen.  Wahrscheinlich liegt es aber auch an der
> PCB und der Befestigung.

Das hatte ich auch gelesen. Es ging hier um mechanisch besonders robuste 
Kerkos. Zum Teil auf "Stelzen".
mfg Klaus

von Klaus R. (klara)


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Pandur S. schrieb:
> Und falls mal alle schalten sollten hat man die 90% Strom eben
> nicht.

Deswegen ist schon das Referenzfilter sehr niederohmig ausgelegt worden. 
Wie ich schon erwähnte, die Entwickler haben die Siebung so ausgelegt, 
daß sie den Anforderungen des FPGA entspricht. Der Anwender muß dann 
noch für die Einhaltung der Störstahungsgrenzen sorgen. Das bietet das 
Referenzfilter nicht.
mfg Klaus

von Klaus R. (klara)


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Stefan M. schrieb:
> Nicht so viele Gedanken machen.
> Einfach bauen und schauen.

So habe ich vor LTspice gedacht.
mfg Klaus

von Manfred P. (pruckelfred)


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Klaus R. schrieb:
>> Nicht so viele Gedanken machen.
>> Einfach bauen und schauen.
> So habe ich vor LTspice gedacht.

Wieviele Schaltungen / Geräte wurden erfolgreich gebaut, bevor es Spice 
gab? Da gab es wohl noch Entwickler, die ihren Job tatsächlich 
verstanden.

von Peter K. (chips)


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zum Glück warst du nie Entwickler, da ist uns einiges erspart 
geblieben...

von Mark S. (voltwide)


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Manfred P. schrieb:
> Wieviele Schaltungen / Geräte wurden erfolgreich gebaut, bevor es Spice
> gab?

Und wieviele der damals hochgelobten Schaltungen haben sich inzwischen 
als Murks erwiesen?

von Udo K. (udok)


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Klaus R. schrieb:
> Bei dieser Frequenz spielen die Leiterbahnen noch keine Rolle. Die
> tiefsten Resonanzfrequenzen hatten 1 µF Kerkos mit grossen Gehäusen und
> Spannungen von 100 V. Und dann lag man noch bei 8 MHz.

Rechne es nach.

von Rick (rick)


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Udo K. schrieb:
> Die Simulationen sind ohne Leitungsinduktivitäten völlig zu vergessen.
Das sehe ich auch so.

Klaus R. schrieb:
> FPGA ... Siebung der Hauptversorgung
Ok.

Klaus R. schrieb:
> ... störten das Nutzsignal
Damit eine Störung auf der Versorgung bis zum Nutzsignal durchdringt, 
muß das PSRR schon recht klein sein. Ich kenne (was nicht heißt, daß es 
das nicht gibt!) auch kein FPGA-Datenblatt, wo dieser Wert angegeben 
wäre.

Klaus R. schrieb:
> Es ist aber voreiniger Zeit passiert das Kerkos im Ultraschallbereich
> gestört haben.
Ja, soll vorkommen. Wie genau soll jetzt das FPGA auf die 
Ultraschallstörungen der Versorgung reagieren?
Wie groß waren diese Störungen µV, mV oder Volt?

Klaus R. schrieb:
> Man hat leider die Umstände selber nicht genauer
> untersucht. Die Zeit ist in der Entwicklung meistens knapp.
Also wurde nicht gemessen sondern nur geraten. Damit befindet man sich 
ganz schnell im Bereich der Mythen, Fabeln und Legenden. Passt immerhin 
zur Jahreszeit...

von Klaus R. (klara)



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Rick schrieb:
> Udo K. schrieb:
>> Die Simulationen sind ohne Leitungsinduktivitäten völlig zu vergessen.
> Das sehe ich auch so.

Eine Leitung besteht nicht nur aus einem Induktivitätsbelag. Die 
klassische Leitung ist eine Transmissionline. Gut, ab welcher Frequenz, 
bzw. ab welcher Wellenlänge kann man von einer Transmissionline 
sprechen? Insofern kann je nach Layout eine induktive Komponente stärker 
hervortreten.

Ich habe dazu einen interessanten Artikel gefunden.

https://www.elektronikpraxis.de/abschaetzung-der-induktivitaet-von-leiterbahnen-a-403021/

Bleibt nur noch die Frage offen, ab wann ist eine Leitung eine 
Transmissionline?

Das Saturn PCB Toolkit gibt es auch als kostenlose Software und ist ein 
guter Helfer. Sie Bild in der Anlage.

Ich habe zunächst einen Leiter mit 50 Ohm Wellenwiderstand berechnen 
lassen. Ich Induktivität liegt bei 3 nH/cm. Die Kapazität bei 1,2 pF/cm.
Erst wenn ich die Frequenz auf 1 GHz erhöhe ändert sich etwas leicht am 
Wellenwiderstand und somit auch an der Induktivität.
1
Leiterbreite    Zo      Lo         C0
2
0,25 mm         50 Ohm  3,0 nH/cm  1,2 pF/cm
3
1,00 mm         26 Ohm  1,7 nH/cm  2,4 pF/cm
4
2,00 mm         15 Ohm  1,0 nH/cm  4,3 pF/cm
5
3,00 mm         10 Ohm  0,7 nH/cm  6,2 pF/cm

Erst wenn ich den Leiterabstand zur Massefläche auf 10 mm Höhe 
vergrößere, dann komme ich auf Z0 = 194 Ohm und den 10 nH/cm. Aber zum 
Glück sind die Platinen etwas dünner.

Welchen Wert hat die Impedanz des freien Raums?
Die Impedanz des freien Raums Z₀ = 376,73 Ω

Aber wir wollen ja keinen Sender bauen.

Aber Rick, ich gebe Dir recht. Die Leiterbahnen haben einen Einfluss.
Jedoch wollte ich zunächst nur einen Vergleich mit dem Referenzfilter 
haben.

Rick schrieb:
> Klaus R. schrieb:
>> ... störten das Nutzsignal
> Damit eine Störung auf der Versorgung bis zum Nutzsignal durchdringt,
> muß das PSRR schon recht klein sein. Ich kenne (was nicht heißt, daß es
> das nicht gibt!) auch kein FPGA-Datenblatt, wo dieser Wert angegeben
> wäre.

Es handelt sich um ein Mikrofon. Das wurde eindeutig von Kerkos durch 
akustische Signale gestört. Die Pegel waren sehr klein, aber sie 
störten. Ich bin aber jetzt der Meinung das es keine Kerkos der Siebung 
waren.

Ein X7R Kerko verliert mit zunehmender Spannung Kapazität. Er arbeitet 
dann offensichtlich wie ein Piezo Lautsprecher.
"Piezo Lautsprecher funktionieren mithilfe piezoelektrischer 
Materialien, die sich verformen, wenn eine Wechselspannung angelegt wird 
."

Im Ultraschallbereich arbeitet die Siebung schon ganz ordentlich.
Ich denke das die fraglichen Störer nicht so gut gebloggt waren.

Rick schrieb:
> Also wurde nicht gemessen sondern nur geraten. Damit befindet man sich
> ganz schnell im Bereich der Mythen, Fabeln und Legenden. Passt immerhin
> zur Jahreszeit...

Du sprichst mir aus der Seele.
Vielen Dank für Deine hilfreiche Mitarbeit und frohe Feiertage.
mfg Klaus

von Peter K. (chips)


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https://www.google.com/search?q=audilbe+noise+mlcc
gibt da evt. weitere Infos dazu

von Udo K. (udok)


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Klaus R. schrieb:
> Bleibt nur noch die Frage offen, ab wann ist eine Leitung eine
> Transmissionline?

Mit einer Transmissionline musst du rechnen wenn die Leiterbahn länger 
als 1/10 der Wellenlänge ist.

Also für dein Beispiel aus dem Saturn PCB Bild mit Z0=50, L=3n/cm, 
C=1.2p/cm und einer 5 cm Leiterbahn:
5 cm Leiterbahn * 10 = 50 cm Wellenlänge auf der PCB.  50 cm sind wegen 
dem Verkürzungsfaktor von 1/sqrt(epsilon_r) ca. 100 cm im Freifeld.
100 cm Wellenlänge entsprechen 300 MHz (Für die, die Ö3 kennen: Ö3 
sendet auf 100 MHz was 3 Meter Wellenlänge entspricht).
Daraus folgt:  Bei Frequenzen über 300 MHz musst du mit einer 
Transmissionline rechnen.
Bis zu 300 MHz kannst du die 5 cm Transmissionline als ein einfaches L-C 
Filter mit L=15nH und C=6pF gut annähern.
(Die 6pF kannst du auch guten Gewissens weglassen, da das L meist mehr 
interessiert).
Die Rechnung nimmt an, dass nur ein Teil des Feldes im PCB verläuft und 
ein Teil in der Luft, daher ein "effektives" Epsilon_r von 3.5.

WENN du eine Groundplane hast und WENN die so nahe wie möglich an der 
Leiterbahn liegt, dann wird die 10 nH/cm Daumen-mal-Pi Regel zu 3-5 
nH/cm für schmale Leiterbahnen.
Wenn die Leiterbahn breit ist, dann gehts auch runter auf 1 nH / cm.
Dann bleibt noch die intrinsische Induktivität vom Kondensator und das L 
vom Via zur Anbindung and die GND Plane und das L für die chipinterne 
Verdrahtung und das L der GND-Plane selbst.

: Bearbeitet durch User
von Gunnar F. (gufi36)


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Peter K. schrieb:
> gibt da evt. weitere Infos dazu

noch mehr wenn du audible richtig schreibst!

von Rick (rick)


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Klaus R. schrieb:
> Für einen FPGA gibt es eine Empfehlung

Klaus R. schrieb:
> Es handelt sich um ein Mikrofon.

Ja was denn nun? FPGA oder Mikrofon?

von Gustl B. (gustl_b)


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Er vermutet, dass Mikrofonie oder eher das Gegenteil Lautsprecheronie, 
der Abblockkondensatoren am FPGA in das Signal eines empfindlichen 
Mikrofons einkoppelt.

Was hier fehlt, ist eine Ursachensuche. Es gab mit einer Schaltung 
Probleme im Ultraschall Bereich, also sollte man zuerst suchen wo auf 
der Platine diese Frequenz erzeugt wird.
Erst danach sollte man nach einer Lösung suchen. Vielleicht hilft schon 
ein anderes Layout eines Schaltreglers.

von Klaus R. (klara)


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Gustl B. schrieb:
> Was hier fehlt, ist eine Ursachensuche. Es gab mit einer Schaltung
> Probleme im Ultraschall Bereich, also sollte man zuerst suchen wo auf
> der Platine diese Frequenz erzeugt wird.
> Erst danach sollte man nach einer Lösung suchen. Vielleicht hilft schon
> ein anderes Layout eines Schaltreglers.

Ich hatte die Angelegenheit ja eigentlich schon beschrieben.
Vor 2-3 Jahren hat man festgestellt, daß das Mikrofon im 
Ultraschallbereich akustische Störungen aufnahm. Man hat da Kerkos 
entdeckt, die hatten aber nichts mir der Siebung des FPGA zu tun gehabt. 
Seit dem gilt die Prämisse nur Kerkos <= 1µF einzusetzen. Das wollte man 
jetzt aber auch bei dem jetzigen FPGA so haben.
Ich habe erst jetzt von den Hersteller - Vorgaben für die Siebung der 
0,95 Versorgungsspannung gelesen. Daraufhin habe ich ein Referenzfilter 
nach Herstellerangaben simuliert.
Bis 1 MHz kann ich mit Tantal Polymer Kondensatoren die Vorgaben 
erfüllen. Danach müsste ich, wie im Referenzfilter, mit 4,7 µF 
fortfahren.
Beim Einsatz eines 1 µF Kerkos bricht die Impedanz zwischen 2 MHz und 10 
MHz deutlich ein. Selbst ein  2,2 µF ist da nur ein Kompromiss.

Ich habe hier lediglich den Dämpfungsverlauf simuliert. Es geht aber 
darum dem FGPA die erforderlichen Ströme liefern zu können. Die 
Entwickler des FPGA haben bei dieser vorgebenden Stückelung und den 
Quantitäten dies wohl im Sinn gehabt gehabt.

Ich bin mir jetzt so ziemlich sicher nichts übersehen zu haben.
Es geht nicht ohne 4,7 µF Kerkos. Mikrofonie im Ultraschallbereich unter 
100 KHz dürfte allein schon der Tantal Polymer Kondensator genügend 
dämpfen.

Der Tipp von Peter war auch nicht schlecht.
https://www.google.com/search?q=audible+noise+mlcc

Die ZRA/ZRB Linie von Murata ist für mich interessant. Leider gab es 
lediglich nur ein Spice Modell, ZRA21CR61E226ME01_DC0V_25degC.mod.
Das ist nicht gerade kundenfreundlich.

mfg Klaus

von Andreas M. (amesser)


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Klaus R. schrieb:
> Die ZRA/ZRB Linie von Murata ist für mich interessant. Leider gab es
> lediglich nur ein Spice Modell, ZRA21CR61E226ME01_DC0V_25degC.mod.
> Das ist nicht gerade kundenfreundlich.

ZRA scheint es tatsächlich nur das Modell zu geben, für ZRB findet man 
aber viel mehr, einfach mal ins suchfeld bei part-number eingeben. Ich 
finde Murata da ehrlich gesagt am kundenfreundlichsten, was diese Infos 
angeht, habe ich bei anderen Herstellern noch nicht so gesehen.

https://ds.murata.com/simsurfing/mlcc.html?lcid=en-us

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