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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Abblockkondensator und Abstand


Autor: Dietmar E (Gast)
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Man liest hier oft, dass Abblockkondensatoren sehr nahe an die 
Stromversorgung des  IC gehören. Spielt der Abstand wirklich so eine 
grosse Rolle, oder geht es mehr darum, dass das nächste IC in der 
VCC-Bahn das IC ist, zu dem der Kondensator "gehört"?

Konkret: in der Schaltung im Angang ist der Kondesator nicht besonders 
nahe an seinem IC, mangels Platz an der Stelle. Insgesamt liegen 20 mm 
dazwischen. Aber immerhin ist das erste IC an der VCC-Bahn (nach dem 
Kondensator) das IC, zu dem der Kondensator gehört. Geht das gut oder 
ist der Kondensator wegen 20mm Abstand nicht mehr effektiv?

Autor: Μαtthias W. (matthias) Benutzerseite
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Hi

kommt drauf an :-)
Das ganze ist von so vielen Parametern abhängig das sich da kaum eine 
Aussage treffen läßt. Grundsätzlich solltest du aber nicht nur die Vcc 
sondern auch die GND Leiterbahn vom C zum IC so kurz wie möglich halten.

Matthias

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
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Hi, Dietmar,

Regeln wie "Abblockkondensator möglichst nahe an den Pins" sind keine 
heiligen Regeln ohne Begründung.

Sondern wenn wir einwandfreie Funktion und geringe Abstrhlung wollen, 
dann werden wir die HF führenden Stromschleifen möglichst klein machen. 
Dann wollen wir die Leiterstücke, die HF elektrisch koppeln können, 
ebenfalls klein haben.

Genau genommen bräuchtest Du erst Grenzwerte für Abstrahlung, 
Einkopplung und   Zuverlässigkeit Deiner Schaltung. Dann könntest Du 
anhand der Empfindlichkeit der Eingänge und der Charakteristik der 
Ausgänge und ihrer Abstände ausrechnen, wie groß die Kopplung sein darf, 
und wie eng die Stromschleifen sein müssen und wie kurz die E-Feld 
strahlenden Teile...

Wenn es um zwei IC geht und knapp Platz, dann können zwei winzige 
Kondensatoren direkt zwischen Vcc und GND der beiden ICs mehr bringen 
als ein dicker Kondensator in der Mitte der Vcc-Leitung.

Ciao
Wolfgang Horn

Autor: Seph (Gast)
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Wie Mathias schon sagte, eine Aussage ist schwierig. Wicht sind auch die 
logik, und die damit die schaltgeschwindigkeiten. Der dynamische Fall 
sieht so aus. Der Cap uebernimmt die Stromspitze, da fliessen nun die 
Zuleitungsinduktivitaeten hinein. Sowohl die GND-, wie auch die 
VCC-Zuleitungsinduktivitaet. Die beiden Laengen werden addiert, und 
geben 1nH pro mm Track. Die Zuleitungsinduktivitaeten begrenzen nun den 
Stromanstieg. Wenn dadurch die momentan an den Vcc-GND pins anliegende 
Speisespannung unterhalb einer Grenze faellt, arbeitet die Logik nicht 
mehr zuverlaessig. Eine Weitbereichslogik ist da scheinbar besser. ZB 
die UHS Logik, die noch mit 1.6V zufrieden ist. Scheinbar. dies weil nun 
andere Probleme kommen. Eine an einem Eingang anliegende Groesse, zB 1V, 
normalerweile Low, kann bei Spannungseinbruch ploetzlich als High 
interpretiert werden. Je schneller eine Logik ist, desto kritischer wird 
die Entkopplung mit einem Cap.

Autor: Rudolph (Gast)
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Viel Interessanter als der Abstand des Kondensators finde ich in dem 
Bild die Leiterbahn-Führung.

Am IC ist ein Sternpunkt? Wohin gehen denn all die Leitungen noch?

Ideal geht VCC von irgendwo auf den Kondensator, dann auf den Anschluss 
und sonst nirgendwohin.
Oder welcher Impuls-Strom soll wohin?

Autor: Dietmar E (Gast)
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> Am IC ist ein Sternpunkt? Wohin gehen denn all die Leitungen noch?

Das gibt es schon ein paar Sternpunkte. Was soll ich machen, 
Stromversorgung ist am anderen Ende der Platine. Von dort kann ich nicht 
sternförmig zu jedem IC.

http://home.arcor.de/dsc-zet/images/vcc.gif

Der Spannungsregler ist das gelbe Rechteck. Inzwischen ist der 
Kondensator anders gelegt. Vielen Dank für die Erklärungen dazu.

Autor: Rudolph (Gast)
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Man muss auch nicht mit extra Leitungen quer über die Platine an jedes 
IC.
Aber man kann auch vor dem Kondensator verzweigen.

Autor: Dietmar E (Gast)
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> man kann auch vor dem Kondensator verzweigen

Kann, sollte oder muss? Mir war nicht klar, dass man neben der Nähe des 
Kondensators auch auf die Geometrie (Verzweigung, Kreuzungen) achten 
muss. Ich habe die Kondensatoren bisher nur als kleine, lokale 
Energiespeicher gesehen und angenommen, dass Kreuzungen und 
Verzweigungen keine Rolle spielen, solange der Weg zum IC kurz ist.

Was ist mit dem Layout im Anhang: Zwei ICs, zwei Abblockkondensatoren, 
von links kommt die Stromversorgung (oben). Stromversorgung als Schiene 
durchlegen (unten)? Oder sollte man jeden Kondensator nur mit "seinem" 
IC verbinden, die Supply-Leitungen an den ICs vorbei und 
"Stichleitungen" zur Stromversorgung an die IC-Pins? Das würde mir beim 
Layouten erhebliche Kopfschmerzen verursachen.

Autor: Rudolph (Gast)
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Solche Regeln muss man ja nicht immmer 100% strikt einhalten, vor allem 
nicht in langsamen oder gar statischen Designs.

Aber wenn man sich konsequent an seine Regeln hält funktioniert auch das 
schnelle dynamische Design auf Anhieb. :-)

Mein Vorschlag zu dem Problem ist angehängt.
Sieht erstmal so aus, als wäre das auch nichts anderes.
Ein paar mm Leiterbahn dürften mit TTL auch keinen Unterschied machen.
Aber wenn es schnell wird ist es schon interessant, wohin die 
Impuls-Ströme fliessen.
Aus dem gleichen Grund baut man um Quarze herum ja auch eine Masse-Insel 
mit nur einem Anschluss zum IC hin.

Wie sehr sich das genau auswirkt?
Bin ich nicht sicher, das würde ich gerne mal simulieren, dafür habe ich 
aber kein geeignetes Tool.

Autor: Paul (Gast)
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Das beste was man tun kann ist einen SMD Kondensator so kurz wie möglich 
aufzulöten. Ideal ist das wenn Vcc und Gnd gegenüberliegen. So 
jedenfalls meine Meinung.

Aber wie bereits geschrieben wurde ist das nicht immer so wichtig. Hängt 
davon ab was du machen willt.

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