¿Cómo puedo dimensionar los condensadores de 'filtrado de ruido de suministro' en el extremo de carga para este escenario?

  

Supongo que la forma en que se colocan las mayúsculas es correcta, pero ¿hay alguna forma de tamaño   Los condensadores aquí? Necesito encontrar una explicación lógica por la que   Debe utilizar los condensadores con capacitancia particular. Diciendo "tengo   visto en algún lugar es una regla de oro "no convence a algunas personas.   ¿Cuál debería ser el enfoque?

Hay algunas maneras de hacer esto:

1) Coloque una gorra grande y una gorra pequeña con sentimientos (o la fuerza o lo que sea). Por lo general, uso 1-10uf para 10-100 mA de corriente de conmutación digital y bajo 1uf para 10 mA (depende de lo que sea y de la velocidad de su conmutación). Tal vez 100uf + para cargas de conmutación 1A. Esto es lo que siento después de leer muchas hojas de datos a lo largo de los años. Si el microprocesador tiene muchos GPIO que se encienden y apagan al mismo tiempo, esto también podría ser un problema. Si la parte está cambiando más de 10 de Mhz, también agregaré una tapa 0.1uf o unas pocas nf en paralelo (o usaré una tapa de 4 pines EMI) para minimizar la inductancia del terminal y PCB. Este es el método que consume mucho tiempo.

2) Puedes calcularlo. El primer número que necesita saber es la ondulación aceptable en la línea Vcc (o la tensión mínima mínima aceptable en un bus de 3.3V, tal vez 3.2V sería una tensión en el peor de los casos, depende de la parte y las hojas de datos). Luego encuentras la carga máxima y nominal y las corrientes / cargas. Calcula y calcula la resistencia de la traza del cable y PCB (y la inductancia si cree que marcará una diferencia. Hay trazas de cable y PCB disponibles por todas partes, o podría medirla)

Entonces resuelves este circuito con el filtro de abajo. Usted comienza con la corriente nominal (si es una corriente nominal de 50 mA con 5 V Vcc, entonces se trata de una carga de 100 If. Si la corriente máxima es de 200 mA, entonces sería una carga de 25Ω). Resuelve el circuito a continuación con el interruptor activado (que es algo que no tengo tiempo de hacer en este momento) y calcula la caída de tensión máxima, si es demasiado grande el tamaño del capacitor hasta que caiga en un nivel aceptable, no Suena demasiado divertido, ¿verdad?

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

3) Carga el mismo circuito que en 2) en un paquete de especias y lo resuelve en 1 minuto, o carga una declaración .param y resuelve durante 5 décadas los valores de los condensadores y resuelve en unos minutos más. Paquetes como LT spice facilitan la aplicación de resistencia a los parásitos y la inductancia para garantizar que la ondulación sea aceptable en todas las frecuencias, con un barrido de CA.

No nos ha dicho sobre su carga, pero digamos que es un microcontrolador. En cada ciclo de reloj, algunos transistores cambiarán y requerirá una corriente alta durante un período muy breve.

Si no tiene límites cerca de su carga, toda la corriente tendrá que viajar por el circuito completo hasta su fuente de alimentación y volver. La inductancia del bucle es grande, por lo que el voltaje se reducirá y puede causar problemas técnicos u otros problemas.

Si agrega estas tapas, las tapas suministrarán las breves ráfagas de corriente y el voltaje no se reducirá. Para eso están las tapas de desacoplamiento.

Ahora, hay algunas reglas básicas para qué topes usar dependiendo de su carga, pero dijo que quiere saber por qué . Básicamente va así. Cada tapa tiene un gráfico de impedancia que se ve así:

En términos generales, las tapas de cerámica más pequeñas tendrán una impedancia mínima a frecuencias más altas, y las tapas grandes como los electrolíticos tendrán su impedancia mínima a frecuencias más bajas.

Ahora ... esta gráfica está etiquetada en términos de frecuencia, pero su corriente no es necesariamente periódica, por lo que tiene más sentido pensar en términos de frecuencia de borde (la velocidad a la que cambian sus señales digitales). Si lo sabe, entonces puede elegir las tapas correctas para obtener la impedancia más baja y, por lo tanto, la caída de voltaje más baja.

En la práctica, casi siempre es suficiente simplemente lanzar un límite de 0.1uF allí. Para dispositivos de alto consumo, como los motores, se hace más grande (como 100uF), y para dispositivos muy rápidos con tasas de borde altas, se baja (como 10nF), para obtener esa baja impedancia a alta frecuencia.