¿Cómo saber los valores exactos del condensador de desacoplamiento para los voltajes de suministro?

Respuesta corta :

Comienzan con el estándar (0.1 uF en paralelo con 10 uF) y si aún tienen problemas de rebote de oferta, comienzan a experimentar hasta que funciona.

Respuesta más larga :

El valor exacto del condensador de desacoplamiento no es crítico, por lo general, a menos que ya sepa algo sobre los componentes de frecuencia del ruido que espera ver.

Por lo general, cuanto más pequeño sea el capacitor, mayor será la frecuencia de auto resonancia (la frecuencia a la que el dispositivo deja de actuar como un capacitor y comienza a actuar como un inductor debido al cambio de fase interno). Es por eso que las hojas de datos normalmente muestran múltiples dispositivos en paralelo. El 10 uF es eludir las frecuencias más bajas, mientras que el condensador más pequeño es efectivo en las frecuencias más altas (y menos efectivo en las frecuencias más bajas porque es más pequeño).

Cuando traes un nuevo chip en una placa de prueba, los ingenieros de producto en los que trabajo normalmente usan un desacoplamiento estándar de 0.1 uF en paralelo con 10 uF, como dices. Si eso es lo suficientemente bueno, entonces bien, ya está hecho. Si todavía hay problemas de rebote de la oferta, entonces experimentarán (el análisis y la simulación no son muy útiles aquí) hasta que tengan el ruido bajo control. Lo hacen agregando tapas más pequeñas muy cerca del chip o, a veces, como vimos, tapas paralelas de 0.1 uF. Esto funciona porque los diferentes límites de 0.1 uF están a distancias diferentes del chip, por lo que interactúan con el rebote de suministro de diferentes maneras (y en diferentes frecuencias).

Diferentes valores de capacitores filtran óptimamente diferentes frecuencias. Siempre encontré útil este artículo sobre el filtrado y desacoplamiento de los condensadores, ya que proporciona mucha información sobre el principio detrás de los condensadores de desacoplamiento y las diferencias entre ciertos valores.

enlace

Primero encuentre resonancia (\ $ f \ $) con la C y su L equivalente para el circuito;

(Para uso de CD, se encontraría lo más cerca posible de la frecuencia de las oscilaciones en el suministro, esto está MEDIDO, NO CALCULADO )

$$ f = {1 \ over 2 \ pi \ sqrt {LC}} $$

Luego usa esa frecuencia, por ejemplo. 100 kHz, encuentre el ancho de banda de las frecuencias (\ $ \ Delta f \ $) que está filtrando para su uso , por ejemplo. 10%, 90kHz - 110kHz.

(para uso en DC, desea cubrir todo el ancho de las frecuencias que ve en su alcance, es decir, la perturbación más rápida es 110kHz, la más lenta es 90kHz)

$$ \ Delta f = {f \ over Q} $$

Q es lo que buscamos manipular, con lo que puedes obtener;

$$ Q = {1 \ over R} \ times {\ sqrt L \ over C} $$

Entonces, hay una relación inversa de Q a C. Para menos ancho de banda (es decir, más 'calidad (Q)'), tenemos menos C. Pero queremos más ancho de banda, así que agregamos más C.

Es probable que R sea dominante, no se puede obtener una medida \ $ \ sqrt L \ $, por lo tanto, atornille \ $ \ sqrt L \ $, resuelva Q con respecto a CR;

$$ Q = {1 \ over C R} $$

Conecta eso de nuevo a nuestra otra cosa y obtendrás una aproximación con la que puedes experimentar;

$$ \ Delta f = {f \ over {1 \ over C R}} $$

En resumen;

$$ \ Delta f = f C R $$

Puedes medir R, puedes medir f, sabes que quieres que \ $ \ Delta f \ $ sea \ $ f \ $ + 10%

Por lo tanto, para una aproximación inexacta para DC;

$$ C = {\ Delta f \ over f R} $$

Y para una aproximación ideal en \ $ f \ $;

$$ C = {\ Delta f \ times \ sqrt L \ over f \ times R \ times X_L X_C} $$

Usted acaba de volver a poner \ $ \ sqrt L \ $ y tiene en cuenta la impedancia a una cierta frecuencia.

Para la C ideal en un rango de frecuencias \ $ X_L \ $ y \ $ X_C \ $ cambie inversamente en \ $ f \ $ a medida que aumenta tal que \ $ X_L \ rightarrow \ infty \ $ y \ $ X_C \ rightarrow 0 \ $. Se estabilizan en la resonancia, y nos encontramos de nuevo en

$$ f = {1 \ over 2 \ pi \ sqrt {LC}} $$

Suponiendo que puede encontrar una C ideal. Pero todas las C tienen un 'rango' máximo, es decir, los electrolíticos no son válidos a altas frecuencias, las cerámicas sí lo son. Esto supone que sabe que necesita protección de alta o baja frecuencia, y luego puede filtrar. Para saber cuál necesita, solo mida \ $ f \ $ y, si es superior a 100 kHz, no use una cubeta electrolítica.

Encuentre la frecuencia máxima de desacoplamiento del tiempo de subida más rápido / otros medios ..... Altera.com tiene tantos artículos sobre el desacoplamiento de la fuente de alimentación.

Encuentre la impedancia transitoria de la fuente de alimentación = deltaV (Tolerancia del riel) / Corriente delta (corriente transitoria). Esto debe cumplirse en todo el rango de frecuencia. La mayoría del desacoplamiento de la placa es efectivo solo hasta 80 MHz. Después de ese efecto de inductancia de montaje ... después de este límite, solo serán útiles las tapas de desacoplamiento del paquete. La mayoría de las veces, el valor del capacitor no es tan importante como la inductancia de montaje, y su ESL es importante. En este 80Mhz, tienes que diseñar el desacoplamiento n / w. Se divide principalmente en 3 secciones (seleccione siempre el tamaño más pequeño o las tapas de ESL más bajas con mayor capacidad). Los primeros condensadores a granel (> 47uF --- > los valores exactos son aproximados) como 100uf, 330uf ... en general, la colocación de estas tapas no importará mucho. Los valores máximos de la segunda gama de rango medio (> 1uf y < 47uf - > son aproximados) El tercer rango será de mayúsculas menores -0.01,0.1uf's - > La colocación de critical.if no se coloca en los lugares adecuados sin efecto.

los simuladores gratuitos deberían ayudar como LTSpice 4, spicap etc. obtener recomendaciones de los fabricantes.