Analog IC'ler için ayırma kapakları gerekli mi (örn. LM339, LM324…)?


12

Genellikle 100n ila 1µF ayırıcı kapaklar, dijital mantık için IC besleme hatlarına yerleştirilir.

Analog devre için, çevre mikrodenetleyiciler ve dijital mantık tarafından paylaşıldığında ayırma kapakları gerekli midir?

Onları hiç yerleştirmedim ve herhangi bir sıkıntı yaşamadım, ama henüz üretim yapmadım, bu yüzden fazla deneyimim olmazdı.

Yanıtlar:


12

FCC'yi geçmek zorunda olan üretim için karışık bir sinyal ortamında, evet kesinlikle.

Daha spesifik olarak, yapmanız gereken, mevcut kullanımınıza, mevcut frekanslara bakmak ve sarf malzemelerindeki bu frekansları en aza indirmek için genel güç kaynağı kapasitenizin ne olması gerektiğini belirlemektir. Aksi takdirde, büyük bir EMI sorunu olabilecek tedarik uçaklarını çalmaya başlarsınız.

Güç ve yer düzlemlerine sahip olduğunuzu varsayarak PCB yığından biraz kapasitans elde edersiniz. Daha sonra hedefinize ulaşmak için genellikle gerekli bir kapasitans ve kapasitör boyutu bulacaksınız.

Örneğin şöyle bir şey bulabilirsin:

  • 30 0.1 uF 0603 maks.
  • 30 10nF 0402 kurşun endüktansını önlemek için
  • 5 10 uF tantal

Sonra bunları mantıklı bir şekilde serpin. Güç pimi başına 1 0,1 uF ve 1 10nF. Büyük IC başına bir tant veya daha küçük akım / analog IC'lerin bir bölümüne yakın.

Karışık sinyal tasarımıyla, bir sinyalin düşük frekanslı analog olması nedeniyle onu hala EMI tehdidi olarak ele almanız gerektiğini her zaman hatırlamanız gerekir. İzolasyonunuz ne kadar şaşırtıcı olursa olsun, sisteminizin geri kalanından geçici sinyaller olacaktır.

Burada sadece yüksek hızdan bahsetmekle kalmıyor. 25Mhz saatli ve kolayca bu sorunları olan ve FCC'yi oldukça sefil bir sistem (güven bana: 0)


Ekleyeceğim iki şey. 1) PCB'nize 0402 sığdıramıyorsanız, bu atlama seviyesini atlayabilirsiniz. Temel kural, endüktans konusunda paranoyaksanız, genellikle "belirli bir paket boyutu için alabileceğiniz en büyük kapasitansı kullanın" dır.
ajs410

doh. 2) güç giriş kapağı olarak kullanıldığında tantal kapaklara dikkat edin. dalgalanma akımlarını sevmezler.
ajs410

ilk noktanız EMI / gürültü dalgalanmasını azaltmak için baypas için geçerli değildir. En büyük kapağı elektrik pimine yapıştırmak yerine, beklediğiniz dalgalanma frekanslarına bakmanız ve bu frekanslarda empedansları minimum olan kapasitörleri seçmeniz gerekir. Bu diyalektik, paket, yapı ve kapasitansa bağlıdır. Bir 25Mhz sistem saati ile uğraşırsanız, tehlike frekanslarınız 25,75,125,175,225 olacaktır. 0.1 uf genellikle alt ucu kapsayacak şekilde seçilir ve 10 nF genellikle 80-300 mhz kadar etkilidir.
Mark

Benim yaklaşımım, hem boyut hem de frekans tepkisi bakımından ayırma ihtiyaçlarımı tanımlamaktır. Yani 0 ila 250 mhz kapsama ihtiyacım olduğunu biliyorum, ne olursa olsun kapaklar gruplama her zaman <0.1ohm topraklama empedansı ile sonuçlanır seçin. X7R diyalektik, 0.1 uF ve 10nF ile standart MLCC kullanmak beni en çok endişe duyduğu yer olan ~ 4Mhz ila 250Mhz kuyusunu kapsar. Ses aralığına kadar, seramiklerin ESR'si biraz sessizleşir, bu nedenle bir elektrolitik kullanmak, tantal veya alüminyum olsun, faydalıdır. Böylece bunlar düşük frekanslı toplu bypass için kullanılır.
Mark

Ardından, çeşitli malzemelerdeki mevcut çekime bağlı olarak ne kadar kapasitansa ihtiyacınız olduğunu anlarsınız. Mevcut çekimi biliyorsanız, temsil edilen direnci bilirsiniz ve istenen dalgalanma azaltımı için gerekli kapasitansı hesaplayabilirsiniz.
Mark

6

Bu gerçekten kullandığınız IC'lere bağlıdır. Genelde analog bir aygıtın daha yüksek bant genişliğine sahip olması daha önemli güç kaynağı ayrıştırması haline gelir. Çoğu zaman farklı cihazlar için veri sayfası neyin gerekli olduğuna dair bir fikir verecektir. Herhangi bir yüksek hızlı amplifikatör veya karşılaştırıcı, doğru şekilde atlanmadığı takdirde salınımlara maruz kalabilir.


4

Karşılaştırıcılar ve op-amplar gibi analog IC'lerin, özellikle histeretik anahtarlar olarak kullanıldıklarında, kesinlikle ayrışmaya ihtiyaçları vardır. İyi bir ayırma yoksa ve arzda bir miktar HF gürültüsü varsa, çok garip davranışlar (devletler arasında sıçramak oldukça yaygındır) görebilirsiniz.

Bir analog anahtarlama gücü arka planından geliyor - bir op-amp veya karşılaştırıcının olması gerektiğini düşündüğüm şeyi yapmadığından şüphelenirim, her zaman kontrol ettiğim ilk iki şey şunlardır: (1) bir ayırma kapasitörü var ve (2) varsa, düzende iyi bir elektrik pozisyonunda mı?


2

Op-amplardaki dekuplaj kapasitörleri ile göz önünde bulundurulması gereken bir başka nokta, raydan raya değil raydan yere gitmeleri gerektiğidir. Örneğin, +/- 5 V raylı bir op amper, her bir raydan toprağa bir kondansatöre ihtiyaç duyar. Bu, op amp'nin güç kaynaklarını doğru şekilde ayırmasını sağlayacaktır.

Bunları sinyal yollarında da kullanmanız gerekir, örneğin geri besleme direnci boyunca küçük bir kapasitör, op amp devresinin bir simülatörden gerçek gürültü ve salınımlarla gerçek bir PCB'ye geçişine yardımcı olacaktır.


Her iki raydan birine ek olarak raydan toprağa kapaklı devreler gördüm. Raylardan birini geçirmenin bir avantajı var mı?
Thomas O

Onları her iki rayın üzerine koymanın avantajı yok. Raylardan toprağa kadar uzanan bir gürültü yolu sağladığı için en iyisi, 0 V potansiyel kaynağınız olduğundan ve her şeyin buna geri alınması gerekir!
smashtastic

1

Genellikle ediyorum gitmiş hiçbir ile. Dekuplaj kapasitörlerinin dijital devre için kritik olmasının nedeni, durum değiştirirken yüksek akımlar kullanabilmeleridir; kapasitör daha sonra o akım döngüsünün boyutunu azaltacak ve hatta çekişi kaynaktan çıkaracaktır. Analog devre için bu daha az sorun olabilir, ancak bir zamanlar bir sorunun nedeni, analog devrenin besleme gürültüsü nedeniyle zayıf sonuçlar üretmesidir. Bu nedenle hassas analog devre, muhtemelen işleri düzeltmek için kapasitörler ve indüktörlerle kendi kaynağına ayrılır.

Yine de oldukça deneyimsizim, bu yüzden yakında daha iyi cevaplar bekliyoruz.

Düzenleme: Gerçekten daha iyi cevaplar vardı. Opampları ve özellikle karşılaştırıcıları ayırın. Bir şey öğrendiğime sevindim!


2
Cevabınız için teşekkürler ve +1. LM339 gibi bir cihaz hızlı bir şekilde değişebilir ve akım tüketimi değişebilir. Burada ayrışma bazı durumlarda gerekli olur mu?
Thomas O

1
Ah, bir karşılaştırıcı. O zaman kapasitörleri dahil etmeye doğru eğilirdim; incitmemeliler.
Yann Vernier
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.