Делить байпасные конденсаторы с микросхемами или нет?

12

У меня есть плата, на которой много таких же микросхем MAX9611 . Согласно техническому описанию, его следует обходить параллельными крышками 0,1 мкФ и 4,7 мкФ. Теперь у меня есть около 15 из них прямо рядом друг с другом:

введите описание изображения здесь

Я не уверен, нужно ли мне припаять все эти заглушки для каждой микросхемы. Во-первых, может быть, емкость моей двухслойной платы (VCC pour top, GND bottom) станет высокой, и это может помешать сигналам I2C? У меня нет опыта работы с этой конфигурацией, поэтому я не знаю, что произойдет в худшем случае ... пожалуйста, пролите немного света!

Я буду читать / записывать каждую IC отдельно, поэтому никакие 2 IC не будут работать одновременно.

Я имею в виду, нужно ли мне припаять все колпачки, или я могу, например, избавиться от наличия колпачков для каждого второго чипа?

Sean87
источник
Что ж, когда в спецификации указано, что на одной микросхеме должно быть 4,7 мкФ, а вы храните ее между дюжиной микросхем, тогда на каждой микросхеме остается 4,7 мкФ?
PlasmaHH
1
Они переключаются одновременно? Если нет, вы можете делать творческие вещи, учитывая, что сопротивление от конденсатора к ИС все еще низкое. Если они переключаются одновременно, вы находитесь в худшем положении. Имитируйте событие со всеми паразитами, ESR, ESL и, в частности, индуктивностью трассировки, и вы увидите, как оно выглядит.
Винни
@winny нет, я буду читать / запрашивать каждую микросхему по отдельности, чтобы они работали / переключались одновременно
Sean87
16
Вам нужно только обойти тех, с которыми вы хотите работать правильно.
Олин Латроп
1
@OlinLathrop Я принимаю это, поскольку мне нужно обойти все: P: D
Sean87

Ответы:

20

Таблица данных написана с точки зрения одного чипа. Когда у вас есть несколько фишек, вы можете начать вольны.

Общее эмпирическое правило, над которым я работаю, - это иметь один обводной конденсатор 0,1 мкФ рядом с выводами питания каждого устройства (в некоторых конструкциях также требуется 0,01). Это не подлежит обсуждению. Затем каждая группа из трех или четырех микросхем имеет большой резервуарный конденсатор, скажем, 10 мкФ.

0,1 мкФ (и опционально 0,01 мкФ) обрабатывают высокочастотные переходные процессы тактовых импульсов и тому подобное, а большая 10 мкФ обрабатывает любые большие требования к коммутации со стороны группы микросхем.

Таким образом, для вашего дизайна 15 чипов вы можете иметь 15 х 0,1 мкФ и 5 х 10 мкФ. Это на 10 конденсаторов меньше.

То, как вы расставляете следы для силы, также оказывает влияние. В общем, вы хотите, чтобы плоскость питания соединялась с емкостным конденсатором, а затем питала обводные конденсаторы от этого конденсатора, а не напрямую от плоскости питания. Таким образом они разъединяются этим конденсатором и не просто (в значительной степени) игнорируют его.

Выбор емкостного конденсатора не так важен, как можно было бы ожидать, поскольку вы не используете все микросхемы одновременно. Лучше идти выше того, что говорят для одного чипа, но вам не нужно так много раз (хотя вы могли бы). Вы хотите больше, чем 4.7, хотя, поскольку, если одна микросхема нуждается в большей части, для следующей микросхемы ничего не останется и (в зависимости от импеданса мощности) вы можете обнаружить, что в конденсаторе нет энергии для вас.

Еще одно преимущество такого рода устройств, когда у вас в итоге получается меньшая общая емкость, помимо экономии места, заключается в том, что общая емкость источника питания уменьшается. Это означает меньший пусковой ток, который может быть важным фактором при работе с ограниченными по току источниками питания со строгими правилами, определяющими количество пускового тока, например USB.

Когда вы начинаете иметь большую емкость источника питания для многих подобных микросхем, вы можете также рассмотреть возможность использования системы питания с опцией плавного пуска, чтобы уменьшить пусковой ток и медленнее заряжать все конденсаторы. Удерживайте любые активные части цепи в состоянии RESET до тех пор, пока выход «хорошего питания» вашего регулятора плавного пуска не станет активным.

Majenko
источник
1
Если два устройства не будут переключаться одновременно, ни одно из них не будет иметь больше возражений против переходных напряжений питания, когда они не переключаются, чем когда они есть, и если перепускной колпачок, общий для двух устройств, был так же близок к каждому устройству, как какой бы не был общий колпачок, какой бы недостаток был у совместного использования колпачков таким способом?
суперкат
2
@supercat Поскольку все устройства (кажется) используют одну шину I2C, все они будут делать что-то даже пассивно (чтение потока I2C и поиск их адреса). Они хотят, чтобы их HF-колпачок обрабатывал переходные процессы от работы с этими часами, а LF-колпачок для обработки больших, более медленных, переходных процессов во время работы. Таким образом, несмотря на то, что одновременно может активно использоваться только один чип, все 15 чипов будут отслеживать эту шину I2C, которая является активной операцией и требует разъединения. Если бы чипы были полностью отключены, то вы могли бы избавиться от меньшей развязки, но это не так.
Маженко
7

Наиболее важным моментом является то, что конденсатор .1 мкФ подключен с очень низким импедансом к каждой микросхеме. Если ваше заземление на дне создает действительно хорошую плоскость заземления, вы, вероятно, избежите одного маленького колпачка на две микросхемы, если вы ориентируете выводы VCC этих микросхем так, чтобы они были очень близко друг к другу, и заглушку байпаса, и иметь заземляющие переходы возле выводов GND обеих микросхем и заглушки байпаса. Но, эй, обе микросхемы получают один и тот же тактовый сигнал I2C, поэтому они потребляют ток одновременно, поэтому вам, вероятно, понадобится больший предел, если он обходит две микросхемы. Я бы не стал опускаться ниже .15 мкФ в этом случае.

Я согласен с Majenko на большие крышки резервуара.

Майкл Керхер
источник
Я согласен с этим по большей части ... проверьте технические характеристики микросхемы и посмотрите, указывают ли они максимальное расстояние для крышки 0,1 мкФ (я видел тот, где сказано, что они должны быть <0,5 "от чипа). Если вы можете Поместите одну крышку между двумя чипами и оставайтесь на этом расстоянии, все готово. Я не согласен с увеличением размера меньшей заглушки байпаса - увеличение ее размера уменьшает его частотную характеристику, и важно иметь соответствующую частоту ответ за обходной колпачок, чтобы сделать свою работу
Doktor J