Я новичок в области электроники в индустрии программного обеспечения. С некоторыми самоучками я пытаюсь реализовать некоторые базовые схемы Arduino. Моя путаница касается в основном конденсаторов. Мое понимание конденсаторов заключается в том, что они служат в качестве накопителя энергии в течение нескольких секунд или миллисекунд.
Я обнаружил, что большинство микросхем должны иметь конденсаторы, подключенные к их контактам.
Моя путаница заключается в том, как узнать, для каких выводов нужен конденсатор, и как найти правильный конденсатор для цепи или конденсатор для ИС.
Наконец, почему в такой ситуации необходимы конденсаторы в цепи?
capacitor
integrated-circuit
circuit-design
Сандип Томас
источник
источник
RTFM (refer to the fine manual)Какой хороший способ выразить это, я только слышал это как альтернативуRead the f****** manualXDОтветы:
То, что вы имеете в виду, называется развязывающим конденсатором и используется для развязкиконтакты питания IC от шины. Другими словами, он предотвращает «голодание» чувствительной ИС, если другое устройство на шине быстро включается и потребляет значительный ток, который может на некоторое время снизить напряжение на шине. Конденсатор обеспечивает дополнительный ток, необходимый для запуска устройства, а также для предотвращения воздействия на его микросхему эффекта внезапно загруженной шины. Это обычно требуется для высокоскоростных устройств, которые переключаются очень быстро, так как это имеет тенденцию потреблять значительный ток. Конденсатор не обязательно выбирается по его емкости, но по его ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) и ESL (эквивалентная последовательная индуктивность). В идеале вы должны определить скорость, с которой устройство включится, и выбрать для этой скорости конденсатор с наименьшим значением ESR / ESL. Наиболее распространенное значение развязывающего конденсатора, вероятно, равно 0. 1 мкФ, но для более быстрых цепей вам может потребоваться 0,01 мкФ или 0,001 мкФ (опять же, в зависимости от их ESR и ESL на этих скоростях). Если на одной шине имеется несколько устройств с разными скоростями, вам может понадобиться более одного развязывающего конденсатора, по одному для каждой скорости.
В 99 раз из 100 таблиц данных будет точно указано, какое значение развязывающих конденсаторов использовать для каких выводов, поэтому прочитайте таблицу данных. Это руководство от Analog Devices также является отличным ресурсом.
источник
Ideally you would determine the speed at which the device would turn on, and pick the capacitor with the lowest ESR/ESL for that speed. Устройство, которое включается быстрее (т.е. при включении питания или переключении выхода с высокого на низкий уровень), должно быть выбрано в зависимости от ESL для этой скорости. И сопротивление = сопротивление + реактивностьЭто все из-за индуктивности:
Скажем, ваш микроконтроллер потребляет ток питания, который увеличивается с 1 мА до 11 мА за 5 нс, а затем обратно до 1 мА каждый раз, когда обрабатывает инструкцию.
ди / дт = 10 мА / 5 нс = 2 000 000 А / с
Теперь напряжение на катушке индуктивности равно v = L di / dt, а след от источника питания до микроконтроллера имеет, скажем, индуктивность 50 нГн ...
v = L di / dt = падение напряжения 100 мВ.
Хорошо, он еще не падает, потому что это медленный микро, не использует много тока ... но более быстрый микро или другой чип, потребляющий более быстрые / большие пики тока, должен получать энергию от источника низкой индуктивности чтобы избежать падения напряжения, когда он потребляет импульсы тока, а конденсатор, расположенный рядом, является хорошим способом для достижения этого.
Не менее важным является тот факт, что конденсатор удерживает шумовой ток, потребляемый вашим микроустройством, в небольшой локальной петле.
Эффективность петлевой антенны пропорциональна площади, поэтому количество излучаемого шума будет намного меньше, когда конденсатор находится рядом.
Кроме того, если у вас есть другие компоненты, скажем, операционный усилитель в том же источнике питания, тогда конденсатор в микро предотвратит шум микросхемы, который может испортить питание операционного усилителя, что приводит к некоторому мусору на выходе ...
Итак, вот вам, заглавные буквы:
Теперь, как выбрать значение:
источник
Для каждого чипа, который вы используете, будет таблица данных, которая сообщит вам, и если он не скажет вам, что это потому, что чип происходит из определенного семейства логики (например), и будет общая таблица данных производителя для семейства, которое скажу тебе.
Смотрите выше - это в техпаспорте.
Многие микросхемы будут «потреблять» импульсы тока, а конденсатор будет генерировать эти импульсы энергии, чтобы вся проводка блока питания (или дорожки на печатной плате) не приходилось обрабатывать такие случаи. Это означает лучшую надежность и меньше излучаемых и кондуктивных излучений для других микросхем и систем.
Некоторые микросхемы, такие как операционные усилители, будут полагаться на конденсаторы для поддержания производительности и предотвращения нестабильности на выходе, особенно при управлении некоторыми нагрузками.
источник
Уровень 1 (часто достаточно хороший. Не всегда.): Просто шлепните на> 10 мкФ и 100 нФ параллельно, последний с как можно более короткими проводами.
Уровень 2: Просто прочитайте таблицу, как предложено.
Уровень 3: Прочитайте Приложение по линейным технологиям 47.
Кроме того, рассмотрите возможность использования ферритовых шариков в ваших цепях развязки.
источник
Насколько я знаю, емкость не так важна, она просто для некоторой «слишком большой» энергии между VSS и GND. Вот почему обычно используются очень низкие конденсаторы. Я использую в основном керамические с маркировкой 104 (то есть 10e4), что составляет 10e4 пФ, что составляет 0,1 мкФ.
источник
Дайте каждому силовому штырю керамический колпачок 0,1 мкФ, предпочтительно размером 0805 или меньше, параллельно танталу или керамике 10 мкФ. Вы, вероятно, можете опустить крышку 10 мкФ или заменить ее чем-то меньшим, если вас беспокоит только высокочастотный шум. Расположение больших конденсаторов, предназначенных для низкочастотного обхода, не столь критично, но они также должны быть близкими. в IC - в полдюйма.
источник