Warum empfiehlt ST 100-nF-Entkopplungskondensatoren für eine 72-MHz-MCU? (Und nicht 10 nF.)

Ich habe über die Entkopplung von Kondensatoren gelesen und kann anscheinend nicht verstehen, warum ST 100 nF-Entkopplungskondensatoren für einen 72-MHz-ARM-Mikrocontroller empfiehlt.

In der Regel sind 100 nF Entkopplungskondensatoren resonanzbedingt nur bis ca. 20-40 MHz wirksam. Ich dachte, 10 nF-Entkopplungskappen wären besser geeignet, da ihre Resonanz näher bei 100 MHz liegt.

(Offensichtlich hängt es vom Gehäuse und seiner Induktivität ab, aber das sind nur die Standardwerte von dem, was ich gesehen habe.)

Nach dem STM32F103 Datenblatt empfiehlt ST 100 nF Kondensatoren auf V _DD und 10 nF auf VDDA. Warum das? Ich würde denken, ich sollte 10 nF auf V _DD auch verwenden.

ST Empfehlung Kondensatorimpedanz

stm32 impedance decoupling-capacitor

— Mike
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Wie schnell können Sie die E / A auf einem dieser Geräte umschalten? Sicher wird es nicht bei 72MHz sein. Beachten Sie auch die Verwendung von 10nF-Kappen an kritischeren Stiften und den Spannungsregler, der den Kern speist.

— Andy aka

Was ist "AVDD"? Meinen Sie "VDDA"?

— Peter Mortensen

Drei Dinge, die Sie beachten sollten:

1) Die meisten Bypass-Empfehlungen in Datenblättern und Anwendungshinweisen sind meiner Meinung nach ziemlich zufällig. Sie können leicht ein besserer Ingenieur sein als die Person, die den Application Note geschrieben hat :-). Ein besseres Datenblatt würde darüber sprechen, wie niedrig und mit welcher Frequenz eine Impedanz sein sollte, die Sie als Board-Designer bereitstellen sollten. Ich habe hier darüber geschrieben .

2) Der größte Teil der parasitären Induktivität ergibt sich aus Ihrer Montageinduktivität (Grundfläche und Durchgangslänge) und nicht aus dem Kondensator selbst. Aus diesem Grund möchten Sie lieber ein kleineres Paket als einen kleineren Wert. Dies ist auch der Grund, warum Sie die Durchkontaktierungen nahe beieinander halten und eng gekoppelte Energie- / Erdungsebenen verwenden möchten.

3) Es ist möglich, dass der Chip einen Bypass als Teil des Pakets und Chips hat, aber dies sollte idealerweise im Datenblatt beschrieben werden, bevor Sie davon Gebrauch machen können (zurück zu meinem ersten Punkt). Wenn nicht (und das ist wahrscheinlich), können Sie versuchen, dies selbst zu messen, wie ich hier zeige .

Sie können beispielsweise pdntool.com verwenden , um die beste Kombination von Überbrückungskondensatoren basierend auf Ihren Impedanz- und Frequenzanforderungen auszuwählen. Diese Methode hat in den letzten 15 Jahren bei vielen Projekten zuverlässig funktioniert.

Ich entschuldige mich dafür, dass ich meine eigenen Blog-Posts hier einbinde, aber ich finde die Referenzen, die ich auf diese Weise benötige, viel schneller. Fühlen Sie sich frei, weitere Fragen zu stellen.

— Rolf Ostergaard
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"1) Die meisten Bypass-Empfehlungen in Datenblättern und Anwendungshinweisen sind ziemlich zufällig." Haben Sie Insiderwissen über eine globale Verschwörung, mit der die Leute dazu gebracht werden sollen, Bypass - Kappen falsch zu verwenden?

— Platzhalter

Haha. Du siehst Sachen wie "so nah wie möglich". Ist das solide Technik - oder "ziemlich zufällig"? Für mich würde eine solide Empfehlung darüber sprechen, wie niedrig die Impedanz sein sollte und mit welcher Frequenz oder so ähnlich. Wie hier erklärt: ee-training.dk/tip/good-pdn-low-impedance-to-infinity.htm

— Rolf Ostergaard

Nun, ich musste in diesem Blogbeitrag nicht viel lesen. "Die noch höheren Frequenzen können zwar auch auf Die-Ebene gehandhabt werden, dies ist jedoch auf der Platinenebene nicht messbar, da die Verbindungsinduktivität auf dem Gehäuse möglicherweise zu hoch ist. " das sagt mir genug.

— Platzhalter

Was hast du dir das gesagt? Sie haben Recht - es ist schwer, dies auf Board-Ebene zu messen. Da im Datenblatt jedoch keine Informationen dazu enthalten sind, ist es auch schwer zu rechtfertigen, irgendetwas basierend auf der Hoffnung zu entwerfen, dass es da ist.

— Rolf Ostergaard

Ich stütze mich dabei auf Erfahrungen aus vielen verschiedenen Datenblättern. Ich erkenne auch, dass dies eher eine Meinung als eine Tatsache ist, die ich beweisen möchte, und änderte daher den Wortlaut in der Antwort, um dies widerzuspiegeln. Sie haben Anspruch auf eine andere Meinung.

— Rolf Ostergaard

Der wahrscheinliche Grund, und da ich diesen Chip nicht entworfen habe, ist, dass ST einige hochwertige Bypass-Kappen auf dem Chip eingebaut hat, indem Ersatzfläche auf dem Chip verwendet wurde. Diese Kapazität ist von sehr hoher Qualität, sehr hoher Resonanz und sehr kleiner Induktivität. Was üblich ist, ist die Verwendung von Gate-, Bohrloch- und sogar Metallschichtkapazitäten. Dies reduziert die Anforderungen an die Off-Chip-Kondensatoren und erhöht die wahrscheinliche Erfolgsquote eines Kunden.

— Platzhalter
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