Bypass-Kondensatoren mit ICs teilen oder nicht?

Ich habe eine Platine, die viele der gleichen IC MAX9611 hat . Laut Datenblatt sollten parallele 0,1uF- und 4,7uF-Kappen umgangen werden. Jetzt habe ich 15 davon direkt nebeneinander:

Ich bin nicht sicher, ob ich alle diese Kappen für jeden einzelnen IC löten muss. Zum einen wird die Kapazität meiner 2-Lagen-Platine (VCC pour top, GND bottom) möglicherweise zu hoch und es kann zu Interferenzen mit I2C-Signalen kommen. Ich habe keine Erfahrung mit dieser Konfiguration, daher weiß ich nicht, was im schlimmsten Fall passieren wird.

Ich werde jeden IC einzeln lesen / schreiben, so dass kein IC zur gleichen Zeit betriebsbereit ist.

Ich meine, muss ich alle Kappen löten, oder kann ich z. B. davonkommen, Kappen für jeden 2. Chip zu haben?

— Sean87
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Nun, wenn das Datenblatt besagt, dass ein IC 4,7 uF haben sollte und Sie es zwischen einem Dutzend ICs sahre, hat dann jeder IC noch 4,7 uF?

— PlasmaHH

Wechseln sie gleichzeitig? Wenn nicht, können Sie kreative Dinge tun, vorausgesetzt, die Impedanz vom Kondensator zum IC ist immer noch niedrig. Wenn sie gleichzeitig wechseln, ist die Situation schlechter. Simulieren Sie das Ereignis mit allen parasitären, ESR-, ESL- und Trace-Induktivitäten, und Sie werden sehen, wie es aussieht.

— Winny

@winny nein, ich werde jeden IC einzeln lesen / abfragen, damit sie gleichzeitig arbeiten / schalten

— Sean87 31.10.16

Sie müssen nur diejenigen umgehen, die Sie ordnungsgemäß arbeiten möchten.

— Olin Lathrop

@OlinLathrop Ich nehme an, dass ich alles umgehen muss: P: D

— Sean87

Antworten:

Das Datenblatt ist aus der Perspektive eines Chips geschrieben. Wenn Sie mehrere Chips haben, können Sie beginnen, sich Freiheiten zu nehmen.

Eine allgemeine Faustregel, an der ich arbeite, ist, einen 0,1-uF-Überbrückungskondensator direkt neben den Stromversorgungsstiften jedes Geräts zu haben (bei einigen Designs ist auch 0,01 erforderlich). Das ist nicht verhandelbar. Dann hat jede Gruppe von drei oder vier Chips einen größeren Reservoirkondensator von beispielsweise 10 uF.

Die 0,1 uF (und optional 0,01 uF) verarbeiten die Hochfrequenztransienten von Takten und dergleichen, und die größeren 10 uF verarbeiten alle größeren Schaltanforderungen von der Gruppe von Chips.

Für Ihr Design mit 15 Chips könnten Sie also 15 x 0,1 uF und 5 x 10 uF haben. Das sind 10 Kondensatoren weniger.

Wie Sie die Spuren für die Energie ordnen, hat auch einen Effekt. Im Allgemeinen soll die Leistungsebene mit dem Reservoirkondensator verbunden werden und dann die Bypass-Kondensatoren von diesem Kondensator speisen, anstatt direkt von der Leistungsebene. Auf diese Weise werden sie von diesem Kondensator entkoppelt und ignorieren ihn nicht nur (weitgehend).

Die Auswahl des Speicherkondensators ist nicht so kritisch wie erwartet, da nicht alle Chips gleichzeitig verwendet werden. Es ist besser, über das hinauszugehen, was für einen Chip steht, aber Sie brauchen nicht einmal drei Mal (obwohl Sie es könnten). Sie möchten jedoch mehr als 4,7, da, wenn ein Chip das meiste davon benötigen sollte, für den nächsten Chip nichts übrig bleibt und Sie (abhängig von der Leistungsimpedanz) möglicherweise feststellen, dass er nicht die Leistung im Kondensator für Sie hat.

Ein weiterer Vorteil dieser Art von Anordnung, bei der Sie nicht nur Platz sparen, sondern auch weniger Gesamtkapazität haben, besteht darin, dass die Gesamtkapazität Ihrer Stromversorgung verringert wird. Das bedeutet weniger Einschaltstrom, was ein wichtiger Faktor bei der Arbeit mit Strom sparenden Stromversorgungen sein kann, bei denen strenge Vorschriften für den möglichen Einschaltstrom gelten, z. B. USB.

Wenn Sie für viele dieser Chips eine große Kapazität für die Stromversorgung haben, möchten Sie möglicherweise auch ein Stromversorgungssystem mit a in Betracht ziehen Sanftanlaufoption , um den Einschaltstrom zu verringern und alle Kondensatoren langsamer aufzuladen. Halten Sie alle aktiven Teile des Stromkreises in RESET, bis der Ausgang "Power Good" Ihres Sanftanlaufreglers aktiv wird.

— Majenko
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Wenn zwei Geräte nicht gleichzeitig schalten, hätte keiner mehr Bedenken, Spannungstransienten zu liefern, wenn sie nicht schalten, als wenn sie es sind, und wenn eine Bypass-Kappe, die zwischen den beiden Geräten geteilt wird, jedem Gerät genauso nahe ist wie eine Eine nicht geteilte Obergrenze wäre ein Nachteil, wenn die Obergrenze auf diese Weise geteilt würde.

— Supercat

@supercat Da alle Geräte (scheinbar) einen einzigen I2C-Bus gemeinsam nutzen, werden sie alle Dinge sogar passiv ausführen (den I2C-Stream lesen und nach ihrer Adresse suchen). Sie möchten, dass ihre HF-Kappe die Transienten verarbeitet, die mit dieser Uhr arbeiten, während die LF-Kappe die größeren, langsameren Transienten während des Betriebs verarbeitet. Obwohl immer nur ein Chip aktiv verwendet wird, überwachen alle 15 Chips den I2C-Bus, der aktiv ist und eine Entkopplung erfordert. Wenn die Chips vollständig deaktiviert wären, könnten Sie mit weniger Entkopplung davonkommen, aber das sind sie nicht.

— Majenko

Der wichtigste Punkt ist, dass der .1μF-Kondensator mit einer wirklich niedrigen Impedanz an jeden Chip angeschlossen ist. Wenn Ihr GND-Guss auf der Unterseite eine wirklich gute Massefläche ergibt, erhalten Sie wahrscheinlich eine kleine Kappe pro zwei ICs, wenn Sie die VCC-Stifte dieser ICs so ausrichten, dass sie wirklich nahe beieinander liegen, und die Bypass-Kappe. und Erdungslöcher in der Nähe der GND-Stifte beider ICs und der Überbrückungskappe haben. Aber hey, beide ICs erhalten dasselbe I2C-Taktsignal, ziehen also gleichzeitig Strom, sodass Sie wahrscheinlich eine größere Kappe benötigen, wenn zwei Chips umgangen werden. Ich würde in diesem Fall nicht unter .15μF fallen.

Ich stimme mit Majenko über die größeren Reservoirkappen überein.

— Michael Karcher
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Ich stimme dem größtenteils zu ... Sieh im Datenblatt des IC nach, ob dort ein maximaler Abstand für die 0,1-uF-Kappe angegeben ist (ich habe dort gesehen, dass sie <0,5 Zoll vom Chip entfernt sein sollten). Wenn du kannst Setzen Sie eine Kappe zwischen zwei Chips und halten Sie sich in dieser Entfernung auf. Ich bin jedoch nicht damit einverstanden, die kleinere Bypass-Kappe zu vergrößern. Wenn Sie sie vergrößern, wird der Frequenzgang verringert, und es ist wichtig, eine geeignete Frequenz zu haben Antwort für eine Bypass-Kappe, um seine Arbeit zu erledigen.

— Doktor J