Чи потрібні кришки для роз'єднання аналогових ІС (наприклад, LM339, LM324…)?


12

Часто розмикальні ковпачки від 100 до 1 мкФ розміщуються через ІС-лінії для цифрової логіки.

Чи потрібні аналогові схеми роз'єднання ковпачків, коли середовище поділяється також мікроконтролерами та цифровою логікою?

Я ніколи їх не розміщував і не мав жодних проблем, але я ще не робив виробничі речі, тому не мав би великого досвіду.

Відповіді:


12

У змішаному сигнальному середовищі для виробництва, який повинен пройти FCC, так абсолютно.

Більш конкретно, що вам потрібно зробити, це переглянути поточне використання, частоти, які будуть наявні, і визначити, якою повинна бути загальна ємність живлення для мінімізації цих частот на джерелах живлення. В іншому випадку ви отримаєте дзвінок на площинах постачання, що може бути величезною проблемою ЕМІ.

Ви отримаєте деяку ємність від складання друкованої плати, якщо припустити, що у вас потужність і земляні літаки. Після цього вам зазвичай потрібна ємність та розмір конденсаторів для досягнення вашої мети.

Наприклад, ви можете придумати щось на кшталт:

  • 30 0,1uF 0603 макс
  • 30 10nF 0402, щоб уникнути індуктивності свинцю
  • 5 10uF тантал

Потім розсипте їх навколо логічно. 1 0,1uF та 1 10nF на штир живлення. Один тант на велику ІМ або поблизу ділянки менших струмових / аналогових ІМС.

При змішаному дизайні сигналу ви завжди повинні пам’ятати, що лише тому, що сигнал є низькочастотним аналогом, ви все одно повинні сприймати його як загрозу EMI. На цьому сигналі будуть перехідні від решти вашої системи, незалежно від того, наскільки дивовижною є ваша ізоляція.

Тут не тільки говорити про високу швидкість. Система з тактовою частотою 25 МГц і легко матиме ці проблеми та виходить з ладу FCC досить нещасно (повірте мені: 0)


Дві речі я б додав. 1) Якщо ви не можете встановити 0402 на друкованій платі, ви можете пропустити цей рівень обходу. Головне правило: "використовуйте найбільшу ємність, яку ви можете дозволити для заданого розміру пакета", якщо ви не параноїк щодо індуктивності.
ajs410

дох. 2) будьте обережні з танталовими ковпачками при використанні в якості кришки для введення живлення. вони не люблять струми напруги.
ajs410

Ваша перша точка не стосується обходу, щоб зменшити пульсацію ІМС / шуму. Замість того, щоб наклеювати найбільший ковпачок, який ви можете на штир живлення, вам потрібно подивитися на частоти, на які ви очікуєте пульсацію, і вибрати конденсатори, які мають мінімум імпедансу на цих частотах. Це залежить від діалектики, упаковки, конструкції та ємності. Якщо ви маєте справу з системою тактовою частотою 25 МГц, то ваші частоти небезпеки становитимуть 25,75,125,175,225. Як правило, 0,1uf вибирається для покриття нижнього кінця, і 10nF, як правило, ефективно від 80-300 МГц або близько того.
Марк

Те, як я підходжу до нього, - це визначити мої потреби в розв'язці як за розміром, так і за частотою. Так що скажіть, я знаю, що мені потрібно покриття від 0 до 250 МГц, я обираю будь-яке групування кришок, що призводить до того, що імпеданс до землі завжди буде <0,1 ом. Використання стандартного MLCC з діалектикою X7R, 0,1uF та 10nF охоплює мене від ~ 4 МГц до 250 МГц свердловини, що саме тут викликає найбільше занепокоєння. Внизу в діапазон звуку <20 кГц ШОЕ кераміки трохи збільшує тишу, тому використання електролітика вигідно, будь то тантал або алюміній. Таким чином, вони використовуються для об'ємного обходу низької частоти.
Марк

Потім ви зрозумієте, яка ємність вам потрібна, виходячи з поточного розтягування на різних витратах. Якщо ви знаєте поточний малюнок, ви знаєте представлений опір і можете обчислити необхідну ємність для бажаного зменшення пульсацій.
Марк

6

Це дійсно залежить від ІМС, якими Ви користуєтесь. Як правило, чим більша пропускна здатність аналогового пристрою, тим важливішим стає роз'єднання живлення. Більшу частину часу інформаційний лист для різних пристроїв дасть вам інформацію про те, що потрібно. Будь-який високошвидкісний підсилювач або компаратор може бути сприйнятливий до коливань, якщо його неправильно не обійти.


4

Аналогічні ІМС, такі як компаратори та підсилювачі, безумовно, потребують роз'єднання, особливо якщо вони використовуються як гістерезичні комутатори. Ви можете бачити дуже дивну поведінку (підстрибуючи між станами, які є досить поширеними), якщо немає хорошої розв'язки і є джерело високого шуму на джерелі живлення.

Виходячи з аналогового перемикання потужності перемикання - якщо я підозрюю, що підсилювач або компаратор не робить те, що, на мою думку, має бути, перші дві речі, які я завжди перевіряю, є: (1) чи є конденсатор роз'єднання, і (2) якщо є, чи він у хорошому електричному положенні в макеті?


2

Ще один момент, який слід враховувати при роз'єднанні конденсаторів на підсилювачах, це те, що вони повинні переходити від рейки до землі, а не від рейки до рейки. Наприклад, підсилювач напруги з рельсами +/- 5 V повинен конденсаторів по одному від кожної рейки до землі. Це забезпечить правильне відключення джерел живлення від підсилювача.

Ви також повинні мати їх на сигнальних шляхах, наприклад, невеликий конденсатор через резистор зворотного зв'язку допоможе вашому перехідному підсилювачу ланцюга переходу від тренажера до реальної друкованої плати без шуму і коливань.


Я бачив схеми з ковпаками на рейці до землі, крім однієї через обидві рейки. Чи є якась перевага в тому, щоб покласти його через рейки?
Thomas O

Немає переваги, поклавши їх через обидві рейки. Найкраще тримати їх по дорозі до землі, оскільки це забезпечує шумовий шлях від рейок до земної площини, оскільки це ваше потенційне джерело 0 В, і все потрібно відключити назад до цього!
smashtastic

1

Зазвичай я пішов би з ні. Причина роз'єднання конденсаторів є критичною для цифрової схеми в тому, що вони можуть використовувати високі струми при перемиканні станів; Конденсатор потім зменшить розмір цієї петлі струму і навіть виведе малюнок з джерела. Для аналогових схем це може бути меншою проблемою, хоча час від часу це проблема - це те, що аналогова схема дасть погані результати через шум від подачі. Тому чутлива аналогова схема відокремлена від власного живлення, можливо, з конденсаторами та індукторами, щоб згладити речі.

Однак я також досить недосвідчений, тому очікуйте на кращі відповіді найближчим часом.

Редагувати: Дійсні відповіді були кращі. Робіть роз'єднати opamps, і особливо компаратори. Радий, що я щось дізнався!


2
Дякуємо та +1 за вашу відповідь. Пристрій на зразок LM339 може швидко змінюватися, і його поточне споживання може змінюватися. Чи потрібна буде тут розв'язка в деяких ситуаціях?
Томас О

1
Ах, компаратор. Я б тоді схилявся до включення конденсаторів; вони не повинні боліти.
Yann Vernier
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.