Добрый день!

Для развязки питания цифровых схем обычно рекомендуется параллельное включение конденсаторов разных номиналов для получения низкого импеданса в широком диапазоне частот. Например, здесь для развязки питания STM32F103 ув. =AK= советует параллельное включение конденсатора 1мкФ и 4-х конденсаторов 10нФ.

Если взять эквивалентные схемы конденсаторов, например, для серии CGA3, и построить график зависимости модуля импеданса для параллельного включения 1мкФ и 4x10нФ, то получится кривая с резонансным подъемом на частотах 20-50МГц (желтая линия на графике). На частоте 35МГц импеданс параллельно включенных конденсаторов почти в 5 раз больше, чем импеданс каждого из конденсаторов по отдельности. Результат ожидаемый, поскольку в диапазоне частот между собственными резонансами конденсаторов фазы их импедансов различаются практически на 180 градусов, конденсаторы "мешают" друг другу.

Эффект заметный, однако о нем совершенно не упоминается в контексте проектирования развязки питания. Это действительно не важно? Или в реальных платах вредное взаимовлияние конденсаторов как-то нивелируется?

..для STM32F103 в своих схемах я ставил по одному конденсатору 0.1 мкф на каждую ножку питания и один 10 мкф в центре под корпус, всегда без сбоев работало на f=72 Мгц , пит 3.3В в диапазоне +10 - +50.
з.ы.
и я подозреваю, что я ещё и перебдил.

а параллельновключенные резисторы суммируются?

Есть еще сопротивление нагрузки и индуктивность дорожек между конденсаторами. Поэтому да, нивелируется.

Поставьте парочку конденсаторов по 0.1 мкФ. А 10 нФ я ставлю в питание высокочастотных узлов, в дополнение к другим. Не в питание МК.

что-то у вас не правильно насчитано
[attachment=108918:cap.png]

А вы учитывали индуктивности и сопротивления проводников разводки питания на печатной плате? И проводников, соединяющих кристалл с пинами земли и питания? Если пытаться их учитывать, то эквивалентная схема будет намного сложнее. А сильно упрощенная схема будет состоять из одного конденсатора 10nF и более-менее идеальной емкости (которая есть емкость всех остальных конденсаторов в питании), присоединенной к нему через некую индуктивность с потерями.

С Вашими графиками согласиться не могу. Посмотрите, например, на характеристики CGA3E1X7R1C105KT на сайте производителя. В окрестности резонанса на графике есть характерный "клювик" – на Ваших кривых его нет. На частоте резонанса импеданс должен быть равен ESR (R1 в модели) – у Вас намного больше.
Скорее всего, Вы потеряли мнимые единицы в импедансе конденсатора и дросселя: 1/(i ω C), i ω L.

Если у Вас под рукой есть пакет Mathematica, посмотрите программу, которой я строил графики. Ошибиться там сложно.


Нет, не учитывал.

Не могли бы привести поддающуюся расчету эквивалентную схему? Хотелось бы разобрать по возможности упрощенный пример, на котором можно убедиться расчетом, что при некоторых заданных условиях схема (с процессором или с дискретной логикой) будет работать с блокировочным конденсатором 0402 10нФ, и не будет работать, например, с 1206 100нФ (или, совсем грубо, с электролитом 10мкФ).

да, знак потерял.
но вот значения esr что-то слишком оптимистичные,
а так да, при желании наверное можно подобрать такие low esr ёмкости которые звенеть будут на определённых частотах.

Это вряд ли. Она скорей всего будет нормально работать и в том и в другом случае. И даже с проводным конденсатором 100n, а не с SMD кондером. Тому порукой практика последних 50 лет. Но запас помехоустойчивости будет меньше.

Не хотелось бы расжигать холивар, но вопрос не такой однозначный. Или как часто советуют ставить 4-5 конденсатора с шагом 10:1.
Вот например из книги Генри Отта "Электромагнитная совместимость": игра в русскую рулетку?

15 нГ - это слишком много для SMD конденсатора. Думаю, 1 нГ - самое то.

Наверное он имел ввиду индуктивности проводников, соединяющих конденсаторы. Однако цепь питания как правило не одна линия, а что-то вроде сетки, какая там индуктивность - трудно оценить.

Я тоже более склонен к одинаковым развязывающим конденсаторам, но не вижу причин, почему надо ставить именно 100 нФ. Просто так уж повелось. Логичнее было бы ставить минимальной емкости, достаточной для развязки, что на мой взгляд ближе к 10 нФ. Просто потому что их частотные свойства лучше. А на более низких частотах вступят в действие конденсаторы, которые стоят подальше.

Интересно, что получится, если соединить конденсаторы через развязывающие ферритовые бусины. Некоторые типы ферритов позиционируются как "рассеивающие". Будут с ними резонансы или нет - неясно.

Да, если питание разводить проводниками, индуктивность может оказаться ощутимой. Нужно использовать многослойки и выделять целые слои для питания и земли. И тогда индуктивность будет очень малой. И никаких резонансов (антирезонансов, как в книге пишется) практически не будет. Потому и переходных отверстий рекомендуют ставить несколько (много), а не одно.

Наборы номиналов на цифру вообще бессмысленно ставить. Ставят как правило один большой поближе к чипу, ну например 10-47мкФ и дальше рядом с пинами по 0,1-0,47мкФ. Наборы типа 200пФ+10нФ+0,1мкФ+1-4мкФ имеет смысл ставить исключительно на аналоговые входы, применительно к СТМ32 это могут быть VDDA от которого питается АЦП часть, да и то, столько не нужно, чаще всего 10нФ+0,1мкФ достаточно. Гораздо важнее, если ток по входу небольшой, поставить феррит бид на килоом-два и после него уже группу конденсаторов