Зачем кондеры впараллель? Опции

[lun]

В даташитах в рекомендуемых схемах включения часто рисуют между VCC и GND параллельно 3 кондера, например 10nF, 100nF и 2.2uF. Почему не достаточно одного?

И еще вопросик: Чем хороши по питанию танталовые конденсаторы?

[Сергей Борщ]

В даташитах в рекомендуемых схемах включения часто рисуют между VCC и GND параллельно 3 кондера, например 10nF, 100nF и 2.2uF. Почему не достаточно одного?

Конденсаторы кроме емкости имеют еще паразитные параметры - индуктивность и сопротивление. Эти параметры разные для конденсаторов разной емкости. Соответственно, они по-разному влияют на подавление помех на разных частотах.
Танталовые конденсаторы обладают низкой инуктивностью и, в отличие от электролитических, не высыхают и, следовательно, не теряют емкость со временем.

[proxi]

В даташитах в рекомендуемых схемах включения часто рисуют между VCC и GND параллельно 3 кондера, например 10nF, 100nF и 2.2uF. Почему не достаточно одного?

И еще вопросик: Чем хороши по питанию танталовые конденсаторы?

это чтобы лучше давить всякий шум- мусор по питанию....

[lun]

Конденсаторы кроме емкости имеют еще паразитные параметры - индуктивность и сопротивление. Эти параметры разные для конденсаторов разной емкости...

Так что же, паразитные параметры больше зависят именно от емкости, чем от типа+производителя+... ?

Сообщение отредактировал lun - Sep 6 2008, 14:45

[MrYuran]

Ага, недавно к нам снабженец припёрся с такой идеей - типа зачем вам блокировочные кондёры 0,1мк около каждой микросхемы - давайте типа поставим один большой. Типа зверская экономия в плане трудоёмкости монтажа.

Ну мы его вежливо так послали... В бухгалтерию...

Обычно параллельно ставят электролит и керамику. Связано это с тем, что на высоких частотах электролит обладает высоким сопротивлением и не может эффективно давить ВЧ помехи. Тут как раз керамика помогает. А на низких частотах керамика "отдыхает" из-за низкой ёмкости, а электролит как раз сглаживает пульсации.

Танталы по-моему обладают лучшими частотными характеристиками, чем электролиты, а главное, значительно меньшим током утечки. Также допускают бОльшие пульсации напряжения.

[DpInRock]

Так что же, паразитные параметры больше зависят именно от емкости, чем от типа+производителя+... ?

Двигатель объемом 2.4 литра будет жрать больше бензина , чем двигатель объемом 1.4 литра. И от производителя и типа завит что-то, но очень немного.

[Flasher]

про пульсации и тантал Вы очень сильно ошибаетесь. Они очень часто выходят из строя если допустить чтобы через них шел большой зарядный ток

[Microwatt]

В даташитах в рекомендуемых схемах включения часто рисуют между VCC и GND параллельно 3 кондера, например 10nF, 100nF и 2.2uF. Почему не достаточно одного?

ЛЮБОЙ конденсатор имеет резонансную частоту. Он на какой-то частоте резонирует со своей паразитной индуктивностью выводов. Следовательно, подавление всего спектра прямоугоьного импульса будет не совсем эффективным.
Если необходимо давить пульсации в очень широком спектре, то включают набор керамики. Скажем, 1000pF, 10 тыс pF и 0.1uF. Суммарная картинка их комплексного сопротивления гораздо ровнее.

[lun]

Всем бошльшое спасибо!

Но вопрос все-таки еще остается открытым.

Обычно параллельно ставят электролит и керамику. Связано это с тем, что на высоких частотах электролит обладает высоким сопротивлением и не может эффективно давить ВЧ помехи. Тут как раз керамика помогает. А на низких частотах керамика "отдыхает" из-за низкой ёмкости, а электролит как раз сглаживает пульсации.

Зачем тогда ставить керамику разной емкости?

DpInRock,
про двигатель и бензин неудачное сравнение, вопрос про конденсаторы

[EUrry]

Но вопрос все-таки еще остается открытым.
Зачем тогда ставить керамику разной емкости?

Вам же ответили!!!

ЛЮБОЙ конденсатор имеет резонансную частоту. Он на какой-то частоте резонирует со своей паразитной индуктивностью выводов. Следовательно, подавление всего спектра прямоугоьного импульса будет не совсем эффективным.
Если необходимо давить пульсации в очень широком спектре, то включают набор керамики. Скажем, 1000pF, 10 тыс pF и 0.1uF. Суммарная картинка их комплексного сопротивления гораздо ровнее.

Или не успели увидеть?

[lun]

Вам же ответили!!!
Или не успели увидеть?

Действительно не успел увидеть. Теперь проясняется, но только при условии приблизительного равенства параз. индуктивности у кондеров разной емкости. Разве не может оказаться, что у 0.1 индуктивность в 10 раз меньше, чем у 0.01 (напр., разные производители)? Тогда что он один, что их два -- резонанс будет на одной частоте

Сообщение отредактировал lun - Sep 6 2008, 17:36

[Aesthete Animus]

Довольно часто под микросхемой ставят конденсаторы в непосредственной близости от ножек питания. Возможно, каждый из указанных Вами кондеров относится к своей ноге. Советую заглянуть в Schematic Check List соответствующей микросхемы.

[proxi]

Всем бошльшое спасибо!

Но вопрос все-таки еще остается открытым.

Зачем тогда ставить керамику разной емкости?

DpInRock,
про двигатель и бензин неудачное сравнение, вопрос про конденсаторы

есть кондеры 0.1u broadband перекрывает аж до 20 ГГц, но дороговато получится, часть с конденсаторами
можно отнести отчасти к шаманизму, ну пошло так с ТТЛ овских времен схемы могли заводиться и на
низких частотах, поэтому там 1000пф 100нФ затем мкф...еще зависит от места, нужно на выводах,
у каких BGA понатыканны 10 ки по 10нФ а по схеме все параллельны....

[Diusha]

Маленький расчет:

f=2п/(LC)^1/2
Берем C=0.1мкФ, f=10МГц, хотим найти, какая д.б. L для резонанса на этой f:
L=4п^2/f^2/C = 4мкГн

[DpInRock]

DpInRock,
про двигатель и бензин неудачное сравнение, вопрос про конденсаторы

Когда поймете, что удачное, то значит и поймете про конденсаторы.

[lun]

Когда поймете, что удачное, то значит и поймете про конденсаторы.

Вот наоборот может быть: когда пойму про конденсаторы, то, возможно, пойму и что Вы имели в виду про двигатели.
Но для понимания сути с кондерами двигатели абсолютно не помогают.
Sorry

Сообщение отредактировал lun - Sep 6 2008, 18:28

[monos]

Вставлю свои пять копеек. Еще кол-во кондеров зависит от трассировки, например, 10 нан расположены непосредственно у ног питания мс и сглаживают провалы напряжения, возникающие из-за индуктивности дорожек печ.пл. при резко-переменной нагрузке (крутых фронтах при переключении мс), а 100 нан и 2.2 мк- (неполярный и электролит)- это стандартный набор фильтра питания, расположен не в непосредственной близости от мс.

[Microwatt]

Вставлю свои пять копеек. Еще кол-во кондеров зависит от трассировки, например, 10 нан расположены непосредственно у ног питания мс и сглаживают провалы напряжения, возникающие из-за индуктивности дорожек печ.пл. при резко-переменной нагрузке (крутых фронтах при переключении мс), а 100 нан и 2.2 мк- (неполярный и электролит)- это стандартный набор фильтра питания, расположен не в непосредственной близости от мс.

Да. конструктивно правильно вроде так.
Самое высокочастотное давится прямо возле выводов. Более низкие частоты могут прогуляться по меди дальше к электролиту. При этом они не так сильно излучаются на большей длине и паразитная индуктивность дорожки не так им мешает заряжать/разряжать большой электролит. У него и собственная индуктивность достаточно высока, потому ставить его ближе - особого выигрыша, кроме чисто омического, нет.

[LeonY]

Двигатель объемом 2.4 литра будет жрать больше бензина , чем двигатель объемом 1.4 литра. И от производителя и типа завит что-то, но очень немного.

Эт все теоретические измышления (о двигателях) - в семье 3 машины: 2 BMW, 328 и 325 и Honda 1.7. Так вот все 3 жрут приблизительно одинаково в одинаковых условиях, в городском режиме Honda даже больше - мощности не хватает и приходится форсировать двигатель. Увы...

[cioma]

У Говарда Джонсона все по поводу развязки питания разжевано
http://www.sigcon.com/pubsIndex.htm#bypass%20capacitors

[furymaxx]

В цифровых схемах обычно ставится 0.1мкФ керамика с диэлектриком X7R и параллельно 1000 пФ керамика с диэлектриком NP0. У этих двух типов коденсаторов разный рабочий частотный диапазон, т.е. обеспечивается эффективное подавление в более широкой полосе частот.

[Stariy Alex]

...
Самое высокочастотное давится прямо возле выводов. Более низкие частоты могут прогуляться по меди дальше к электролиту. При этом они не так сильно излучаются на большей длине и паразитная индуктивность дорожки не так им мешает заряжать/разряжать большой электролит. У него и собственная индуктивность достаточно высока, потому ставить его ближе - особого выигрыша, кроме чисто омического, нет.

Хм..., а теперь курьез. В 1985-87 гг ко мне обратился один тип (родной брат) с неким вопросом -
самодельная плата компа на проце Моторола и К155 не инициализировала до конца Биос.
Пайка была в норме и тады замерил простым тестером напряжение между массой на входе питания и
массы в точках PCB. Иногда тестер показывал +0,5 В.
На входе стоял один элетролит, а на выводах питания МС один Кер. на 5 штук.
На мой вопрос - как ты мог такое развести, ответ был : "Не я!".
Выход был такой - по углам припаяли 10 мф, а к ножкам питания навесили каждой мс по кер 0,1.

[sheh]

Рисунок, того как формируется импеданс параллельного соединения различных конденсаторов.




Когда я в свое время разбирался с данным вопросом он мне здорово помог.

Сообщение отредактировал sheh - Sep 7 2008, 08:15

[Sergei_Ilchenko]

Интересная картинка

[Herz]

Хм..., а теперь курьез. В 1985-87 гг ко мне обратился один тип (родной брат) с неким вопросом -
самодельная плата компа на проце Моторола и К155 не инициализировала до конца Биос.
Пайка была в норме и тады замерил простым тестером напряжение между массой на входе питания и
массы в точках PCB. Иногда тестер показывал +0,5 В.
На входе стоял один элетролит, а на выводах питания МС один Кер. на 5 штук.
На мой вопрос - как ты мог такое развести, ответ был : "Не я!".
Выход был такой - по углам припаяли 10 мф, а к ножкам питания навесили каждой мс по кер 0,1.

Действительно, курьёз. Ибо непонятно, как количество конденсаторов повлияло на падение напряжения между "массами"? Массы... Может, это не комп, а автомобиль был? Больше 20 лет ведь прошло...

[zltigo]

В цифровых схемах обычно ставится 0.1мкФ керамика с диэлектриком X7R и параллельно 1000 пФ керамика с диэлектриком NP0.

Два, это уже практически в далеком прошлом. Вот например рекомендации производителя по совершенно обыденному по нынешним временам Cyclone лежащему у меня перед носом:

(10) Decouple VCCA power island with a parallel combination of 1x47uF, 1x4.7uF, 1x0.1uF, 1x0.022uF, 1x0.01uF, 1x0.0047uF, 2x0.022uF, 1x0.001uF. Use 0402 package for 0.1uF and smaller
capacitors for lower mounting inductance. Place 0.1uF and smaller capacitors as close to the device as possible. On-board capacitors do not decouple higher than 100 MHz due to ”Equivalent Series
Inductance” of the mounting of the packages. Proper board design techniques such as interplane capacitance with low inductance should be considered for higher frequency decoupling. To minimize
impact on jitter, a 20mV ripple voltage was used in the analysis for VCCA decoupling.
.....
(11) Decouple VCCD_PLL power island with a parallel combination of 1x470uF(low ESR Tantalum), 1x4.7uF, 5x0.1uF, 2x0.01uF, 1x0.0047uF, 1x0.0022uF. Use 0402 package for 0.1uF and smaller
capacitors for lower mounting inductance. Place 0.1uF and smaller capacitors as close to the device as possible. On-board capacitors do not decouple higher than 100 MHz due to ”Equivalent Series
Inductance” of the mounting of the packages. Proper board design techniques such as interplane capacitance with low inductance should be considered for higher frequency decoupling. To minimize
impact on jitter, a 20mV ripple voltage was used in the analysis for VCCD_PLL decoupling.

[sheh]

Два, это уже практически в далеком прошлом. Вот например рекомендации производителя по совершенно обыденному по нынешним временам Cyclone лежащему у меня перед носом:

Я не вкурсе как у альтеры, но у Xilinx в Virtex5 бОльшую часть конденсаторов поставили под корпус (конешно жаль что только под некоторые корпуса). В целях фильтрации питания лучшего решения не придумаешь: близко к источнику помехи, нет паразитных эффектов от корпусов конденсаторов, упрощается PCB, да и в конце концов список Bill Of Material становится короче.

Извините, что немного не по теме.

[rv3dll(lex)]

мои 5 копеек.

дело в том что когда так пишут то подрузомевают, что разработчик позвонит в китайскую фирму и поставит в схему конденсаторов на сумму 1 доллар - за все 20-30 штук. то есть самые дешевые.

наставить только одних npo их надо очень много и проводки к ним сведут на нет их преимущества поставить только x7r не вычистить самых высоких частот, если они конечно там есть.

скажем так если поставить отечественный к10-17В с соответствующим диэлектриком можно обойтись только ими. Хорошие импортные блокировочные конденсаторы стоят тоже немало.

насчёт будущего процессоры настольных компов уже давно не требуют установки самых мелких они припаяны на или внутри самого процессора.

virtex - 5 также может работать с гораздо меньшем количеством конденсаторов по тойже причине.

[zltigo]

Я не вкурсе как у альтеры, но у Xilinx в Virtex5...

В данном описанном мной случае, это совсем не крутой, по отношению топовым чипам, чип в банальном LQFP144 корпусе Соответственно никаких промежуточных носителей с емкостями быть не может в принципе.

[rv3dll(lex)]

Двигатель объемом 2.4 литра будет жрать больше бензина , чем двигатель объемом 1.4 литра. И от производителя и типа завит что-то, но очень немного.

при переделке моего мотора 1690 см3 на 1875 см3 и доработке системы питания -зажигания потребление в смешанном цикле снизилось на 20 процентов хотя максимальная мощность возросла с 80 до 110 лс.

двигатель 1,4 литра при определённых условиях не может жрать больше двигателя 2,4 литра.

пример про хонду очень полезный. она обладает высокооборотистым двигателем со смещённым в область высоких оборотов пиком максимального момента. ВСХ мощности на 1000 оборотах кв покажет 10 лс когда бмв - 25. раскрутив движок до 4000 всё в корне меняется в сторону хонды.

[sheh]

В данном описанном мной случае, это совсем не крутой, по отношению топовым чипам, чип в банальном LQFP144 корпусе Соответственно никаких промежуточных носителей с емкостями быть не может в принципе.

Прошу извинить меня. Я не в коем случае не хотел сказать, что xilinx лучше альтеры, или чтото в этом роде. Просто хотел привести пример удачного решения в плане развязывающих цепей. Немного не расчитал тон моего сообщения.

Хотелось бы надеятся, что в будущем производители чипов решат за нас проблему фильтрации шумов по питанию, например как это делает xilinx.

[zltigo]

дело в том что когда так пишут то подрузомевают, что разработчик...

Если действительно Разработчик, то и прочитает, и выполнит. И поскольку конденсаторы он различает не только по емкости, а выбирает не только по минимальной цене и российскости, и с Reference design ознакомится, то все будет сделано нормально.
А если "радиолюбитель", то он и есть "радиолюбитель" - в большинстве случаев и рекомендации не сочтет нужным прочитать. Поэтому документацию в рассчете на таких не пишут .

Прошу извинить меня. Я не в коем случае не хотел сказать, что xilinx лучше альтеры...

Так я тоже не о лучше/хуже... Просто сказал,что в данном случае речь идет о простом чипе в простом корпусе на котором никаих конденсаторов в принципе быть не может навешано ни у одного производителя. Тем не менее, это довольно шустрый и функциональный чип, имеющий на своем борту нежные вещи типа PLL из котрого хочется получить тактовый генератор, а не генератор джиттера . Для здоровенных BGA-образных корпусов наличие конденсаторов, напротив, вполне обыденное явление для любого производителя.

[rv3dll(lex)]

Прошу извинить меня. Я не в коем случае не хотел сказать, что xilinx лучше альтеры

да безусловно современная альтера и ксилинг в паритете а вот если поробовать купить одноклассников предыдущих уровней то xilinx лучше altera. исключение 3000 серия альтеры лучше чем 9500 ксайлинкса.

Если действительно Разработчик, то и прочитает, и выполнит. И поскольку конденсаторы он различает не только по емкости, а выбирает не только по минимальной цене и российскости, и с Reference design ознакомится, то все будет сделано нормально.
А если "радиолюбитель", то он и есть "радиолюбитель" - в большинстве случаев и рекомендации не сочтет нужным прочитать. Поэтому документацию в рассчете на таких не пишут .

вот мы и приехали к тому что)))) если взять документ на любой 232 преобразователь максим то там нарисованы 5 электролитов на непомню 1 микрофарад кажется. Я таких электролитов не нашёл и в конструкцию заложил неполярную керамику. Хуже работать не стало.
Я использую очень много элементов и их включений из компьютеров - благо материнских плат современных убитых постоянно стопка в углу. Так вот я ни разу не видел эти электролиты ни на максимах ни на их клонах. поэтому что делает разработчик и на каком этапе он написал эту пресловутую карточку разрешения.

мораль сей басни такова. Если использовать хороший конденсатор - предназначенный для блокировки питания можно обойтись без установки другого меньшей ёмкости и с другим диэлектриком.

мораль вторая если посмотреть на процессор P4 сверху эти конденсаторы можно увидеть (видите чем они отличаются???? они не вытянутые в длину а расширенные то есто имеют минимальную длину обкладок меньшую паразитную индуктивность обкладок а следовательно меньшее сопротивление высоким частотам и не ярко выраженный резонанс в полосе частот подавления)

[zltigo]

вот мы и приехали к тому что))))....
мораль сей басни такова. Если использовать хороший конденсатор - предназначенный для блокировки питания....

Действительно и "приехали" и "приплыли" Озвучен самый важный "радиогубительский" параметр конденсатора "хороший". Хороший работает хорошо, ну а "плохой", ясен пень, плохо .
Следует правда признать, что ознакомившись с российской документацией на поминаемые "хорошие К10-17в" я пришел в уныние - кроме размеров практически ничего. Поминается масса индексов означающих диэлектрики, но отличия в общем не отражены никак. Я конечно имея за плечами советский опыт и нынешний могу предполагать, что, например, "MP0" это что-то диэлектриком типа C0G/NP0 и хоть по этому предполагать характериcтики конденсатора, но вообще жуть. Для примера просто два произвольных pdf на две линейки забугорных конденсаторов - "аналогов К10-17в". Все изложено четко, ясно, характеристики, графики...
Вся помянутая документация для сравнения в приложении. Надеюсь статет ясно, что не все кондесаторы одинаково полезны и "хороший" не есть параметр конденсатора. И почему ставятся для "блокировки питания" конденсаторы с разными емкостями, которые еще и с разными типами диэлектрика.

Прикрепленные файлы

 cap.rar ( 381.11 килобайт ) Кол-во скачиваний: 42

 

[rv3dll(lex)]

Действительно и "приехали" и "приплыли" Озвучен самый важный "радиогубительский" параметр конденсатора "хороший".

хороший - это тот с которым работает соответственно плохой с которым не работает.
есть такая штука Е7-8 (к сожалению дома нет такой есть е7-13 только((()
этой штукой мы промеряли разные типы конденсаторов в том числе из материнок компьютеров вопрос использования их с тексасовскими процами и их клонами (SCAN)
так вот конденсаторы к10-17 и км-4-5-6 н30 в бескорпусном исполнении превосходили по параметру угла диэлектрических потерь образцы выпаянные из материнских плат и отладочных наборов на чём мы и успокоились.

[zltigo]

есть такая штука Е7-8 (к сожалению дома нет такой есть е7-13 только((()
этой штукой мы промеряли разные типы конденсаторов...

....на одном килогерце...

....на чём мы и успокоились.

Типа и на сотнях-тысяче мегагец все будет неизменно прекрасно

[rv3dll(lex)]

....на одном килогерце...

Типа и на сотнях-тысяче мегагец все будет неизменно прекрасно

может и не будет - но если на 1 10 и 100 килогерц по моему это прибор делает так превосходит то дальше и подавно

[zltigo]

может и не будет - но если на 1 10 и 100 килогерц по моему это прибор делает так

"Этот" так не делает - 1KHz и точка.

превосходит то дальше и подавно

Ну а что происходит "дальше", это можно посмотреть у тех производителей, которые нормируют параметры своей прдукции.

[rv3dll(lex)]

Ну а что происходит "дальше", это можно посмотреть у тех производителей, которые нормируют параметры своей прдукции.

ага только когда в чм детекторы запаяли ихние конденсаторы которые x7r и амплитуда чегото пошла раз так в 100 меньше то 2 флага из ящика "радиолюбителя" ( красных надеюсь знаешь что такое) заработали как часы))))

ПО секрету скажу если уже на килогерце такое дальше труба вообще
да есть хорошие фирмы типа Murata только сколько человек применяют их продукцию????

большинство ООО СМП откуда эти детали?

[zltigo]

ага только когда в чм детекторы запаяли ихние конденсаторы которые x7r и амплитуда чегото пошла раз так в 100 меньше

Это естественно, поскольку только радиолюбители пробуют использовать керамику X7R, да еще купленую, полагаю, на вес от noname для чего-либо либо требущего качества. Я ведь не зря два pdf c X7R и C0G выложил для сравнения.

то 2 флага из ящика "радиолюбителя" ( красных надеюсь знаешь что такое) заработали как часы))))

А чегож это не хорошие, например, К10-17в H90

[Herz]

Н-да... Некоторые, с приёмкой, кои потом кавказцы на металл скупили, ещё ничего были. А уж после... Нет, можно, конечно поставить один-два "хороших" конденсатора вместо десятка рекомендованых и долго потом удивляться чудесам.

[_4afc_]

Пример процессорного модуля работающего на частоте 1ГГц. (Процессор - PPC7447)
Монтаж односторонний, минимум керамики и отсутствие танталов в корпусах А-Е.

Конкуренты - монтаж двухсторонний, (+кеш?), тантал, разъём.

Обе платы - надёжно работают, но чья плата дешевле?

[zltigo]

Обе платы - надёжно работают...

...на столе.

, но чья плата дешевле?

Та, у которой в течении срока службы и срока выпуска меньше будет отказов и сбоев на объекте у заказчика.