Verdoppelt sich der Ausgangs-Bypass-Kondensator eines LM7805 als Entkopplungskondensator?

Ich verwende einen 5-V-Linearregler (insbesondere einen LM7805), der direkt an einen ATMEGA328P ausgibt. Gemäß dem LM7805-Datenblatt (Seite 23) sollten Eingangs- und Ausgangs-Bypass-Kondensatoren verwendet werden, wie unten gezeigt, um Spitzen zu zähmen und Stabilität zu gewährleisten.Schema des LM7805 mit Bypass-Kondensatoren

Es hat sich bewährt, vor einem IC, in diesem Fall einem ATMEGA328, auch einen Entkopplungskondensator einzubauen. Wirkt der 0,1-μF-Kondensator auf der Ausgangsseite des LM7805 als Entkopplungskondensator, wenn der Regler direkt nach dem Ausgangs-Bypass-Kondensator in den IC einspeist?

FYI, für meine Unos und Nanos verwende ich immer 9 V in den Vin-Pin, und dann bekomme ich ungefähr 5,09 V am 5-V-Pin. Ich muss dies tun, weil ich die ADCs verwende und eine stabile Vref brauche. Außerdem glaube ich persönlich, dass es klug ist, 9 V zu verwenden, damit der integrierte Regler weniger Wärme abgeben kann.
@SDsolar Sie sagen also, dass Sie den Spannungsregler insgesamt weglassen und die VCC-Pins mit 9 V versorgen?
Nein. Es kommt in den Vin-Stift, wie ich oben sagte. Aber ich werde die 12-zu-9-Volt-Konverter zugunsten eines 7809 ablegen, der direkt am Nano montiert ist.
@SDsolar Oh, verstanden. Sie haben den Nano erwähnt und ich dachte, Sie beziehen sich auf den Atmega anstelle des 7805. Mein Fehler.
Ich habe den Atmega nicht verwendet, aber ich glaube, die Stromeingangsschaltung ist ähnlich. Die Nanos und Unos können mit 12 V umgehen, aber ihre Bordregler werden dadurch heißer. Und diese billigen 12-zu-9-Konverter schwanken. Ich glaube also, dass Sie hier auf dem richtigen Weg sind. In meiner Situation habe ich festgestellt, dass das Einbringen von 5 V zu einem unberechenbaren Verhalten der ADCs führt. Und das direkte Anlegen von Spannung an Vcc scheint zu riskant zu sein. Die 7809er haben eine hervorragende Stabilitätsbilanz - Meine Einheiten ziehen etwa 340 mA. Dann kann der On-Board-Regler es auf die 5 V herunterbringen, die die Schaltkreise glücklich machen.

Antworten (4)

Das Wichtigste bei Entkopplungskondensatoren ist, dass sie physisch nahe an dem zu entkoppelnden Gerät platziert werden, um die Leiterbahninduktivität zu minimieren. Die tatsächliche Kapazität wird oft als Faustregel gewählt.

Dies impliziert, dass sich zwei Chips einen Entkopplungskondensator teilen können, wenn ihre Stromversorgungsstifte direkt nebeneinander liegen. Oder mit anderen Worten, wenn zwei identische Entkopplungskondensatoren parallel nebeneinander enden, können Sie einen davon weglassen.

Entkopplungskondensatoren sollten normalerweise so nah wie möglich an den Stromversorgungs- und Erdungsstiften ihres zugehörigen ICs platziert werden.

Sie sollten Kondensatoren am Ausgang des 7805 und am ATMEGA328 haben.

Also, @Peter, wenn ich den 7809 direkt neben dem Vin-Pin montiere, nehme ich an, dass ich nur eine 0,1-uF-Kappe verwenden könnte, richtig? Extrem kurze Leitungslängen.

Befindet sich der IC in der Nähe des Reglers, reicht möglicherweise ein Kondensator aus. Wenn jedoch der Eingang des Reglers von einer anderen Schaltung belastet wird, besteht die Möglichkeit, dass sich der Reglerausgang schneller entlädt als der Eingang. Ich würde daher vorschlagen, eine Diode zwischen Eingang und Ausgang des Reglers zum Verpolungsschutz zu schalten.

Der Zout von 7805 beträgt 0,016 Ω bei 1 kHz *, aber da die interne Rückkopplungsverstärkung wie bei einem Operationsverstärker mit steigendem f abnimmt, steigt Zout mit f an, sodass er bei 10 MHz außerhalb der Bandbreite liegt und die Lastregelung begrenzt = 100 mV / 5 V = 2 % bei 1,5 A 0,1 V/1,5 A = 67 mΩ

Fügen Sie dann eine beliebige Spurinduktivität hinzu und Sie erhalten ...

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Die Position der Keramikkappen mit niedriger Impedanz beeinflusst sowohl das, was der Regler mit dem Q des RLC-Eingangscct sieht, als auch die Dämpfung eines CMOS-Lastabfalls der Stufe C auf der Spannung.

Wie Peter sagt, werden beide Standorte für lange Spuren mit etwa 10 nH pro cm für Spuren mit einer Länge / Breite von 10: 1 bis zu 30 nH / cm für ein Verhältnis von 100: 1 erforderlich, wie ich mich für typische Spuren erinnere. 50 nH sind also 5 cm oder 2 "für 0,5 cm oder 5 mm breite Stromspuren für 0,035 mm Dicke.

Aber für Power/Gnd-Ebenen reduziert sich dies auf ~ 1 nH/Via (abhängig vom L/D-Verhältnis) und 2 nH/cm für die Pfadlänge für jede quadratische Ebene und dünneres Dielektrikum erhöht auch nF/cm^2 mit niedrigem ESR inverses Quadrat, aber begrenzt durch dielektrischer Durchschlag und Defekte für Grate, die die Versorgung kurzschließen. Hierfür gibt es kommerzielle Lösungen.

ps C2 ist das äquivalente C für uC und es hat auch einen nicht gezeigten ESR. C bewirkt einen dynamischen Leistungsanstieg mit der Taktrate. oder Delta Ic = CdV/dt * Delta f. somit kann C geschätzt werden. Wenn die dV/dt-Anstiegsgeschwindigkeit als konstant angenommen wird, aber mit T ['C] ansteigt, wird C zum Verhältnis der Änderungen für ΔIc/Δf * 1/Anstiegsgeschwindigkeit. ESR ist schwieriger und hängt von der Anzahl der FETs ab, die jeweils etwa 25 Ohm parallel schalten.

Somit hängt ein endgültiger Welligkeitsstrom von sehr niedrigen ESR*C =T-Werten <= und >= Anstiegszeit für die Lastregelung des geschalteten C von Coss des CMOS ab.

Dies ist meine technische Analyse unserer Faustregel, niedrige C-Werte so nah an der Quelle und der Last zu verwenden. da kleinere C niedrigere ESR-Werte haben, die durch die kleinste Größe begrenzt sind. Tantal- und Alaun-E-Caps mit extrem niedrigem ESR können eine Effektivität von 1 us oder < 1 MHz aufweisen, und Keramik << 1 us bis < 1 ns für Mikrowellen-Caps mit niedrigem ESL.