Regel "zwei Bypass-/Entkopplungskondensatoren"?

http://www.ti.com/lit/an/scba007a/scba007a.pdf

Sie sehen den großen Kondensator, der als "Bank" oder "Bulk"-Kondensatoren bezeichnet wird. Die kleineren sind natürlich auch „Bypass“-Kondensatoren. Die Grundidee ist, dass die Parasiten eines Kondensators in der realen Welt nicht ideal sind. Ihr "Bank" -Kondensator hilft bei der transienten Leistungsaufnahme (Änderungen der tatsächlichen Stromänderung), aber aufgrund realer Probleme lässt der kleinere Bypass-Kondensator dieses Rauschen kurz auf Masse, wenn HF-Rauschen (EMI) auf die Leitung gelangt gelangt zu Ihrem IC. Darüber hinaus tragen diese beiden Kondensatoren dazu bei, Schalttransienten zu unterdrücken und die Isolierung zwischen Schaltkreisen zu verbessern.

Obwohl die Physik dieselbe ist, wird die Terminologie an ihre Funktion angepasst. Die "Bank"-Kondensatoren "liefern" eine kleine zusätzliche Ladung (wie eine Ladungsbank). Die "Bypass"-Eingänge ermöglichen es dem Rauschen, Ihren IC zu umgehen, ohne das Signal zu beeinträchtigen. "Glättungs"-Kondensatoren reduzieren die Welligkeit der Stromversorgung. "Entkopplungs"-Kondensatoren isolieren zwei Teile eines Stromkreises.

In der Praxis setzen Sie also eine Bankkappe neben eine Bypasskappe und da sind Ihre 10 uF und 0,1 uF. Aber zwei ist nur willkürlich. Sie haben etwas RF auf Ihrem Board? Benötigt möglicherweise auch eine 1nF-Kappe.

Ein einfaches Beispiel für eine reale Impedanz ist in diesem Bild zu sehen. Eine ideale Obergrenze wäre einfach eine große Abwärtsneigung für immer. Kleinere Kappen sind jedoch bei höheren Frequenzen in der realen Welt besser. Sie stapeln also ZWEI (oder DREI oder JEDOCH VIELE) nebeneinander, um die niedrigste Gesamtimpedanz zu erhalten.

Ich habe jedoch abweichende Meinungen dazu gelesen und gesagt, dass die Eigenresonanz zwischen den beiden bei bestimmten Frequenzen tatsächlich eine HOHE Impedanz erzeugt und vermieden werden sollte, aber das ist eine andere Frage.

Echte Kondensatoren haben Induktivität und Widerstand. Das Ziel eines Bypass-Kondensators besteht darin, schnell auf Stromtransienten zu reagieren, um eine stabile Spannung aufrechtzuerhalten. Die Reiheninduktivität und der Widerstand stehen diesem Ziel entgegen.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Wenn der Strom durch die Kondensatoren zunimmt, steigt die Spannung über den Widerständen nach dem Ohmschen Gesetz. Dies widerspricht dem Ziel, eine stabile Spannung aufrechtzuerhalten. Wenn sich der Strom durch den Kondensator ändert, ändert sich auch die Spannung an den Induktivitäten (denken Sie daran:$v=L \frac{di}{dt}$), wieder gegen das Tor.

Durch Parallelschalten von Kondensatoren addieren sich die Kapazitäten. Normalerweise ist das gut, weil mehr Kapazität Spannungsänderungen stärker widersteht.

Gleichzeitig werden parallele Widerstände oder Induktivitäten effektiv verringert. Die effektive Induktivität (Widerstände sind ähnlich) dieser Schaltung ist

Parallelkondensatoren erhöhen also die Dinge, die Sie wollen (Kapazität), und verringern die Dinge, die Sie nicht wollen (Induktivität, Widerstand).

Außerdem neigen Kondensatoren mit niedrigem Wert aufgrund ihrer geringeren Größe dazu, eine niedrigere Induktivität zu haben und sind daher besser für einen Betrieb mit höherer Frequenz geeignet.

Dies funktioniert natürlich nur bis zu einem gewissen Punkt, da jede echte Möglichkeit, Kondensatoren parallel zu schalten, eine Induktivität hinzufügt. Irgendwann wird durch den Pfad zu einem zusätzlichen Kondensator so viel Induktivität hinzugefügt, dass dies keinen Nutzen mehr bringt. Das richtige Layout zur Minimierung der Induktivität zu finden, ist ein wesentlicher Bestandteil des Designs von Hochfrequenzschaltungen. Schauen Sie sich alle Kondensatoren um eine CPU herum an, um eine Idee zu bekommen. Hier sehen Sie viele in der Mitte des Sockels, und noch mehr auf der Unterseite der Platine, die nicht sichtbar sind:

Ich versuche es etwas einfacher auszudrücken.

Die kleineren Kappen werden Bypass-Kappen genannt, aber ihr Hauptzweck besteht darin, mit Hochfrequenzspitzen fertig zu werden. Sie müssen klein sein, um schnell entladen und aufgeladen zu werden, je nachdem, wie oft die Spitzen eintreffen.

Die größeren Caps werden als Bulk-Caps bezeichnet und behandeln größere Stromschwankungen. Vor allem, wenn Sie plötzlich eine große Last auf eine Schiene legen, benötigen Sie größere Kappen, um die neue Last zu versorgen.

Darüber hinaus hilft das Vorhandensein von zwei Kondensatoren auch dabei, ihren äquivalenten Serienwiderstand (ESR) zu reduzieren, ein erblich variierendes Attribut, und dies wird besonders wichtig, wenn Bordstromversorgungen hergestellt werden.