Benötigt meine Schaltung Entkopplungskappen? [Duplikat]

Ich habe ein sehr einfaches Design, für das ich jetzt am PCB-Layout arbeite. Und im Moment denke ich über das Thema Entkopplungskondensatoren nach. Das Board ist sehr einfach und besteht nur aus:

 1 x ATtiny85
 3 x resistors
 1 x 32.768 kHz crystal
 2 x 22 pF caps for crystal
 3 x LED

Das Board wird mit 2xAAA Batterien betrieben. Die MCU wird vom Quarz mit 32,768 kHz getaktet.

Wie Sie sich vorstellen können, ist es also nur eine Echtzeituhr mit einigen zusätzlichen Protokollierungsfunktionen. Nun stellt sich die Frage: Brauche ich Entkopplungskondensatoren für diese Schaltung? Wenn ja, platziere ich sie:

1. Between the Vcc and GND pins of the ATtiny, close to the ATtiny

2. Between the Vcc and GND traces, close to the battery

3. BOTH of those, i.e. use two capacitors, one close to the MCU and one close to the battery

... oder kann ich Entkopplungskappen für eine so einfache Schaltung einfach ignorieren? Und haben Sie einen Rat, welche Kapazität Sie für die Entkopplungskappen verwenden sollten?

Auch wenn ich Entkopplungskappen benötige, wäre es toll, wenn jemand den Vorteil von ihnen erklären könnte. Dh tragen sie dazu bei, die Stabilität der Echtzeituhr zu verbessern? Haben Batterien unter bestimmten Umständen normalerweise Spannungseinbrüche?

Antworten (2)

Ja, Sie benötigen Entkopplungskappen.

  1. Zwischen den Vcc- und GND-Pins des ATtiny, in der Nähe des ATtiny
    • Machen Sie es ungefähr 100nF
    • Und es schadet nicht, eine in der Nähe anderer "Hochstrom" -Schaltkomponenten zu haben, z. B. in der Nähe der LED. Entkoppeln Sie nicht die LED selbst, entkoppeln Sie die LED mit ihrem Serientransistor. Sagen Sie weitere 100 - 220 nF.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Wenn Sie beispielsweise eine Last (LED) per PWM betreiben, führen Sie schnelle Schwankungen der Stromaufnahme ein. Die gesamte Verkabelung (von der Batterie bis zur Last) hat einen Widerstand und eine Induktivität, die für Hochfrequenzschaltungen wie PWM von Bedeutung sind. Wenn Sie diesen Strom nicht in der Nähe der Last entkoppeln, kann die Spannung auf der Stromversorgungsschiene so stark schwanken, dass sie den Mikrocontroller beeinflusst (es kann zu Fehlfunktionen / Resets kommen) oder Ihr Schaltkreis kann andere Schaltkreise durch Funkwellen stören.

  1. Zwischen den Spuren Vcc und GND, in der Nähe der Batterie
    • Nicht so sehr in der Nähe der Batterie, aber es hat sich bewährt, die Batterie mit einem Elektrolytkondensator zu entkoppeln, z. B. 1000 uF pro durchschnittlich gezogenem Ampere-Strom. Mit einem Mikrocontroller und einer LED, sagen wir 50 mA, platzieren Sie eine 47-uF-Elektrolytkappe in der Nähe des Stromkreises. Wenn eine Batterie altert, erhöht sich ihre Innenimpedanz, und dem möchten Sie entgegenwirken.

Beachten Sie, dass der 100-nF-Kondensator in der Nähe des Mikrocontrollers nicht durch die unter Nr. 2 erwähnte größere Elko ersetzt werden kann. Der Grund dafür ist, dass die kleinere Kappe viel besser bei schnellen Transienten ist, wie sie in einem Mikroprozessor auftreten.

Halten Sie generell die Leiterbahnen/Leitungen zwischen Kondensator und Last so kurz wie möglich.

Denken Sie bei der Entkopplung daran, dass die Stromversorgung Ihrer Schaltung das Wichtigste ist und von allen Teilschaltungen geteilt wird. Entkopplungskondensatoren sind sehr billig, es lohnt sich einfach nicht, sie bei der Fehlersuche (für normalerweise sporadische Probleme) wegzulassen.

Ich pulsiere eine der LEDs mit PWM. Ich gehe von Ihrem Beitrag aus, dass die Verwendung eines Kondensators für diese LED eine gute Idee wäre. Was ist aber der Grund dafür? Was könnte passieren, wenn ich diese Kappe nicht habe?
@DavidHögberg - Die Entkopplungskondensatoren dienen als Quelle mit niedriger Impedanz, um Strom zu liefern oder Strom genau dann aufzunehmen, wenn an den Knoten, an die der Kondensator angeschlossen ist, ein schneller Schaltvorgang auftritt. Dies trägt dazu bei, die Spannung stabil zu halten, anstatt dass die Schalttransienten übermäßige Spannungsausschläge auf der Spannungsschiene oder dem GND-Bus verursachen. Sie müssen so nah wie möglich an der transienten Last sein, um das Beste zu bewirken. Ohne einen Kondensator könnte ein Knoten mit einer Transiente einen Spannungsabfall haben, der schwerwiegend genug ist, um den Betrieb der nahe gelegenen Komponenten zu stören.
Denken Sie daran, dass Kondensatoren kostengünstig, normalerweise ziemlich klein und einfach in ein anfängliches Layout einzuarbeiten sind. Wenn man davon ausgeht, dass die "Schaltung einfach ist" oder "warum sollte ich die Kosten hinzufügen", und dann die Bypass-Kondensatoren weglässt, kann eine vollständige Neugestaltung erforderlich sein, um sie nachträglich richtig in eine Schaltung zu integrieren.
Dies ist eine gute Antwort. +1. Nie daran gedacht, Entkopplungskappen über [geschaltetes Element + Schaltgerät] hinzuzufügen.

Um zu Jippies hinzuzufügen, würde ich Pads zum Entkoppeln von Kondensatoren einsetzen, es sei denn, Sie sind wirklich vollgestopft mit Platz. Es kostet nichts extra, nur die Pads auf der Platine zu haben.

Sie müssen nicht unbedingt alle Pads mit tatsächlichen Kondensatoren bestücken, aber Sie haben immer die Möglichkeit, dies zu tun. Wenn die Pads nicht vorhanden sind, müssen Sie wahrscheinlich die Leiterplatte neu herstellen lassen, was teuer und/oder zeitaufwändig sein kann.

Benötigt meine Schaltung Entkopplungskappen? [Duplikat]
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