Hvordan velge decoupling kondensatorer

En integrert krets, også kjent som en IC, består av mikroskopiske transistorer som virker som elektroniske brytere. Hver gang en av disse brytere opererer, IC trekker strøm fra kretsen strømforsyningen. Det strømforbruk fører til "toppene" eller "krusninger" i den generelle krets spenning, lik en makt kirurg i elektriske installasjonen. Disse toppene / krusninger kalles "støy", og de kan påvirke digitale kretser og IC funksjon. For å sikre feilfri drift, er kondensatorer brukes til å jevne ut eventuelle spenningskrusninger. Når brukt til dette formål, de kalles decoupling eller bypass kondensatorer. Både kretsen strømforsyning og visse kretser kan kreve decoupling kondensatorer. Den beste måten å velge disse kondensatorene er å bruke produsentens dataarket som en referanse.

Bruksanvisning

Kontrollere Støy i en strømkilde

1 Skaff dataarket for kretsen strømkilde. Ofte er en spenningsregulator, slik som en fem-volts LM7805 som brukes i digitale kretser. For dette eksempelet, National Semiconductor "LM340 / LM78XX ..." dataarket vil bli brukt.

2 Finn den delen av LM7805 dataarket med tittelen "Typiske bruksområder." Se på diagrammet som er merket "Fast effektregulator." For LM7805 regulator, tyder dataarket ved hjelp av to kondensatorer, C1 og C2. På datablad og skjemaer, er kondensatorer symbolisert ved to horisontale linjer og er merket med "C" og et nummer.

3 Finn den foreslåtte kondensator type for C1 og C2. På LM7805 dataarket, den andre notat under "Fixed Output Regulator" diagram antyder en keramisk plate kondensator for C2. En keramisk plate kondensator kan også brukes til C1. Keramiske plate kondensatorer er effektive for å kontrollere støy i strømkilder / regulatorer fordi de har en lav ESR, eller Equivalent Series Resistance. Low-ESR er en kvalitet å se etter i decoupling / bypass kondensatorer.

4 Finn eventuelt polaritetsindikatorene for C1 og C2. På LM7805 dataarket er det ingen polaritet indikasjoner for C1 og C2. Hvis en kondensator er polarisert, vil den ha en "+" ved siden av en side av kondensatoren symbol. Dessuten kan den ene side av kondensatoren symbol være krummet, som betegner den negative eller "-" siden. En polarisert kondensator må være koblet på en bestemt måte, som et batteri. Polaritetsindikatorene også bety at produsenten vil at du skal bruke en elektrolytisk eller tantal kondensatorer.

5 Konverter verdiene av C1 og C2 kondensator koder. Bruk en kode referanse som "Kapasitiv Code Information" i "Ressurser". Den LM7805 dataarket viser .22uF for C1 og .1uF for C2. De tre-sifret kondensator kode for C1 er 224 og koden for C2 er 104. De fleste plate-type kondensatorer bruker en tresifret kode for verdien, som er trykt på overflaten av kondensatoren. Konvertering kondensatoren verdien inn riktig kode er avgjørende.

6 Undersøke størrelsen på tilkoblinger for C1 og C2. Den ene siden av C1 er koblet til LM7805 inngangspluggen og den andre siden av C1 er koblet til LM7805 GND pin. På siden av C2 er koblet til LM7805 utgangspinnen og den andre siden av C2 er koblet til LM7805 GND pin. Typisk er LM7805 et gjennomgående hull (har tapp / ben) komponent. En gjennomgående hull plate kondensator er en god match, og det kan romme lengden av de nødvendige tilkoblinger.

7 Beregn det totale plassbehov for kondensatoren. Dette kan diktere emballasje-stil (gjennomgående hull eller overflatemontert) av kondensatoren. Generelt er en frakobling / bypass kondensatoren mest effektiv når den plasseres i nærheten av strømforsyningen og kondensatoren fører / ben holdes så kort som mulig. Igjen, gjennomgående hull, keramiske plate kondensatorer er en skikkelig kamp for LM7805.

8 Kontroller maksimal spenningsverdi for C1 og C2. Det er viktig å velge en kondensator med en spenningsverdi som er høyere enn det høyeste spenningsnivå av kretsen. Keramisk platespennings karakterene er trykt på kondensator eller er oppført på produsentens spesifikasjoner ark. For 5V, LM7805 krets, er en trygg kondensator fra 25V. De fleste keramiske plate kondensatorer faktisk vurdert på 50V eller høyere.

Styre Støy i en IC

9 Skaff produsentens dataarket for IC. Analog Devices 'dataarket for AD7376 digitale potensiometer vil bli brukt for dette eksemplet. Databladet er ofte den beste kilden for kondensator informasjon fordi det vanligvis forklarer hvordan du bruker IC i en krets.

10 Finn den delen av AD7376 dataark med tittelen "Layout og strømforsyning avvik." Fire bypass kondensatorer (C1, C2, C3 og C4) er avbildet i diagrammet.

11 Finn forslag til kondensator type. Den AD7376 dataark sier at tantal eller elektrolytisk kondensatorer skal brukes for C3 og C4. Tantal er det beste valget for støyreduksjon på grunn av lav-ESR rating. C2 og C1 er ikke spesifisert, men lav ESR keramisk plate kondensatorer er ideelle.

12 Finn eventuelt polaritetsindikatorene for kondensatorene. Den AD7376 dataarket har en "+" på den ene siden av C3 og C4. De to andre kondensatorer, C1 og C2, har ingen polaritetsindikatorene. C3 og C4 er tantal kondensatorer, som er polaritet-sensitive. C1 og C2 er keramiske skive, som ikke er polarisert.

1. 3 Undersøke størrelsen på kondensatoren forbindelser. For VDD og GND, er den positive siden av C3 koblet til VDD og den negative siden av C3 er koblet til GND eller bakken. Den ene siden av C1 er koblet til Vdd og den andre siden av C1 er koblet til GND. Siden AD7376 er en liten IC og pinnene er tett plassert, overflate montering keramikk og tantal kondensatorer kan brukes. Surface-mount har flatskjerm-terminaler i stedet for pinner / ben.

14 Beregn de totale plassbehov for kondensatorene. Den AD7376 dataark sier at en ekstern tilkobling til GND pin er ønskelig. Dette betyr at GND tilkobling av kondensatorene vil være en ledning eller krets spor som reiser en kort avstand til den GND pin av AD7376 chip. Fordi den minste kretsen sti og korteste tilkoblingene er mest effektive, overflatemontering kondensatorer er det beste valget for AD7376.

15 Konverter verdiene av C3 og C4 til kondensator koder. De er oppført som 10uF men dataarket sier at de kan være mellom 1uF og 10uF. På en overflate montering tantal kondensatorer, vil den trykte koden for 10uF være 106.

16 Konverter verdiene av C1 og C2 kondensator koder. De er begge oppført som .1uF. Keramiske kondensatorer vil ha en tresifret kode trykt på overflaten. For både C1 og C2, vil den utskrevne koden være "104."

17 Kontroller spenningsverdi for kondensatorene. Igjen, sørg grensen er høyere enn den maksimale kretsspenning. Spennings er trykt på kondensator eller oppført på produsentens spesifikasjoner ark.

Hint

• Typiske kondensatorer er aluminium elektrolytisk, mylar, keramiske plater og tantal oksid. Mylar (ikke-polarisert) og elektrolytisk (polarisert) er tilstrekkelige og kostnadseffektive valg hvis tantal og keramisk er ikke tilgjengelige. Det er matematiske formler for å beregne bypass kondensatorer, men spesifikke laboratoriemålinger er nødvendig (se "Innføring i Velge MLC Kondensatorer" i "Referanser"). Hvis ingen informasjon er tilgjengelig, kan du prøve å kontakte produsenten for avkobling / bypass informasjon.
• Hvis du er usikker på hvordan du skal bruke kondensator eller hva kondensator å bruke, ta kontakt med produsenten eller se dataarket. Feilkoplede kondensatorer, spesielt polarisert elektrolytisk eller tantal, kan eksplodere. Dessuten kan det føre til skade på den totale krets. Pass alltid på at kondensatoren spenning er rangert høyere enn den maksimale spenningsnivå av kretsen.