Dlaczego ST zaleca kondensatory odsprzęgające 100 nF dla MCU 72 MHz? (I nie 10 nF.)

18

Czytałem o kondensatorach odsprzęgających i nie mogę zrozumieć, dlaczego ST zaleca kondensatory odsprzęgające 100 nF na mikrokontrolerze ARM 72 MHz.

Zwykle kondensatory odsprzęgające 100 nF działają tylko do około 20-40 MHz ze względu na rezonans. Myślałem, że czapki odsprzęgające 10 nF są bardziej odpowiednie, ponieważ ich rezonans jest bliższy 100 MHz.

(Oczywiście zależy to od pakietu i jego indukcyjności, ale są to tylko wartości z tego, co widziałem.)

Zgodnie z arkuszem danych STM32F103, ST zaleca kondensatory 100 nF dla V DD i 10 nF dla VDDA. Dlaczego? Myślę, że powinienem również użyć 10 nF na V DD .

Zalecenie ST Impedancja kondensatora

stm32 impedance decoupling-capacitor Mikrofon
źródło
Jak szybko możesz przełączać wejścia / wyjścia na jednym z tych urządzeń. Na pewno nie będzie przy 72 MHz. Zwróć także uwagę na użycie czapek 10nF na bardziej krytycznych pinach, a także zwróć uwagę na regulator napięcia zasilający rdzeń.
Andy vel
Co to jest „AVDD”? Masz na myśli „VDDA”?
Peter Mortensen

Odpowiedzi:

22

Trzy rzeczy, na które należy zwrócić uwagę:

1) Moim zdaniem większość zaleceń dotyczących obejścia w arkuszach danych i notatkach aplikacyjnych jest dość losowa. Możesz łatwo być lepszym inżynierem niż osoba, która napisała notatkę dotyczącą aplikacji :-). Lepszy arkusz danych mówiłby o tym, jak niską impedancję powinien zapewniać jako projektant płytki i jaką częstotliwość. Pisałem o tym tutaj .

2) Większość pasożytniczej indukcyjności pochodzi z twojej indukcyjności montażowej (powierzchnia i długość), a nie z samego kondensatora. Dlatego chciałbyś mniejszej paczki niż mniejszej wartości. Dlatego też chciałbyś zbliżyć przelotki i użyć ściśle powiązanych płaszczyzn mocy / ziemi.

3) Możliwe, że układ ma pewne obejście jako część pakietu i umiera, ale najlepiej byłoby to szczegółowo wyszczególnić w arkuszu danych, zanim będzie można z niego skorzystać (powrót do mojego pierwszego punktu). Jeśli nie (i jest to prawdopodobne), możesz spróbować zmierzyć to sam, jak pokazałem tutaj .

Możesz użyć czegoś takiego jak pdntool.com, aby wybrać najlepszą kombinację kondensatorów obejściowych w oparciu o wymagania dotyczące impedancji i częstotliwości. Ta metoda działała niezawodnie w przypadku wielu projektów w ciągu ostatnich 15 lat.

Przepraszam, że mogę tu wstawić własne posty na blogu, ale po prostu dużo szybciej znajduję potrzebne informacje. Możesz zadawać więcej pytań.

Rolf Ostergaard
źródło
4
„1) Większość zaleceń dotyczących obejścia w arkuszach danych i notatkach aplikacyjnych jest dość losowa.” Dowód? czy masz jakąś tajemną wiedzę na temat globalnego spisku mającego na celu nakłonienie ludzi do niewłaściwego użycia bypassów, promowanych przez firmy z dużymi nakładkami.
symbol zastępczy
4
Ha ha. Widzisz takie rzeczy jak „jak najbliżej”. Czy to solidna inżynieria - czy „dość losowa”? Według mnie solidne zalecenie mówi o tym, jak niska powinna być impedancja i do jakiej częstotliwości lub coś w tym rodzaju. Jak wyjaśniono tutaj: ee-training.dk/tip/good-pdn-low-impedance-to-infinity.htm
Rolf Ostergaard
Cóż, nie musiałem czytać zbyt daleko w tym poście na blogu: „Nawet wyższe częstotliwości mogą być faktycznie obsługiwane również na poziomie matrycy, ale nie jest to mierzalne na poziomie płytki, ponieważ indukcyjność połączeń na pakiecie może być zbyt wysoka. „ co mi wystarcza.
symbol zastępczy
2
Co ci to powiedziałeś? Masz rację - trudno to zmierzyć z poziomu planszy. Ale bez informacji o tym w arkuszu danych trudno jest również uzasadnić zaprojektowanie czegokolwiek w oparciu o nadzieję, że tam jest.
Rolf Ostergaard,
1
Opieram to na doświadczeniach z wielu różnych arkuszy danych. Zdaję sobie również sprawę, że może to być bardziej opinia niż fakt, który chciałbym udowodnić, dlatego zmieniłem sformułowanie w odpowiedzi, aby to odzwierciedlić. Masz prawo do innej opinii.
Rolf Ostergaard
4

Prawdopodobnym powodem, i tutaj zgaduję, że - ponieważ nie zaprojektowałem tego układu, jest to, że ST zastosowało w chipie wysokiej jakości czapki obejściowe, wykorzystując zapasowy obszar na matrycy. Ta pojemność ma bardzo wysoką jakość, bardzo wysoki rezonans i bardzo małą indukcyjność. Powszechne jest stosowanie bramki, a nawet pojemności warstw metalowych, co zmniejsza wymagania dotyczące kondensatorów poza chipem, zwiększając prawdopodobieństwo sukcesu klienta.

symbol zastępczy
źródło