एक्सेलेरोमीटर बल्क बाईपास के लिए टैंटलम संधारित्र द्वारा एल्यूमीनियम संधारित्र की जगह

Question

मैं वर्तमान में एक डिजाइन पर काम कर रहा हूं जिसमें ST से AIS3624DQ एक्सेलेरोमीटर शामिल है। में डेटापत्रक , यह कहता है (भाग 4, पेज 17):

"पावर सप्लाई डिकूपिंग कैपेसिटर (100 एनएफ सिरेमिक, 10 μF एल्यूमीनियम) को डिवाइस के पिन 14 (सामान्य डिजाइन अभ्यास) के पास संभव के रूप में रखा जाना चाहिए।"

क्या मैं इसके बजाय टैंटलम संधारित्र के साथ 10μF एल्यूमीनियम (इसके बड़े आकार के कारण) को बदल सकता हूं?

Comments

बिजली की आपूर्ति वर्तमान रेटिंग क्या है? देखें electronics.stackexchange.com/questions/99320/...

— ब्रायन ड्रमंड

मुझे डेटा शीट में वे शब्द नहीं मिले - शायद उस डीएस का लिंक मदद करेगा।

— एंडी उर्फ

@Brian ड्रमंड, हम 3.3 पर हैं

— क्रिस

@Andyaka, यहाँ पृष्ठ १ st

— क्रिस

3.3V वर्तमान रेटिंग नहीं है।

— ब्रायन ड्रमंड

Answer 1

आप एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक को टैंटलम के साथ बदल सकते हैं , लेकिन न तो उपयोग करना बेहतर विकल्प है।

आजकल, चीनी मिट्टी की चीज़ें 10 वोल्ट के रेंज में 10 10F को आसानी से कवर कर सकती हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक या टैंटलम का उपयोग करने का कोई मतलब नहीं है। यदि आप बड़े मूल्य के लिए सिरेमिक का उपयोग करते हैं, तो आपको एक अलग 100 एनएफ (वैसे भी 1980 के दशक का मूल्य) संधारित्र की आवश्यकता नहीं है।

यहां क्या चल रहा है और डेटशीट क्या कहना चाह रही है, इसके बारे में सोचें। ये उपकरण बिजली की आपूर्ति के शोर के प्रति काफी संवेदनशील होने के लिए कुख्यात हैं। मैंने वास्तव में एक समान भाग प्रवर्धित देखा हैबिजली की आपूर्ति से उत्पादन के लिए बिजली तरंग। इसलिए डेटाशीट आपको डिवाइस में पावर लाइन पर "बड़ी" कैपेसिटेंस की "बड़ी" राशि डालना चाहती है। यहीं से 10 µF आया। जब यह डेटशीट लिखी गई थी, या जिसने भी इसे लिखा था, उसने इसे घटनाक्रम के साथ रखना बंद कर दिया था, 10 datasF किसी भी संधारित्र प्रौद्योगिकी के लिए अनुचित रूप से बड़ा अनुरोध था जो उच्च आवृत्तियों पर अच्छा था। इसलिए वे 10 "F "बल्क" कैपेसिटेंस के लिए एक इलेक्ट्रोलाइटिक का सुझाव देते हैं, लेकिन फिर उस पार 100 nF सिरेमिक रखें। उस सिरेमिक में इलेक्ट्रोलाइटिक की तुलना में उच्च आवृत्तियों पर कम प्रतिबाधा होगी, इस तथ्य के बावजूद कि इसमें 100 गुना कम समाई है।

यहां तक ​​कि पिछले 15-20 वर्षों में, कि 100 nF बोझ के बिना 1 beingF हो सकता है। 100 एनएफ का सामान्य मूल्य प्राचीन थ्रू-होल दिनों से आता है। यह सबसे बड़ा आकार का सस्ता सिरेमिक कैपेसिटर था जो अभी भी डिजिटल चिप्स द्वारा आवश्यक उच्च आवृत्तियों पर एक संधारित्र की तरह काम करता था। 1970 के दशक के कंप्यूटर बोर्डों को देखें और आप डिजिटल आईसी में से प्रत्येक के बगल में 100 एनएफ डिस्क कैपेसिटर देखेंगे।

दुर्भाग्य से, उच्च आवृत्ति बाईपास के लिए 100 एनएफ का उपयोग करना अपने आप में एक किंवदंती बन गया है। हालांकि, आज के 1 multiF मल्टी-लेयर सिरेमिक कैपेसिटर सस्ते हैं और वास्तव में प्लेस्टोसिन के पुराने लीड किए गए 100 एनएफ कैप की तुलना में बेहतर विशेषताएं हैं। सिरेमिक कैप के एक परिवार के प्रतिबाधा बनाम आवृत्ति ग्राफ पर एक नज़र डालें, और आप देखेंगे कि µF में 100 एनएफ की तुलना में हर जगह बस प्रतिबाधा कम है। इसके प्रतिध्वनि बिंदु के पास 100 nF में एक छोटा सा डुबकी हो सकता है जहां इसकी 1 willF से कम प्रतिबाधा है, लेकिन यह छोटा होगा और बहुत प्रासंगिक नहीं होगा।

तो, आपके प्रश्न का उत्तर एक एकल 10 .F सिरेमिक का उपयोग करना है। सुनिश्चित करें कि आप अभी भी जो भी उपयोग करते हैं वह वास्तव में आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे पावर वोल्टेज पर 10 whateverF या अधिक है। कुछ प्रकार के सिरेमिक लागू वोल्टेज के साथ समाई में नीचे जाते हैं। वास्तव में आज आप एक 15 या 20 haveF सिरेमिक का उपयोग कर सकते हैं और डेटाशीट द्वारा अनुशंसित 100 nF सिरेमिक और 10 icF इलेक्ट्रोलाइटिक की तुलना में बोर्ड भर में बेहतर विशेषताएं हैं।

Comments

मुझे आश्चर्य है कि अगर समानांतर में 2x 10uF सिरेमिक भी जाने का सबसे अच्छा तरीका होगा? और हाँ, 100nF पूर्व MLCC दिनों से आता है - आप SMT और THT पैकेजिंग दोनों में सस्ते में 10 + uF सिरेमिक प्राप्त कर सकते हैं।

— थ्रीपेज़ेल

@ श्री: अधिक समाई को चोट नहीं पहुंचनी चाहिए। इस तरह एक संवेदनशील चिप के लिए, मैं शायद श्रृंखला में दो फेराइट चिप इंडिकेटर्स का उपयोग करूंगा, प्रत्येक के बाद एक 20 uF सिरेमिक कैप जमीन पर। यदि बिजली की आपूर्ति एक स्विचर है या अन्यथा उस पर महत्वपूर्ण शोर है, तो मैं इस हिस्से के लिए स्थानीय एलडीओ के साथ थोड़ी अधिक आपूर्ति का उपयोग करूंगा। ऊपर वर्णित फेराइट और कैप एलडीओ के इनपुट पर जाएंगे, फिर एलडीओ के आउटपुट पर सिंगल 1 यूएफ और चिप का पावर इनपुट ठीक होना चाहिए। सभी तीन (एलडीओ, 1 यूएफ कैप, चिप) शारीरिक रूप से एक साथ करीब होना चाहिए।

— ओलिन लेट्रोप

लेकिन आधुनिक डेटाशीट भी 100nF की सिफारिश क्यों करते हैं? विश्वविद्यालय में मेरे प्रोफेसर (एचएफ डिज़ाइन) भी पीएफ रेंज में मूल्यों की सिफारिश करते हैं।

— माइकल

@ मिच: 100 मेगाहर्ट्ज या उससे अधिक की उच्च आवृत्तियों के लिए, यहां तक ​​कि कुछ सिरेमिक कैपेसिटर भी कैपेसिटर की तरह काम नहीं करते हैं। मैंने एक बार आरएफ सिस्टम में 100 पीएफ बाईपास कैप का उपयोग किया था, और फिर एक विशेष मॉडल निर्दिष्ट किया, क्योंकि अन्य कैप आरएफ आवृत्ति पर उच्च प्रतिबाधा थे।

— 18-28 को ओलिन लेट्रोप

@ मिच: आम डिजिटल माइक्रोकंट्रोलर सिस्टम के लिए, स्विचिंग किनारों के कारण 100 मेगाहर्ट्ज और उससे अधिक की शेष बिजली की मात्रा उतनी अधिक नहीं होती है, और परजीवी समाई और अधिष्ठापन जैसी अन्य चीजों द्वारा इसे देखा जाता है। 100 मेगाहर्ट्ज पर, यहां तक ​​कि सिर्फ 10 pF 160 ओम है। कभी-कभी यह बात करता है, और आप वास्तव में उच्च आवृत्तियों पर इसके प्रतिबाधा के लिए चुने गए छोटे वाले कई कैप का उपयोग करते हैं।

— ओलिन लेट्रोप

Answer 2

ओलिन लेथ्रोप के जवाब के विपरीत, सिरेमिक कैपेसिटर सभी बोर्ड-स्तरीय बाईपास समस्याओं का समाधान नहीं हैं । किसी डिजाइन के प्रदर्शन के लिए हानिकारक होने के लिए केवल सिरेमिक कैपेसिटर की पसंद के लिए यह संभव है।

कुछ सिरेमिक ढांकता हुआ योगों के बारे में एक महत्वपूर्ण तथ्य यह है कि वे पीजोइलेक्ट्रिक व्यवहार प्रदर्शित करते हैं: वे यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा से / में परिवर्तित कर सकते हैं। एक्सेलेरोमीटर के लिए, यह माइक्रोफ़ोनिक व्यवहार डिवाइस की बिजली आपूर्ति में 100 हर्ट्ज कंपन को युगल कर सकता है। यह कंपन बिल्कुल ब्याज की आवृत्ति बैंड में है क्योंकि यह एक्सेलेरोमीटर माप रहा है, जिसका अर्थ है कि इसे डिजिटल रूप से फ़िल्टर नहीं किया जा सकता है।

सिरेमिक कैपेसिटर भी लागू डीसी पूर्वाग्रह के साथ समाई की एक विशेषता हानि है। उदाहरण के लिए, मुरा GRM188R61A106KAAL # डिवाइस का डीसी बायस वक्र बनाम समाई है:

इंटरैक्टिव चार्ट से, ठेठ 3.3V ऑपरेटिंग इनपुट पर, इस विशिष्ट संधारित्र में केवल 5.337uF का एक प्रभावी समाई है, रेटेड डीसी पूर्वाग्रह के आधे के तहत रेटेड कैपेसिटेंस का लगभग 50% का नुकसान। जबकि इस एप्लिकेशन के थोक कैपेसिटेंस को एक विशिष्ट मूल्य की आवश्यकता नहीं होती है, यह न्यूनतम कैपेसिटेंस आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए "गोच" हो सकता है।

इसके अतिरिक्त, एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक और टैंटलम कैपेसिटर का ईएसआर फायदेमंद हो सकता है । क्योंकि यह संधारित्र को हानिपूर्ण बनाता है, यह दोलनों को गीला कर देगा और संक्रमणों की चोटियों को सीमित करने में मदद कर सकता है। रैखिक प्रौद्योगिकी के पास हॉट-प्लग बिजली आपूर्ति इनपुट पर केवल सिरेमिक कैपेसिटर का उपयोग करने के खतरों का वर्णन करने वाला एक एप्लिकेशन नोट है। इसके अतिरिक्त, कुछ बिजली आपूर्ति में आउटपुट बायपास कैपेसिटेंस ESR आवश्यकताएं होती हैं, जैसा कि इस TI एप्लिकेशन नोट में चर्चा की गई है । बहुत कम-ईएसआर सिरेमिक कैपेसिटर का उपयोग करने के लिए वास्तव में संधारित्र के साथ श्रृंखला में 10s मिलीओ रोकनेवाला स्थापित करके अपने कम ईएसआर को हराने की आवश्यकता होती है।

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आपका ग्राफ बिल्कुल भयानक है! मैं +/- 15 वी पर एक सेशन amp को बायपास करने के लिए देख रहा हूँ। राहगीर द्वारा एक विशिष्ट 100nF है। क्या यह पूर्वाग्रह सभी चीनी मिट्टी के बरतन, या सिर्फ आपके छोटे श्रीमती प्रकार के लिए सामान्य है? क्या हमें सिर्फ पुराने स्तर के वोल्टेज के बदले 100V रेटेड सिरेमिक का उपयोग करना है?

— पॉल उस्ज़क

@Paul: यह उत्तर भ्रामक है कि यह एक विशेष रूप से चरम भाग को चुनता है और इसका अर्थ है कि यह एक सामान्य उदाहरण के रूप में कार्य करता है। वोल्टेज के साथ कैपेसिटेंस में कमी निश्चित रूप से मौजूद है, लेकिन कई सस्ते उपलब्ध हिस्से भी हैं जो दिखाए गए की तुलना में बहुत बेहतर प्रतिक्रिया करते हैं । यह सभी सिरेमिक या एसएमडी कैपेसिटर के लिए सामान्य नहीं है। यह सिरेमिक का एक कार्य है। उच्च-मात्रा वाले गैर-सटीक उपयोग के लिए, बायपास की तरह, सस्ते सिरेमिक का उपयोग करने के लिए यह थोड़ी अतिरिक्त बचत के लायक हो सकता है। बेहतर चीनी मिट्टी की चीज़ें इतना अधिक पैसा नहीं हैं, और आप कुछ मामलों में एक उच्च प्रारंभिक समाई का उपयोग करके भी क्षतिपूर्ति कर सकते हैं।

— ओलिन लेथ्रोप

Answer 3

एल्यूमीनियम संधारित्र एक थोक बाईपास डिवाइस प्रतीत होता है।

टैंटलम में आमतौर पर एल्युमीनियम उपकरणों की तुलना में ईएसआर कम होता है, लेकिन यहां इसका महत्व नहीं होना चाहिए क्योंकि सिरेमिक डिवाइस वैसे भी कम ईएसआर है।

तो आपको एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक के स्थान पर टैंटलम डिवाइस का उपयोग करके ठीक होना चाहिए।

सुनिश्चित करें कि आप कम से कम 2Vcc के लिए रेटेड डिवाइस का उपयोग करते हैं।

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मैं अपना उत्तर यहां उपयोगी रीडिंग :-) के रूप में सुझाता हूं ।

— रसेल मैकमोहन

Answer 4

पहले से ही कुछ अच्छे उत्तर हैं (केवल एमएलसीसी का उपयोग करें), लेकिन मैं यह जोड़ूंगा कि उच्च आवृत्ति के डिकॉउपिंग के लिए आपको आपूर्ति वोल्टेज और जमीन की परतों के बीच बारीकी से युग्मित (यानी कोई कोर के बीच) का उपयोग करना चाहिए। उनके अतिव्यापी क्षेत्र को सुविधाजनक के रूप में बड़ा करें, और संभव के रूप में आईसी आपूर्ति / ग्राउंड पिन के करीब के रूप में कई vias रखें। यह वास्तव में उच्च आवृत्ति डिकम्पलिंग प्राप्त करने का सबसे अच्छा तरीका है। फिर अपने MLCC कैपेसिटर को यथोचित रूप से उन vias के करीब रखें। कई संधारित्र मूल्यों से बचें और यदि एक पर्याप्त नहीं है तो कई समान संधारित्रों के साथ उपयोग करें। उदाहरण के लिए 10n, 100n, 1u का उपयोग करने का जोखिम समानांतर प्रतिबाधा चोटियों है।

यह ऊपर आपको अपने डिकॉउलिंग के लिए सबसे कम कुल प्रतिबाधा देगा।

इसके अलावा, आपको डिजिटल आईसी के लिए फेराइट मोतियों से बचना चाहिए, लेकिन यह उपरोक्त में निहित है।