क्या चिप्स को वास्तव में एक ही पैकेज में संधारित्र के डिकॉप्लिंग के कई मूल्यों की आवश्यकता है?

Question

इसी तरह का एक सवाल यहाँ पूछा गया है: "दो बाईपास / डेकोपिंग कैपेसिटर" नियम? लेकिन यह सवाल पैकेज साइज का उल्लेख किए बिना समानांतर बाईपास कैपेसिटर के बारे में था (लेकिन उत्तर में ज्यादातर अलग-अलग पैकेज आकारों के साथ समानांतर भागों को माना गया था), जबकि यह विशेष रूप से एक ही पैकेज आकार में समानांतर बाईपास कैपेसिटर के बारे में है।

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मैंने हाल ही में हाई स्पीड डिजिटल डिज़ाइन पर एक कोर्स में भाग लिया, जहां व्याख्याता ने यह समझाने के लिए कुछ लंबाई तक चला कि एक संधारित्र के प्रदर्शन को पूरी तरह से उसके अधिष्ठापन द्वारा लगभग सीमित कर दिया गया था, जो बदले में लगभग पूरी तरह से इसके आकार और प्लेसमेंट के कारण था।

उनकी व्याख्या कई डेटाशीट्स में दी गई सलाह के साथ टकराती हुई लगती है, जो कि एक ही पैकेज के आकार के होते हुए भी, संधारित्र संधारित्र के कई मूल्यों का सुझाव देते हैं।

मेरा मानना ​​है कि उनकी सिफारिश होगी: प्रत्येक पैकेज के आकार के लिए, उच्चतम कैपेसिटेंस का चयन करें जो संभव है, और इसे जितना संभव हो उतना करीब रखें, जिसमें छोटे पैकेज निकटतम हों।

उदाहरण के लिए, जाली सेमीकंडक्टर से एक योजनाबद्ध में, वे निम्नलिखित सुझाव देते हैं:

• 470pF 0201
• 10nF 0201
• १ सू ०३०६

Q1: 470pF संधारित्र वास्तव में मदद कर रहा है?

Q2: यह उन सभी को एक 0201 पैकेज में एक 1uF संधारित्र के साथ बदलने के लिए कोई मतलब नहीं होगा?

Q3: जब लोग कहते हैं कि उच्च आवृत्तियों पर एक उच्च मूल्य संधारित्र कम उपयोगी होता है, तो कैपेसिटेंस के कारण इसका कितना हिस्सा होता है, और आमतौर पर बड़े कैप के साथ जुड़े पैकेज के आकार में वृद्धि के कारण कितना होता है?

Comments

नहीं, लोग यह सब सिर्फ मनोरंजन के लिए करते हैं और अपने BOM पर अधिक पैसा देते हैं।

— प्लाज्माएचएच

@PlasmaHH ईमानदारी से चारों ओर घूमने के बारे में इतनी गलत सूचना है कि आपका व्यंग्यात्मक कथन वास्तव में काफी सटीक है। अधिक सटीक रूप से, कैप्स सस्ते हैं और उनकी लागत सभी लेकिन उच्चतम मात्रा के उत्पादों में अप्रासंगिक है, इसलिए लोग बस एक शॉटगन दृष्टिकोण लेंगे जो "सुरक्षित" है। विडंबना यह है कि कभी-कभी वे स्वयं को पैर में गोली मारते हैं जब मूल्यों की एक सरणी का उपयोग करते हैं क्योंकि यह आसानी से उनके प्रतिबाधा में एंटी-रेजोनेंस स्पाइक्स का कारण बन सकता है जो शोर को बढ़ाता है।

— जलीलिपॉप

मैं इसे डुप्लिकेट के रूप में चिह्नित करने के निर्णय से पूरी तरह असहमत हूं। लिंक किए गए प्रश्न एक ही पैकेज में कैप के बारे में नहीं पूछ रहे थे। रॉकेटमैग्नेट में एक बिंदु होता है और यदि आपने कभी किसी बोर्ड का PI / डिकूप्लिंग विश्लेषण किया है तो आप आमतौर पर उसी निष्कर्ष पर आएंगे।

— १२:१२ बजे

@ जालीलिपोप - समर्थन के लिए धन्यवाद, क्या आप इस प्रश्न को फिर से खोलने के लिए वोट कर सकते हैं?

— रॉकेटमैग्नेट

छोटे पैकेजों में बड़े MLCC कैपेसिटर का मुद्दा भी होता है, जो अलग-अलग डाइलेक्ट्रिक्स का उपयोग करते हैं जो पक्षपाती होने पर कैपेसिटेंस खो देते हैं (और वे हमेशा डिकोडिंग होने पर बायस्ड हो जाएंगे)। Electronics.stackexchange.com/questions/103785/… यह कभी-कभी चरम (-80% रेटेड वोल्टेज पर) है और इसका मतलब है कि आप एक ही पैकेज में एक 10uF से कुछ 1uF 0805 कैप के साथ बेहतर हो सकते हैं।

— जेपीसी

Answer 1

यह एक ऐसा सवाल है जो मैं समय-समय पर अपने आप को सोच रहा हूं, और मुझे अभी तक इसका जवाब नहीं मिला है। मैंने किसी तरह का जवाब पाने के लिए LTSpice के साथ एक सिमुलेशन किया। मैंने मुराता के कुछ कैपेसिटर को यादृच्छिक पर बहुत अधिक चुना: 4.7 https : // F https://psearch.en.murata.com/capacitor/product/GRM155R61A475MEAA%23.html और 100nF https://psearch.en.murata.com/ संधारित्र / उत्पाद / GRM152B31A104KE19% 23.html

मैंने दोनों कैप्स के लिए ईएसएल को 300p और ESR को 100 nF से 30m और 4.7 µF से 8m के लिए सेट किया। इन मूल्यों के साथ उनकी प्रतिबाधा मुरता के रेखांकन में काफी मेल खाती है। (सटीक होना ESL वास्तव में समान नहीं है, लेकिन यह काफी करीब है इसलिए मैं समान मूल्य का उपयोग करूंगा)

मैंने केवल 4.7 ,F, 4.7 100F + 100 nF और 2 x 4.7 withF के साथ अनुकरण किया। मैंने उन्हें जोड़ने वाले ट्रेस का अनुकरण करने के लिए कैपेसिटर के बीच 1 एनएच इंडक्शन जोड़ा।

परिणाम दिलचस्प हैं, लेकिन एंटीसेप्सन आवृत्ति को छोड़कर, 100 एनएफ बढ़े हुए फ़िल्टरिंग को जोड़ना बहुत ही अस्पष्ट नहीं है । एक और 4.7 anotherF जोड़ने का एक ही प्रभाव है, सिवाय इसके कि कोई एंटीरेन्सेंस नहीं है। 100 एनएफ अपने स्वयं के गुंजयमान आवृत्ति पर बेहतर काम करता है, लेकिन यह प्रभाव एंटेरसोनेंस के खोए हुए फ़िल्टरिंग प्रदर्शन से छोटा है। इसके आधार पर, मैं अभी और बड़े कैपेसिटर जोड़ूंगा।

लेकिन, अगर आपको उदाहरण के लिए 30 मेगाहर्ट्ज पर शोर की समस्या थी, तो यह समझ में आता है कि 100 एनएफ संधारित्र जोड़ रहा है, क्योंकि यह फिल्टर को अच्छी तरह से करता है।

Q1: 470pF संधारित्र वास्तव में मदद कर रहा है?

यह गुंजयमान आवृत्ति पर है। अगर उस आवृत्ति पर कोई शोर नहीं है, तो उतना नहीं।

Q2: यह उन सभी को एक 0201 पैकेज में एक 1uF संधारित्र के साथ बदलने के लिए कोई मतलब नहीं होगा?

शायद दो 1 0F 0201 कैपेसिटर जोड़ना बेहतर होगा। फिर यदि आप किसी निश्चित आवृत्ति पर परेशानी के लिए दौड़ते हैं, तो आप उनमें से किसी एक को संधारित्र में बदल सकते हैं जो उस आवृत्ति पर SRF है। आप अन्य को भी छोड़ सकते हैं क्योंकि इकट्ठे नहीं होते हैं, लेकिन कैपेसिटर सस्ते होते हैं इसलिए परेशान होते हैं।

Q3: जब लोग कहते हैं कि उच्च आवृत्तियों पर एक उच्च मूल्य संधारित्र कम उपयोगी होता है, तो कैपेसिटेंस के कारण इसका कितना हिस्सा होता है, और आमतौर पर बड़े कैप के साथ जुड़े पैकेज के आकार में वृद्धि के कारण कितना होता है?

बहुत पैकेज आकार के बारे में है। बेशक उच्च SRF फिर से मदद करता है, लेकिन केवल तभी जब आप उस आवृत्ति पर शोर करते हैं। अन्यथा सबसे बड़ी समाई को दोगुना करना बेहतर है।

Comments

इसके लिए धन्यवाद, यह बहुत दिलचस्प है। मुझे लगता है कि मैं क्या करूंगा, अगली बार जब मैं कुछ उच्च गति वाले घटकों के साथ एक बोर्ड बनाऊंगा, तो मैं कोशिश करूंगा कि दोनों निर्माताओं ने डिकॉउलिंग की सिफारिश की, और डिकॉउलिंग के मेरे अपने संस्करण, और दोनों बोर्डों को स्कोप करें। फिर मैं यहां उत्तर के रूप में परिणाम पोस्ट करूंगा।

— Rocketmagnet

मैं परिणाम देखने के लिए उत्सुक हूं। परीक्षण करें ताकि आपके पास दोनों संस्करणों में कैपेसिटर की समान मात्रा हो। मुझे लगता है कि मेरा अनुकरण सही है कि "अधिक कैपेसिटर बेहतर है", लेकिन दिलचस्प सवाल यह है कि "अधिक कैपेसिटर मूल्य बेहतर है"

— TemeV

Answer 2

उत्तर सीधा है:

• आकार 0201 में 10nF NP0 ढांकता हुआ कैपेसिटर नहीं हैं ।

इनकी अधिकतम क्षमता लगभग 1nF है। तो या तो आपको एक बड़े पैकेज की आवश्यकता है या आपको X7R ढांकता हुआ से चिपकना होगा, जो कि> 10MHz पर इतना अच्छा व्यवहार नहीं करता है।

Answer 3

सभी सिद्धांत के लिए डुप्लिकेट उत्तर पढ़ें, लेकिन यहां अंगूठे का एक अच्छा नियम है:

बड़े मूल्य के कैपेसिटर उच्च आवृत्तियों पर कम प्रभावी होते हैं और निश्चित रूप से छोटे मूल्य के कैपेसिटर कम आवृत्ति पर प्रभावी नहीं होंगे।

इसलिए अलग कैपेसिटर प्रत्येक अलग आवृत्ति बैंड के लिए स्थिरीकरण प्रदान करते हैं। आपके आवेदन और 'शोर' की मात्रा के आधार पर यह विभिन्न आवृत्तियों पर उत्पन्न होता है, आपको पावर बस को स्थिर करने के लिए विशिष्ट मान वाले कैपेसिटर लगाने की आवश्यकता होती है।

एक सामान्य नियम कम से कम 1-10uF प्लस 100nF है, लेकिन एक उच्च घड़ी की गति वाले सर्किट के लिए उपरोक्त उदाहरण काफी ठीक दिखता है। ऑडियो अनुप्रयोगों के लिए आप ऐसा ही कुछ चाहते हैं, लेकिन पावर बस में संगीत आवृत्तियों के साथ मांगों का समर्थन करने के लिए बहुत अधिक मूल्य के साथ।

Q1: हाँ, यह उच्च आवृत्ति दोलन और शोर को मारता है। Q2: नहीं, आपको उच्च आवृत्ति शोर के साथ समस्या हो सकती है।

पुनश्च: संधारित्र पिंस और आईसी पिंस के बीच अधिष्ठापन को कम करने के लिए छोटे कैपेसिटर को आईसी पिंस के निकटतम रखा जाना चाहिए। यदि आवश्यक हो तो बड़े मूल्य के कैपेसिटर को और अधिक दूर रखा जा सकता है।

Comments

मैंने दूसरा प्रश्न देखा, लेकिन मुझे नहीं लगा कि यह मेरे प्रश्न को काफी संबोधित करता है, (जब तक कि मैं भ्रमित नहीं हूं)।

— राकेटमग्नेट

मैं जो पाने की कोशिश कर रहा हूं वह यह है: जब लोग कहते हैं कि उच्च आवृत्तियों पर एक उच्च मूल्य का संधारित्र कम उपयोगी होता है, तो वह कितना समाई के कारण होता है, और कितना बढ़े हुए पैकेज के आकार के कारण होता है जो आमतौर पर बड़े कैप से जुड़ा होता है ?

— राकेटमग्नेट

यह वही है जो मायने रखता है: वास्तविक कैपेसिटर में प्रेरण और प्रतिरोध होता है। एक बायपास संधारित्र का उद्देश्य एक स्थिर वोल्टेज बनाए रखने के लिए तेजी से वर्तमान ट्रांजिस्टर का जवाब देना है। श्रृंखला प्रेरण और प्रतिरोध उस लक्ष्य के लिए काउंटर हैं।

— माइक ६५५३५

इस सवाल का कोई भी जवाब नहीं देता है

— जलीलिपॉप

@ mike65535 - इसके लिए धन्यवाद। हालाँकि, जैसा कि मैंने अपने प्रश्न में उल्लेख किया है, मैं सिर्फ हाई स्पीड डिजिटल डिज़ाइन के पाठ्यक्रम पर हूँ। यह काफी आश्चर्यजनक होगा अगर मुझे पता नहीं था कि कैपेसिटर में इंडक्शन था। वास्तव में, मुझे लगता है कि मैंने अपने प्रश्न में अधिष्ठापन का उल्लेख किया है। कृपया ध्यान दें कि मैं नौसिखिया हूं, और बस कैपेसिटर के बारे में डिफ़ॉल्ट उत्तर देने की पेशकश करने से पहले आप मेरे प्रश्न को ध्यान से पढ़ सकते हैं।

— रॉकेटमैग्नेट

Answer 4

दो अलग-अलग प्रकार के कैपेसिटर को समानांतर में, एक इलेक्ट्रोलाइटिक और एक सिरेमिक की तरह, एक बहुत व्यापक आवृत्ति रेंज पर कम प्रतिबाधा प्रदान करेगा।

इलेक्ट्रोलाइटिक्स में महत्वपूर्ण प्रेरण है। उच्च आवृत्तियों पर उनका प्रतिबाधा अक्सर एक चिप को बायपास करने के लिए पर्याप्त नहीं होगा। 0.01 से 0.1uF की सीमा में एक सिरेमिक संधारित्र या तो मेगाहर्ट्ज़ के दसियों में कम प्रतिबाधा होगा, आमतौर पर।

मैं रैखिक सर्किट में op amps का उपयोग करता हूं। अगर ठीक से बाईपास नहीं किया गया तो ओप एम्प्स बहुत खराब क्षणिक प्रतिक्रिया देगा और / या प्रदर्शित करेगा। मैं एक 0.1 यूएफ / 50 वी सिरेमिक संधारित्र को सीधे बोर्ड की तह पर चिप की बिजली की आपूर्ति के लीड्स में मिलाता हूं। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को चिप पर रखी गई लोड आवश्यकताओं के अनुसार चुना जाता है; 1 से 100 यूएफ आम है। इलेक्ट्रोलाइटिक चिप के जितना संभव हो उतना करीब होना चाहिए, लेकिन यदि आवश्यक हो तो 20-30 मिमी आमतौर पर स्वीकार्य है।

Comments

यह प्रश्न सिरेमिक बायपास कैपेसिटर और उनके पैकेज आकारों के लिए विशिष्ट है। यह स्पष्ट होना चाहिए कि इसका विभिन्न संधारित्र प्रकारों से कोई लेना-देना नहीं है।

— एडगर ब्राउन