Các nắp tách rời có cần thiết cho các IC tương tự không (ví dụ: LM339, LM324)?


12

Thông thường, các nắp tách rời 100n đến 1 CFF được đặt trên các đường cung cấp IC cho logic kỹ thuật số.

Đối với mạch tương tự, các mũ tách rời có cần thiết khi môi trường cũng được chia sẻ bởi vi điều khiển và logic kỹ thuật số không?

Tôi chưa bao giờ đặt chúng và chưa gặp rắc rối nào, nhưng tôi chưa tạo ra sản phẩm nào, vì vậy sẽ không có nhiều kinh nghiệm.

Câu trả lời:


12

Trong một môi trường tín hiệu hỗn hợp cho sản xuất phải vượt qua FCC, hoàn toàn có.

Cụ thể hơn, những gì bạn cần làm là xem xét mức sử dụng hiện tại của bạn, tần số sẽ có mặt và xác định điện dung nguồn cung cấp tổng thể của bạn cần là gì để giảm thiểu các tần số đó trên nguồn cung cấp. Nếu không, bạn sẽ rung chuông trên các mặt phẳng cung cấp có thể là một vấn đề EMI lớn.

Bạn sẽ nhận được một số điện dung từ PCB xếp chồng lên nhau, giả sử bạn có các mặt phẳng nguồn và mặt đất. Sau đó, bạn thường sẽ đưa ra một điện dung và kích thước tụ điện cần thiết để đạt được mục tiêu của mình.

Chẳng hạn, bạn có thể nghĩ ra một cái gì đó như:

  • Tối đa 30 0,1uF 0603
  • 30 10nF 0402 để tránh tự cảm chì
  • 5 10uF tantalum

Sau đó rắc chúng xung quanh một cách hợp lý. 1 0,1uF và 1 10nF mỗi pin nguồn. Một tant cho mỗi IC chính hoặc gần một phần của IC hiện tại / tương tự nhỏ hơn.

Với thiết kế tín hiệu hỗn hợp, bạn luôn phải nhớ rằng chỉ vì tín hiệu là tín hiệu tương tự tần số thấp, bạn vẫn phải coi nó là mối đe dọa EMI. Sẽ có những chuyển tiếp từ phần còn lại của hệ thống của bạn trên tín hiệu đó cho dù sự cô lập của bạn đáng kinh ngạc đến mức nào.

Không chỉ nói về tốc độ cao ở đây. Một hệ thống có xung nhịp 25Mhz và dễ dàng gặp phải những vấn đề này và làm hỏng FCC khá thảm hại (hãy tin tôi: 0)


Hai điều tôi sẽ thêm vào. 1) Nếu bạn không thể lắp 0402 trên PCB của mình, bạn có thể bỏ qua mức bỏ qua này. Nguyên tắc chung là "sử dụng điện dung lớn nhất mà bạn có thể chi trả cho một kích thước gói nhất định" trừ khi bạn hoang tưởng về độ tự cảm.
ajs410

doh 2) cẩn thận với nắp tantalum khi được sử dụng làm nắp đầu vào nguồn. họ không thích dòng nước dâng.
ajs410

điểm đầu tiên của bạn không thể áp dụng để bỏ qua để giảm EMI / gợn nhiễu. Thay vì gắn nắp lớn nhất bạn có thể vào chân nguồn, bạn cần xem tần số mà bạn mong đợi và chọn các tụ điện có trở kháng tối thiểu ở các tần số đó. Điều này phụ thuộc vào biện chứng, gói, xây dựng và điện dung. Nếu bạn giao dịch với đồng hồ hệ thống 25Mhz, tần số nguy hiểm của bạn sẽ là 25,75,125,175,225. 0.1uf thường được chọn để bao phủ mức thấp và 10nF thường có hiệu lực từ 80-300mhz hoặc hơn.
Đánh dấu

Cách tôi tiếp cận là xác định nhu cầu tách rời của mình, cả về kích thước và tần số đáp ứng. Vì vậy, nói rằng tôi biết tôi cần vùng phủ sóng từ 0 đến 250 mhz, tôi chọn bất kỳ nhóm mũ nào dẫn đến trở kháng với mặt đất luôn luôn là <0,1ohm. Sử dụng MLCC tiêu chuẩn với phép biện chứng X7R, 0,1uF và 10nF bao gồm tôi từ ~ 4Mhz đến 250Mhz, đó là điều đáng quan tâm nhất. Xuống phạm vi âm thanh, <20khz ESR của gốm tăng yên lặng một chút vì vậy sử dụng chất điện phân là có lợi, có thể là tantalum hoặc nhôm. Vì vậy, chúng được sử dụng cho bỏ qua số lượng lớn tần số thấp.
Đánh dấu

Sau đó, bạn tìm ra bao nhiêu điện dung bạn cần dựa trên mức rút hiện tại trên các nguồn cung cấp khác nhau. Nếu bạn biết bản vẽ hiện tại, bạn biết điện trở được biểu diễn và có thể tính toán điện dung cần thiết cho mức giảm gợn mong muốn.
Đánh dấu

6

Điều này thực sự phụ thuộc vào IC bạn đang sử dụng. Nói chung, băng thông cao hơn, một thiết bị tương tự có sự phân tách nguồn cung cấp quan trọng hơn. Hầu hết thời gian bảng dữ liệu cho các thiết bị khác nhau sẽ cung cấp cho bạn một dấu hiệu về những gì được yêu cầu. Bất kỳ bộ khuếch đại hoặc bộ so sánh tốc độ cao nào cũng có thể dễ bị dao động nếu không được bỏ qua chính xác.


4

Các IC tương tự như bộ so sánh và op-amps chắc chắn KHÔNG cần tách rời, đặc biệt nếu chúng được sử dụng làm công tắc kích động. Bạn có thể thấy hành vi rất kỳ lạ (nảy giữa các trạng thái khá phổ biến) nếu không có sự phân tách tốt và có tiếng ồn HF trên nguồn cung cấp.

Đến từ nền tảng chuyển đổi tương tự - nếu tôi nghi ngờ op-amp hoặc bộ so sánh không hoạt động như tôi nghĩ, hai điều đầu tiên tôi luôn kiểm tra là: (1) có tụ điện tách rời và (2) nếu có, nó ở một vị trí điện tốt trong bố trí?


2

Một điểm khác cần xem xét với việc tách tụ điện trên op-amps là chúng cần phải đi từ đường sắt xuống đất, chứ không phải đường sắt đến đường sắt. Ví dụ, một op amp có đường ray +/- 5 V cần tụ một từ mỗi đường ray xuống đất. Điều này sẽ đảm bảo op amp có nguồn cung cấp điện được tách rời đúng cách.

Bạn cũng cần phải có chúng trên đường dẫn tín hiệu, ví dụ, một tụ điện nhỏ trên điện trở phản hồi sẽ giúp mạch op amp của bạn chuyển từ mô phỏng sang PCB thực mà không bị nhiễu và dao động.


Tôi đã thấy các mạch có đường ray nối đất với nhau trên một đường ray trên cả hai đường ray. Có bất kỳ lợi thế để đặt một trên đường ray?
Thomas O

Không có lợi thế đặt chúng trên cả hai đường ray. Tốt nhất để giữ cho đường ray của chúng chạm đất, vì nó cung cấp một đường dẫn tiếng ồn từ đường ray trở lại mặt phẳng mặt đất, vì đó là nguồn tiềm năng 0 V của bạn, và mọi thứ cần phải được tách rời trở lại đây!
smashtastic

1

Thông thường tôi đã đi mà không có. Lý do tụ điện tách rời rất quan trọng đối với mạch kỹ thuật số là vì chúng có thể sử dụng dòng điện cao khi chuyển trạng thái; tụ điện sau đó sẽ giảm kích thước của vòng lặp hiện tại đó và thậm chí rút ra từ nguồn. Đối với mạch tương tự, điều này có thể ít xảy ra sự cố, mặc dù đôi khi lý do là do sự cố mạch tương tự sẽ tạo ra kết quả kém do nhiễu cung cấp. Do đó, mạch tương tự nhạy cảm được tách ra để cung cấp riêng của nó, có thể với các tụ điện và cuộn cảm để làm cho mọi thứ trơn tru hơn.

Tôi cũng khá thiếu kinh nghiệm, tuy nhiên, vì vậy mong đợi câu trả lời tốt hơn sớm.

Chỉnh sửa: Quả thực đã có câu trả lời tốt hơn. Do tách opamp, và đặc biệt là so sánh. Vui vì tôi đã học được điều gì đó!


2
Cảm ơn & +1 cho câu trả lời của bạn. Một thiết bị như LM339 có thể thay đổi nhanh chóng và mức tiêu thụ hiện tại của nó có thể thay đổi. Việc tách rời sẽ là cần thiết ở đây trong một số tình huống?
Thomas O

1
Ah, một so sánh. Tôi sẽ nghiêng về phía bao gồm các tụ điện sau đó; họ không nên làm tổn thương.
Yann Vernier
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.