แทนตัวเก็บประจุอลูมิเนียมโดยตัวเก็บประจุแทนทาลัมสำหรับบายพาส accelerometer เป็นกลุ่ม

ขณะนี้ฉันกำลังทำงานเกี่ยวกับการออกแบบซึ่งรวมถึง accelerometer AIS3624DQ จาก ST ในแผ่นข้อมูลจะมีข้อความระบุไว้ (ส่วนที่ 4 หน้า 17):

"ตัวเก็บประจุแยกตัวจ่ายไฟ (เซรามิก 100 nF, อลูมิเนียม 10 μF) ควรวางให้ใกล้กับขา 14 ของอุปกรณ์ (แนวปฏิบัติทั่วไป)"

ฉันสามารถแทนที่อลูมิเนียม10μF (เนื่องจากมีขนาดใหญ่) ด้วยตัวเก็บประจุแทนทาลัมแทนได้หรือไม่?

คุณสามารถแทนที่อลูมิเนียมอิเล็กโทรไลติกด้วยแทนทาลัมได้

ปัจจุบันเซรามิกส์สามารถครอบคลุม 10 µF ที่ 10s ของช่วง volts ไม่มีจุดใดที่ใช้อิเล็กโทรไลติกหรือแทนทาลัม คุณไม่จำเป็นต้องมีตัวแยกประจุ 100 nF (ค่านั้นคือ 1980 ดังนั้น) ถ้าคุณใช้เซรามิคสำหรับค่าที่มากกว่า

คิดเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นที่นี่และสิ่งที่แผ่นข้อมูลพยายามที่จะพูด อุปกรณ์เหล่านี้มีชื่อเสียงในด้านความอ่อนไหวต่อเสียงของแหล่งจ่ายไฟ จริง ๆ แล้วฉันเห็นส่วนที่คล้ายกันขยายระลอกไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟไปยังเอาต์พุต แผ่นข้อมูลจึงต้องการให้คุณใส่ความจุ "ขนาดใหญ่" บนสายไฟลงในอุปกรณ์ นั่นคือที่ 10 µF มาจาก ย้อนกลับไปเมื่อแผ่นข้อมูลนี้ถูกเขียนขึ้นหรือใครก็ตามที่เขียนไม่ทันกับการพัฒนา 10 µF เป็นคำขอขนาดใหญ่ที่ไม่มีเหตุผลสำหรับเทคโนโลยีตัวเก็บประจุที่ดีที่ความถี่สูง ดังนั้นพวกเขาจึงแนะนำอิเล็กโทรไลติคสำหรับความจุ 10 µF "เป็นกลุ่ม" แต่จากนั้นวางเซรามิก 100 nF ไว้ข้างนั้น เซรามิกนั้นจะมีความต้านทานต่ำที่ความถี่สูงกว่าอิเล็กโทรไลต์แม้ว่าจะมีความจุน้อยกว่า 100 เท่า

แม้ในช่วง 15-20 ปีที่ผ่านมาหรือประมาณ 100 nF อาจเป็น 1 µF โดยไม่ต้องเป็นภาระ ค่าทั่วไปของ 100 nF มาจากสมัยโบราณผ่านหลุม นั่นเป็นตัวเก็บประจุเซรามิกขนาดใหญ่ที่สุดที่ยังคงทำงานเหมือนตัวเก็บประจุที่ความถี่สูงที่ชิปดิจิทัลต้องการ ดูบอร์ดคอมพิวเตอร์จากปี 1970 และคุณจะเห็นตัวเก็บประจุดิสก์ 100 nF ถัดจากไอซีดิจิตอลทุกตัว

น่าเสียดายที่การใช้ 100 nF สำหรับการบายพาสความถี่สูงกลายเป็นตำนานในตัวของมันเอง อย่างไรก็ตามตัวเก็บประจุแบบเซรามิกหลายชั้น 1 µF ของวันนี้มีราคาถูกและมีลักษณะที่ดีกว่าเก่ากว่า 100 nF แคปของ Pleistocene ลองดูที่อิมพิแดนซ์เทียบกับกราฟความถี่ของแคปเซรามิกในตระกูลและคุณจะเห็นว่า 1 µF มีอิมพีแดนซ์ต่ำกว่าทุกที่เมื่อเทียบกับ 100 nF อาจมีการจุ่มเล็กน้อยใน 100 nF ใกล้กับจุดเรโซแนนต์ซึ่งมีอิมพีแดนซ์ต่ำกว่า 1 µF แต่จะมีขนาดเล็กและไม่เกี่ยวข้องมาก

ดังนั้นคำตอบสำหรับคำถามของคุณคือการใช้เซรามิค 10 10F เดี่ยว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสิ่งที่คุณใช้ยังคงเป็น 10 µF หรือมากกว่าที่แรงดันไฟฟ้าที่คุณใช้ เซรามิกบางประเภทลงไปในความจุด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ วันนี้ที่จริงคุณสามารถใช้เซรามิก 15 หรือ 20 µF และมีคุณสมบัติที่ดีขึ้นทั่วกระดานเมื่อเทียบกับเซรามิก 100 nF และ 10 µF อิเล็กโทรไลต์ที่แนะนำโดยแผ่นข้อมูล

ตรงกันข้ามกับคำตอบของ Olin Lathrop ตัวเก็บประจุเซรามิกไม่ได้เป็นทางออกสำหรับปัญหาการเลี่ยงระดับบอร์ดทั้งหมด เป็นไปได้ที่ตัวเลือกของตัวเก็บประจุเซรามิกเท่านั้นที่จะเป็นอันตรายต่อประสิทธิภาพของการออกแบบ

ความจริงที่สำคัญเกี่ยวกับสูตรไดอิเล็กตริกเซรามิกบางอย่างก็คือพวกเขาแสดงพฤติกรรม piezoelectric: พวกเขาสามารถแปลงพลังงานกลเป็น / จากพลังงานไฟฟ้า สำหรับมาตรวัดความเร่งนั้นพฤติกรรมไมโครโฟนิกนี้สามารถสั่นสะเทือนได้สองเท่าของเฮิร์ตซ์เข้ากับแหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์ การสั่นสะเทือนนี้อยู่ในย่านความถี่ที่น่าสนใจเพราะมันเป็นสิ่งที่เครื่องวัดความเร่งซึ่งหมายความว่าไม่สามารถกรองด้วยระบบดิจิตอล

ตัวเก็บประจุเซรามิกยังมีการสูญเสียคุณสมบัติของความจุที่มีอคติ DC ที่ใช้ ตัวอย่างเช่นความจุเทียบกับเส้นโค้งไบอัส DC ของอุปกรณ์Murata GRM188R61A106KAAL #คือ:

จากแผนภูมิเชิงโต้ตอบที่อินพุตการทำงาน 3.3V โดยทั่วไปตัวเก็บประจุเฉพาะนี้มีความจุที่มีประสิทธิภาพเพียง 5.337 ยูเอฟซึ่งสูญเสียความจุเกือบ 50% ของความจุพิกัดที่ต่ำกว่าครึ่งหนึ่งของ DC ที่จัดอันดับ ในขณะที่ความจุของกลุ่มนี้แอพลิเคชันไม่จำเป็นต้องมีค่าเฉพาะที่นี้อาจจะเป็น "gotcha" สำหรับการใช้งานที่มีความต้องการขั้นต่ำความจุ

นอกจากนี้ ESR ของตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคและแทนทาลัมก็มีประโยชน์เช่นกัน เพราะมันทำให้ตัวเก็บประจุสูญเสียมันจะทำให้การแกว่งและสามารถช่วย จำกัด จุดสูงสุดของภาวะชั่วครู่ Linear Technology มีคำอธิบายการใช้งานที่อธิบายถึงอันตรายของการใช้ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกเท่านั้นในอินพุตแหล่งจ่ายไฟปลั๊กร้อน นอกจากนี้บางอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีการส่งออกข้อกำหนดบายพาสความจุ ESR ที่กล่าวไว้ในนี้ทราบโปรแกรมประยุกต์ TI ในการใช้ตัวเก็บประจุเซรามิกที่ต่ำมาก ESR นั้นจริง ๆ แล้วต้องการเอาชนะ ESR ต่ำของพวกเขาโดยการติดตั้งตัวต้านทาน 10 มิลลิวินาทีในซีรีย์ด้วยตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมดูเหมือนจะเป็นอุปกรณ์บายพาสจำนวนมาก

Tantalumsมักมี ESR ต่ำกว่าอุปกรณ์อลูมิเนียม แต่ไม่ควรให้ความสำคัญเนื่องจากอุปกรณ์เซรามิกจะมี ESR ต่ำอยู่แล้ว

ดังนั้นคุณควรใช้อุปกรณ์แทนทาลัมแทนอลูมิเนียมอิเล็กโทรไลติกแทน

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใช้อุปกรณ์ที่มีคะแนนอย่างน้อย 2Vcc

มีคำตอบที่ดีอยู่แล้ว (แค่ใช้ MLCC) แต่ฉันจะเพิ่มมันสำหรับ decoupling ความถี่สูงคุณควรใช้คู่อย่างใกล้ชิด (เช่นไม่มีแกนกลาง) ชั้นของแรงดันไฟฟ้าและพื้นดิน ทำให้พื้นที่ทับซ้อนของพวกมันใหญ่พอเหมาะและวางหลายจุดให้ใกล้กับ IC ซัพพลาย / หมุดภาคพื้นดินเท่าที่จะทำได้ นี่เป็นวิธีที่ดีที่สุดในการแยกความถี่สูงออก จากนั้นวางตัวเก็บประจุ MLCC ของคุณให้ใกล้เคียงกับจุดประสงค์เหล่านั้นเท่าที่จะเป็นไปได้อย่างสมเหตุสมผล หลีกเลี่ยงค่าตัวเก็บประจุหลายตัวและใช้กับตัวเก็บประจุที่เหมือนกันหลาย ๆ ค่าหากไม่เพียงพอ ความเสี่ยงของการใช้ตัวอย่างเช่น 10n, 100n, 1u ในแบบคู่ขนานเป็นจุดสูงสุดของอิมพีแดนซ์

ด้านบนนี้จะให้ค่าความต้านทานรวมต่ำสุดสำหรับการแยกชิ้นส่วนของคุณ

นอกจากนี้คุณควรหลีกเลี่ยงเม็ดเฟอร์ไรต์สำหรับวงจรรวมระบบดิจิตอล แต่แน่นอนว่าเป็นนัยในด้านบน