Bagaimana menghubungkan kapasitor decoupling ketika pin VCC / GND tidak dekat

11

Saya membuat papan yang akan menjadi tuan rumah ATmega 162 mikrokontroler dalam paket PDIP. Sayangnya, pin VCC dan GND diatur secara diagonal. Dari apa yang saya baca, kapasitor harus sedekat mungkin dengan pin untuk efek maksimum.

masukkan deskripsi gambar di sini

Saat ini, saya dapat melihat 3 cara untuk menghubungkan kapasitor. Jalankan kabel ke kapasitor sehingga berada pada jarak yang sama dari kedua pin, letakkan kapasitor di dekat arde dan jalankan kabel ke VCC atau letakkan kapasitor di dekat VCC dan jalankan kabel ke arde. Selalu ada opsi "tidak ada di atas".

Bagaimana saya membuat keputusan yang benar dalam kasus ini? Atau apakah itu tidak relevan?

AndrejaKo
sumber
Papan tempat memotong roti atau PCB?
Thomas O
@ Thomas O Sebenarnya, saya akan menggunakan papan prototyping yang memiliki pad solder individu untuk masing-masing pin dan pin kemudian dihubungkan secara manual. Saya pikir mereka disebut Perfboard dalam bahasa Inggris, tetapi saya tidak 100% yakin.
AndrejaKo
1
Gunakan paket yang lebih baik? Paket TQFP / MLF memiliki input daya yang lebih banyak, ditambah dengan semua ruang yang Anda hemat, Anda dapat memuat semua tutup decoupling yang Anda suka.
Nick T
@Nick T Saran yang bagus (ada di dokumentasi Atmel juga), tapi saya belum cukup maju untuk bisa membuat PCB sendiri dan menyolder paket seperti itu.
AndrejaKo

Jawaban:

11

Untuk jenis paket ini, Anda harus menggunakan setidaknya dua kapasitor bypass yang sama, satu di setiap sisi IC (satu dekat ground dan satu di dekat VCC). Induktansi paralel dari dua jejak ke dua tutup yang berbeda menurunkan total jejak induktansi dan arus yang mengalir dari setiap tutup bypass dalam arah yang berlawanan membantu membatalkan EMI. Lihat buku Henry Ott "Rekayasa Kompatibilitas Elektromagnetik" untuk detail lebih lanjut di sini. Ternyata teknik ini mengurangi noise dengan jumlah yang signifikan dan juga akan membantu secara fungsional. Teknik ini diambil secara ekstrim akan melibatkan penggunaan daya dan bidang tanah dan mengelilingi seluruh chip dengan kapasitor bypass, atau jika Anda memiliki uang untuk cadangan, menggunakan pesawat kapasitansi terkubur,

masukkan deskripsi gambar di sini

EDIT: Menambahkan gambar murahan saya. Panah seharusnya menunjukkan loop pembatalan saat ini (satu searah jarum jam berlawanan arah jarum jam), tetapi perhatikan kapasitor harus ditempatkan lebih dekat ke chip kemudian saya menggambar.

bt2
sumber
Saya tidak tahu ini - terima kasih! Seperti apa buku itu ?
tyblu
1
Saya menghadiri seminar Henry Ott dan itu mengejutkan saya. Ada banyak praktik konvensional di luar sana hari ini yang mungkin tidak efektif atau bahkan memperburuk keadaan dengan penjelasan dan studi atau data yang membumi. Jika Anda tidak dapat bekerja untuk mengirim Anda ke salah satu seminarnya (atau bahkan jika Anda bisa) saya akan sangat merekomendasikan buku itu. Ini Alkitab EMC saya. Mungkin buku teknik favorit saya sepanjang masa. Ini mencakup hampir semua hal dan ditulis dengan cara yang sangat dimengerti. Itu juga dikemas dengan sumber yang bagus untuk membaca lebih lanjut tentang hampir setiap subjek.
bt2
Bisakah Anda memberikan sketsa pengaturan kapasitor?
AndrejaKo
9

masukkan deskripsi gambar di sini

markrages
sumber
Saya sangat suka jawaban ini. Saya harap saya bisa menyolder kapasitor dengan benar.
AndrejaKo
3
Periksa digikey ... Saya pikir beberapa soket benar-benar datang dengan topi terpasang ...
joeforker
Ya, mereka datang dengan kapasitor terpasang. Mereka juga mahal gila, lebih dari $ 10. Ant I tink pesawat tanah akan memiliki induktansi seri kurang dari yang mengarah kapasitor panjang.
markrages
Pintar! Di mana Anda menemukan teknik ini?
W5VO
digikey ED2108-ND
markrages
7

Kapasitor decoupling sedekat mungkin dengan pin daya, karena kabel daya memiliki impedansi yang lebih tinggi daripada referensi ground. Harus ada bidang tanah yang besar, siap untuk memberikan jalur impedansi yang sangat rendah. Sebuah pesawat listrik kadang-kadang digunakan dalam desain multilayer (4+) untuk, antara lain, sumber impedansi rendah.

Anda berbicara tentang kabel, yang membuat saya percaya Anda menggunakan papan tempat memotong roti. Dalam hal ini, kapasitor decoupling sama pentingnya, tetapi induktansi parasit dan kapasitansi dan kontak ohmik akan menutupi efeknya. Gunakan power rails untuk power dan ground, dan ikat bersama di berbagai lokasi - tanpa loop ground! Saya tidak akan repot dengan apa pun selain elektrolit besar (10uF) di papan tempat memotong roti kecuali itu tidak berfungsi, karena hanya untuk prototipe sirkuit sederhana. (Apakah ini berhasil?) Pemecahan masalah decoupling membutuhkan tata letak yang nyata (jika produk akhir ada di papan tempat memotong roti, maka lakukanlah).

tyblu
sumber
Dia mengatakan dalam komentar bahwa dia menggunakan perfboard.
Kevin Vermeer
Saya menggunakan papan tempat memotong roti dan saya mencoba untuk mencari tahu apa yang sebenarnya terjadi dengan kapasitor decoupling ... apa sebenarnya yang dilakukan Menggunakan rel daya untuk daya dan ground, dan mengikat mereka bersama di beberapa lokasi - tidak ada loop tanah! berarti? Jika saya menghubungkan ground rail ke power rail dengan kapasitor, bukankah itu loop (karena ground rail terhubung ke GND dan power rail + 5V)? Saya hanya akan benar-benar menjatuhkan kapasitor di antara VCC dan GND pada masing-masing register shift saya tapi sekarang saya bingung ... Bisakah Anda memberikan gambar / diagram?
redstarcoder
5

Untuk desain PCB, saya hampir selalu menggunakan bidang tanah dan untuk chip dengan pin daya yang berlawanan saya menempatkan topi di sebelah pin daya dan tanah ujung lainnya. Pesawat tanah memiliki induktansi rendah yang mengurangi efek dibandingkan dengan kabel jejak tunggal ke Vss. Tujuan tutup decoupling adalah untuk menyediakan sumber arus lokal untuk chip, jadi ini berfungsi dengan baik.

Jika itu papan tempat memotong roti, saya biasanya hanya menyolder beberapa kabel ke topi 100n dan memasangnya di atas chip. Berantakan, tetapi berhasil.

Thomas O
sumber
.. versi singkat dari apa yang saya tulis, dan sebelumnya! +1 untuk sampai pada intinya!
tyblu
Nah, apakah ini pendekatan yang baik untuk EMI? Menurut Olin , itu tidak :) Sial, tata letak PCB sangat merepotkan!
abdullah kahraman
0

Jarak keseluruhan penting, karena induktansi meningkat saat Anda meningkatkan jarak kawat. Namun, posisi kapasitor di sepanjang kabel ini seharusnya tidak masalah.

cksa361
sumber