Svenska ElektronikForumet

Jag letar efter en avkopplingskondensator för en 1,2V processorkärna i en microcontroller. Vanligtvis använder jag standard 100nF ytmonterad keramisk för avkoppling. Problemet i det här fallet är att processorn behöver avkopplingskondensatorer med betydande ESR, och det har inte de vanliga keramiska kondensatorerna.

Enligt databladet för processorn måste kärnans totala avkoppling vara inom intervallet 300nF till 900nF, samt ha ESR på 30mOhm till 150 mOhm. Kärnan har 7 pinnar för avkopplingen, vilket gör att intervallet för ESR per kondensator är ca 0,2 – 1ohm. De vanliga 100nF keramiska kondensatorerna verkar ha 10 mOhm – 50mOhm ungefär.

Har varit i kontakt med tillverkaren av processorn, men dom verkade inte förstå problemet, utan gav mig bara kontaktuppgifter till dom stora distributörerna.
Har varit i kontakt med Digikey, och dom kunde inte hitta någon lämplig i deras sortiment.

Det bästa jag hittat hittills är keramiska kondensatorer med "controlled ESR". Dock verkar de bara tillverkas i >=1uF.
http://www.tdk.com/pdf/controlled_esr_series_A11.pdf
http://www.tdk.com/pdf/c_esr_B11.pdf

Hittade ett patent av AVX på en sån här kondensator, och där finns ett stycke om varför ESR kan vara av fördel. Dock kan jag inte hitta någon sådan produkt hos AVX.

Today's systems use many capacitors in parallel, therefore, combined resistance (impedance) in the circuits is extremely low, especially at the circuits resonant frequency. The circuit has a natural tendency to ring at such frequency and the harmonics of its resonant frequency. This phenomenon creates unwanted electrical noise in the circuit and can lead to an undesirably excessive emission of radio frequency (RF) signals. Small increases in ESR can suppress these undesired phenomena. Furthermore, a controlled circuit impedance typically allows better matching between adjacent functional stages of an electronic device as well as increased power transfer from a power supply to functioning integrated circuit (IC), application specific integrated circuit (ASIC), processor, or other component. Simultaneously, only by maintaining a low inductance and its effective capacitance will the device continue to serve its function in the circuit.

http://www.google.com/patents?id=-gR4AA ... &q&f=false

Har inte tillverkaren något dev-kort med en BOM man kan kika lite i ?

Det är ju ganska vanligt bland spänningsregulatorer att serieresistansen hos avkopplingskondensatorn inte får vara allt för låg också. Jag hade kollat hos Farnell mha av parametersök och se vad som finns, kolla aluminum elektrolyt först.

Vilken krets gäller det?

Det är ju sant att en serieresistans dämpar resonans men man kan också kontrollera resonans genom att sätta flera olika kapacitanser i parallell eftersom förlusterna i den ena kondensatorn dämpar resonanserna i den andra.

EDIT: http://www.murata.com/products/article/pdf/ta1082.pdf

> en serieresistans dämpar resonans

Vad betyder det?

Lägre chans/risk för resonans? Resonanseffekten blir mindre påtaglig när den drar igång?

Resonansen blir mindre påtaglig. Man bränner bort energin i motståndet och ringningen dämpas ut.

Lägg till en serieresistans själv? Kanske ger andra nackdelar iofs...

vad är det för hastighet på processorn i fråga?

100nF är en gammal vana från 40-50 år tillbaks.
Du kan behöva några mindre parallellt, typ 1nF ..
Swech

6502 skrev:Har inte tillverkaren något dev-kort med en BOM man kan kika lite i ?

Bra tips, men dom har inte något sådant kort ännu, processorn är väldigt ny.

psynoise skrev:Det är ju ganska vanligt bland spänningsregulatorer att serieresistansen hos avkopplingskondensatorn inte får vara allt för låg också. Jag hade kollat hos Farnell mha av parametersök och se vad som finns, kolla aluminum elektrolyt först.

Kanske, men elektrolyter har för hög ESL är jag rädd, fast jag kan ta en titt. Tantaler hade för hög ESR. Ytmonterad plastfilmskondensator verkar ha ungefär lika låg ESR som motsvarande keramisk.

rehnmaak skrev:Vilken krets gäller det?

Det är ju sant att en serieresistans dämpar resonans men man kan också kontrollera resonans genom att sätta flera olika kapacitanser i parallell eftersom förlusterna i den ena kondensatorn dämpar resonanserna i den andra.

EDIT: http://www.murata.com/products/article/pdf/ta1082.pdf

Vet ej om jag kan berätta vilken uC det är. Den har en inbyggd MOS linjärregulator som tar ner de 3.3V som I/O använder ner till 1,2V för kärnan. Anslutningarna till avkoppling är 7 par av VSS och VDD.

Blandning av kondensatorer är kanske möjligt, men jag tror inte jag vågar gå "out of spec" på första kortet.

De där Murata liknar de TDK jag länkade till ovan. Tyvärr verkar de bara finnas =>1uF per kondensator, och jag får bara ha 900nF totalt.

ds77 skrev:Lägg till en serieresistans själv? Kanske ger andra nackdelar iofs...

Det ger lite mer ESL, som sänker resonansfrekvensen, men kanske kan gå.

Swech skrev: vad är det för hastighet på processorn i fråga?

100nF är en gammal vana från 40-50 år tillbaks.
Du kan behöva några mindre parallellt, typ 1nF ..
Swech

Processorn klarar drygt 100MHz, men vi kommer nog köra lägre, gissar runt hälften av det.

Har funderat på något sådant. Kanske går det att lägga 1 nF vid varje benpar, och sedan en 1uF med rätt ESR i mitten.

Märkligt svar från tillverkaren. Om det är det minsta kritiskt med
komponentval vad den än må vara (kristaller, indiktorer whatever)
så brukar tillverkaren så gått som alltid ange flera alternativ på
konkreta komponenter/artikelnummer som de rekomenderar och
är normalt är testade och "supportade" av dom.

Ja, jag tror att jag bara hade otur, att frågan nådde fel person. Tidigare har jag fått bra hjälp av en som var insatt i det tekniska.

På'rom igen !

bearing skrev:Har funderat på något sådant. Kanske går det att lägga 1 nF vid varje benpar, och sedan en 1uF med rätt ESR i mitten.

Det finns en bra artikel om avkopplingskondensatorer här: http://axotron.se/index.php?page=27&chapter=1

Att enbart sätta skilda kapacitansvärden parallellt ger ingen förbättring, utan det är isåfall om det lägre värdet tillåter val av en kapsel med bättre ESR/ESL-värden. Kondensatorer med olika värden parallelt kommer att ge en parallellresonanstopp i impedanskaraktäristiken vid någon frekvens, som kan ge problem. Särskilt sida 4 där med en punktlista med slutsatser rekommenderas!