PCB

Rechner zur Auswahl von Entkopplungskondensatoren

Berechnen Sie die Eigenresonanzfrequenz des Entkopplungskondensators, die Impedanz bei der Zielfrequenz, den effektiven Bypass-Bereich und die Anzahl der Kondensatoren, die für die Integrität der Stromversorgung benötigt werden

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Formel

f_SRF = 1 / (2π√(ESL·C)), Z = √(ESR² + (X_C − X_L)²)

C— Capacitance (F)

ESR— Equivalent series resistance (Ω)

ESL— Equivalent series inductance (H)

f_SRF— Self-resonant frequency (Hz)

Z— Impedance (Ω)

Wie es funktioniert

Entkopplungskondensatoren, auch als Bypass-Kondensatoren bekannt, sind wichtige Komponenten in elektronischen Schaltungen, die zur Unterdrückung hochfrequenter Störungen und zur lokalen Energiespeicherung in der Nähe von integrierten Schaltungen entwickelt wurden. Sie dienen als lokale Ladungsspeicher, gleichen Spannungsschwankungen in der Stromversorgung aus und reduzieren elektromagnetische Störungen. Durch die Platzierung eines Kondensators in der Nähe der Stromanschlüsse eines ICs können schnelle Stromanforderungen sofort erfüllt werden, wodurch eine stabile Spannung aufrechterhalten und Leistungseinbußen verhindert werden.

Bearbeitetes Beispiel

Wählen Sie für einen Mikrocontroller, der mit 3,3 V, einer Spitzenstromaufnahme von 100 mA und einer maximalen Frequenz von 10 MHz betrieben wird, einen Entkopplungskondensator aus: 1) Schätzen Sie die erforderliche Kapazität mit f = 1/ (2π RC), wobei ein äquivalenter Serienwiderstand von 0,1 Ω angenommen wird. 2) Berechnen Sie: 0,1 µF-Keramikkondensator mit niedrigem ESR. 3) Platzieren Sie den 0,1µF-Kondensator direkt zwischen den VCC- und GND-Pins, mit kurzen Leiterlängen, um die Induktivität zu minimieren tanzen.

Praktische Tipps

✓Verwenden Sie mehrere Kondensatorwerte für eine breitere Frequenzrauschunterdrückung
✓Platzieren Sie die Entkopplungskondensatoren so nah wie möglich an den IC-Stromversorgungsstiften
✓Minimierung der Leiterbahnlängen zwischen Kondensator und IC
✓Verwenden Sie Keramikkondensatoren mit niedrigem ESR-Wert für Hochfrequenzanwendungen

Häufige Fehler

✗Verwendung eines einzigen Kondensatorwerts für alle ICs
✗Platzieren Sie die Entkopplungskondensatoren weit von den Stromanschlüssen entfernt
✗Vernachlässigung des äquivalenten Serienwiderstands (ESR) des Kondensators
✗Verwendung des falschen dielektrischen Typs für bestimmte Frequenzbereiche

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Hauptzweck eines Entkopplungskondensators?

Um lokale Energiespeicher bereitzustellen, hochfrequentes Rauschen zu unterdrücken und eine stabile Spannung für integrierte Schaltungen aufrechtzuerhalten.

Wie wähle ich den richtigen Kapazitätswert?

Beachten Sie die Stromaufnahme, die Betriebsfrequenz und die Herstellerempfehlungen des ICs. In der Regel liegen die Werte zwischen 0,1 µF und 10 µF.

Kann ich Elektrolytkondensatoren zur Entkopplung verwenden?

Aufgrund des höheren ESR im Allgemeinen nicht für Hochfrequenzanwendungen empfohlen. Keramikkondensatoren werden für die meisten digitalen Schaltungen bevorzugt.

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