Perché la ST raccomanda condensatori di disaccoppiamento da 100 nF per un MCU a 72 MHz? (E non 10 nF.)

Ho letto di disaccoppiare i condensatori e non riesco a capire perché ST raccomanda condensatori di disaccoppiamento da 100 nF su un microcontrollore ARM a 72 MHz.

Di solito i condensatori di disaccoppiamento da 100 nF sono efficaci solo fino a circa 20-40 MHz a causa della risonanza. Ho pensato che i cappucci di disaccoppiamento a 10 nF fossero più adatti poiché la loro risonanza è più vicina ai 100 MHz.

(Ovviamente, dipende dal pacchetto e dalla sua induttanza, ma quelli sono solo valori di palla da baseball che ho visto.)

Secondo la scheda tecnica STM32F103, ST raccomanda condensatori da 100 nF su V _DD e 10 nF su VDDA. Perché? Penso che dovrei usare anche 10 nF su V _DD .

Raccomandazione ST Impedenza del condensatore

stm32 impedance decoupling-capacitor

— Mike
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Quanto velocemente puoi attivare / disattivare l'I / O su uno di questi dispositivi. Di sicuro non sarà a 72MHz. Notare anche l'uso di tappi da 10nF su pin più critici e notare anche il regolatore di tensione che alimenta il nucleo.

— Andy aka

Che cos'è "AVDD"? Intendi "VDDA"?

— Peter Mortensen,

Risposte:

Tre cose che dovresti notare:

1) La maggior parte delle raccomandazioni di bypass nei fogli dati e nelle note applicative sono abbastanza casuali secondo me. Puoi facilmente essere un ingegnere migliore della persona che ha scritto la nota dell'applicazione :-). Un datasheet migliore parlerebbe di quanto un'impedenza bassa come progettista di schede dovrebbe fornire e con quale frequenza. Ho scritto su questo qui .

2) La maggior parte dell'induttanza parassita deriva dall'induttanza di montaggio (ingombro e lunghezza) e non dal condensatore stesso. Questo è il motivo per cui desideri un pacchetto più piccolo anziché un valore inferiore. Questo è anche il motivo per cui si vorrebbe avvicinare i viali e utilizzare aerei di potenza / terra strettamente accoppiati.

3) È possibile che il chip abbia qualche bypass come parte del pacchetto e muoia, ma questo dovrebbe idealmente essere dettagliato nel foglio dati prima che tu possa trarne vantaggio (tornando al mio primo punto). Altrimenti (e questo è probabilmente), puoi provare a misurarlo da solo, come mostro qui .

Potresti voler usare qualcosa come pdntool.com per selezionare la migliore combinazione di condensatori di bypass in base ai requisiti di impedenza e frequenza. Questo metodo ha funzionato in modo affidabile per molti progetti negli ultimi 15+ anni.

Mi scuso per aver inserito qui i miei post sul blog, ma è molto più veloce per me trovare i riferimenti di cui ho bisogno in quel modo. Sentiti libero di fare altre domande.

— Rolf Ostergaard
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"1) La maggior parte delle raccomandazioni di bypass nei fogli dati e nelle note applicative sono abbastanza casuali." hai qualche conoscenza interna segreta di una cospirazione globale per indurre le persone a usare in modo errato i cappucci di bypass, promossi da società "big cap"?

— segnaposto

Haha. Bene vedi cose come "il più vicino possibile". È una solida ingegneria - o "abbastanza casuale"? Per me una solida raccomandazione parlerebbe di quanto bassa dovrebbe essere l'impedenza e di quale frequenza o qualcosa del genere. Come spiegato qui: ee-training.dk/tip/good-pdn-low-impedance-to-infinity.htm

— Rolf Ostergaard

Beh, non ho dovuto leggere molto lontano in quel post sul blog "Le frequenze anche più alte possono effettivamente essere gestite anche a livello di die, ma questo non è misurabile a livello di board poiché l'induttanza di interconnessione sul pacchetto potrebbe essere troppo alta. " che mi dice abbastanza.

— segnaposto

Cosa ti ha detto questo? Hai ragione: è difficile misurarlo a livello di board. Ma senza alcuna informazione al riguardo nel foglio dati è anche difficile giustificare la progettazione di qualcosa in base alla speranza che sia lì.

— Rolf Ostergaard,

Lo sto basando sull'esperienza di molti fogli di dati diversi. Riconosco anche che questo potrebbe essere più un'opinione che un fatto che mi piacerebbe provare, quindi ho cambiato il testo nella risposta per riflettere quello. Hai diritto a un'altra opinione.

— Rolf Ostergaard,

Il probabile motivo, e qui sto facendo un'ipotesi plausibile - dal momento che non ho progettato quel chip, è che ST ha incorporato alcuni chip di by-pass di alta qualità su chip utilizzando un'area di riserva sul dado. Questa capacità è di altissima qualità, altissima risonanza e induttanza minuscola. Ciò che è comune è usare il gate, anche le capacità dello strato di metallo, questo riduce i requisiti di condensatore off-chip aumentando la probabile cappa di successo del cliente.

— segnaposto
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