Pourquoi ST recommande-t-il des condensateurs de découplage de 100 nF pour un microcontrôleur 72 MHz? (Et pas 10 nF.)

J'ai lu sur les condensateurs de découplage, et je n'arrive pas à comprendre pourquoi ST recommande des condensateurs de découplage de 100 nF sur un microcontrôleur ARM à 72 MHz.

Habituellement, les condensateurs de découplage de 100 nF ne sont efficaces que jusqu'à environ 20 à 40 MHz en raison de la résonance. Je pensais que les bouchons de découplage 10 nF étaient plus adaptés car leur résonance est plus proche de 100 MHz.

(Évidemment, cela dépend du paquet et de son inductance, mais ce ne sont que des valeurs approximatives de ce que j'ai vu.)

Selon la fiche technique STM32F103, ST recommande 100 condensateurs nF sur V _DD et 10 nF sur VDDA. Pourquoi donc? Je pense que je devrais aussi utiliser 10 nF sur V _DD .

Recommandation ST Impédance du condensateur

stm32 impedance decoupling-capacitor

— Mike
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À quelle vitesse pouvez-vous basculer les E / S sur l'un de ces périphériques. Pour sûr, ce ne sera pas à 72 MHz. Notez également l'utilisation de capuchons 10nF sur des broches plus critiques et notez également le régulateur de tension alimentant le noyau.

— Andy aka

Qu'est-ce que "AVDD"? Voulez-vous dire "VDDA"?

— Peter Mortensen

Réponses:

Trois choses à noter:

1) La plupart des recommandations de contournement dans les fiches techniques et les notes d'application sont assez aléatoires à mon avis. Vous pouvez facilement être un meilleur ingénieur que la personne qui a écrit la note d'application :-). Une meilleure fiche technique parlerait de la faible impédance que vous, en tant que concepteur de cartes, devriez fournir et à quelle fréquence. J'ai écrit à ce sujet ici .

2) La plupart de l'inductance parasite provient de votre inductance de montage (encombrement et via la longueur) et non du condensateur lui-même. C'est pourquoi vous souhaitez un package plus petit plutôt qu'une valeur plus petite. C'est aussi la raison pour laquelle vous voudriez rapprocher les vias et utiliser des plans d'alimentation / masse étroitement couplés.

3) Il est possible que la puce soit contournée dans le paquet et meure, mais cela devrait idéalement être détaillé dans la fiche technique avant de pouvoir en profiter (retour à mon premier point). Sinon (et cela est probable), vous pouvez essayer de mesurer vous-même, comme je le montre ici .

Vous voudrez peut-être utiliser quelque chose comme pdntool.com pour sélectionner la meilleure combinaison de condensateurs de dérivation en fonction de vos exigences d'impédance et de fréquence. Cette méthode a fonctionné de manière fiable pour de nombreux projets au cours des 15 dernières années.

Je m'excuse de brancher mes propres articles de blog ici, mais c'est beaucoup plus rapide pour moi de trouver les références dont j'ai besoin de cette façon. N'hésitez pas à poser plus de questions.

— Rolf Ostergaard
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"1) La plupart des recommandations de contournement dans les fiches techniques et les notes d'application sont assez aléatoires." Preuve? avez - vous une connaissance secrète à l 'intérieur d' un complot mondial pour amener les gens à utiliser les bouchons de contournement à mauvais escient, promu par les sociétés «à grande capitalisation».

— espace réservé

HaHa. Eh bien, vous voyez des choses comme "aussi près que possible". Est-ce une ingénierie solide - ou "assez aléatoire"? Pour moi, une recommandation solide dirait à quel point l'impédance devrait être basse et à quelle fréquence ou quelque chose comme ça. Comme expliqué ici: ee-training.dk/tip/good-pdn-low-impedance-to-infinity.htm

— Rolf Ostergaard

Eh bien, je n'ai pas eu à lire très loin dans ce billet de blog "Les fréquences encore plus élevées peuvent également être gérées au niveau de la matrice, mais cela n'est pas mesurable au niveau de la carte car l'inductance d'interconnexion sur le paquet peut être trop élevée. " ce qui me dit assez.

— espace réservé

Qu'est-ce que cela vous a dit? Vous avez raison - il est difficile de mesurer cela au niveau du conseil d'administration. Mais sans information à ce sujet dans la fiche technique, il est également difficile de justifier la conception de quoi que ce soit en fonction de l'espoir qu'il soit là.

— Rolf Ostergaard

Je fonde cela sur l'expérience de nombreuses fiches techniques différentes. Je reconnais également qu'il peut s'agir davantage d'une opinion que d'un fait que je voudrais prouver, j'ai donc changé le libellé de la réponse pour refléter cela. Vous avez droit à un autre avis.

— Rolf Ostergaard

La raison probable, et ici je fais une supposition éclairée - puisque je n'ai pas conçu cette puce, c'est que ST a incorporé des bouchons de dérivation de haute qualité sur la puce en utilisant une zone de rechange sur la puce. Cette capacité est de très haute qualité, de très haute résonance et de très petite inductance. Ce qui est commun, c'est d'utiliser les capacités de grille, de puits et même de couche métallique, cela réduit les besoins en condensateurs hors puce, augmentant ainsi le potentiel de succès d'un client.

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