Entkopplung

nospam@example.com (Lothar Miller) — Thu, 09 Oct 2008 14:10:56 +0200

Ein heisses Thema sind Blockkondensatoren oder Entkopplungskondensatoren oder Pufferkondensatoren an integrierten Schaltkreisen. Manch einer nimmt noch immer den altbewährten 100nF und dazu eine Anschlusstechnik aus einem Lehrbuch von 1980: irgendwie in die Nähe des ICs.

Heutzutage weiß man es besser, und allein schon das Wissen hilft in der Praxis, ein besseres Layout zu erstellen.

1. Regel
Wo ein Strom rausfliesst muss auch ein genau gleich großer wieder rein.
Diese beiden Ströme gehören zusammen.

2. Regel
Leiterbahnschleifen sind Spulen und Spulen sind Elektromagnete.
Im Allgemeinen wollen wir keine Elektromagnete auf Platinen bauen.

3. Regel
Ein Kondensator ist gleichzeitig auch ein Widerstand und eine Spule.
Seine Impedanzkurve hat deswegen eine Frequenzabhängigkeit.

Entkoppelkondensatoren versorgen ICs im ns-Bereich mit Strom. Sie puffern (deshalb auch Pufferkondensator) die Stromspitzen, die entstehen, wenn CMOS-Ausgangstreiber (und natürlich auch CMOS-Ausgänge innerhalb des ICs) ihren Pegel umschalten. Diese Ausgangstreiberstufen müssen die Umladeströme für den nächsten CMOS-Eingangs-Kondensator liefern. Daraus resultieren schnelle Stromänderungen, die einen kurzen, induktivitätsarmen Anschluss des Entkoppelkondensators erfordern.

Hier ein paar Fakten:

So sollte man es nicht machen:

Das wäre ideal:

Und hier noch zwei Beispiele aus der Praxis.
So ist es suboptimal:

Aber so geht das in Ordnung:

Zu diesem Thema findet sich auch eine interessante Diskussion auf www.mikrocontroller.net

Lothar Miller - Entkopplung

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