Salve, vorrei porvi una domanda (forse un pò generica) per chiarirmi e magari chiarire anche ad altre persone come si utilizzano i condensatori nella progettazione di circuiti (in particolare digitali), visto che solitamente (almeno per quel che riguarda me) vengono utilizzati quasi esclusivamente quando consigliati nelle application notes dei vari integrati. Partendo dal presupposto che sia chiaro il loro funzionamento e le loro doti:
- Dove e quando è buona norma utilizzarli (riferito a linee dati e linee di alimentazione)?
- Conoscete qualche tutorial o roba simile in merito?
Si, ok... conoscevo quella pagina e conosco come lavora un condensatore... io mi riferivo ad un utilizzo pratico... cioè mi aspettavo delle risposte da chi ha a che fare con loro tutti giorni e sà dove e quando sia necessario un condensatore in un PCB. Non sò se mi spiego.
Con i condensatori si ha a che fare tutti i giorni è vero... ma non tutti i giorni per gli stessi motivi. L'unica è mettersi ad analizzare uno schema elettrico reale (non complesso ma nemmeno troppo semplice) e, in base al funzionamento del condensatore, studiare e capire "cosa fa" nei diversi posti dove vengono messi. Un po' come quanto si usano le viti: non tutte svolgono lo stesso lavoro e non tutte hanno la stessa importanza nel tenere insieme una struttura.
Spero di essere riuscito a farti capire almeno perché non è possibile risponderti come vorresti tu, cioè, da quel che ho capito, con un ricettario o un prontuario d'uso buono per tutte le occasioni.
In circuiti per lo più digitali è facile che vengano usati come disaccoppiamenti sulle alimentazioni degli integrati (per lo più con valori intorno ai 100 nF al fine di scaricare a terra sovratensioni che possano influenzare il circuito. Si usano poi per far transitare il segnale da uno stadio all'altro senza però lasciar passare la componente continua. Ancora: in unione con una resistenza per creare una costante di tempo che possa condurre in oscillazione il ciruito (classico con le porte AND NOT NAND) ma anche con i transistors, per polarizzarli in unione con una bobina (il classico circuito LC che risuonerà ad una particolare frequenza in base alla capacità del condensatore ed all'induttanza della bobina ecc).
Molte cose le capisci pian piano leggendoti le descrizioni dei progetti (quelli seri) ma non si può prescindere da qualche buon libro di base di elettronica; i migliori sono sempre i più vecchi purtroppo come per la chimica: quelli moderni tacciono molte cose.
Andrea
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Il resto e` ragionevole, ma questo no. Servono per fornire la corrente impulsiva richiesta dai circuiti logici, corrente che non potrebbe arrivare direttamente dall'alimentatore a causa dell'induttanza dei collegamenti.
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Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
Bè, tutto sommato, di matematica e fisica, ritengo di saperne un pò... quello che mi manca (ostacolo abbastanza frustrante anche in altre competenze) è il passare dai libri alle mani in pasta. Sò che con il tempo ed il picchiare la testa sui problemi pratici poi questi ostacoli tendono a zero... però qualche bella dritta da chi ne sa già più di me aiuta molto.
Allora e` facile: tutte le volte che lavori nel dominio del tempo, usa i=C*dv/dt e anche v=1/C INT(i dt) Con queste puoi calcolare il comportamento nel dominio del tempo, temporizzatori, ritardi, memorie analogiche, riposta al gradino, filtraggio delle alimentazioni, filtri nel tempo... corrente data la tensione nel tempo e viceversa.
Invece con la trasformata di laplace Z=1/(s C) fai tutti i conti in regime sinusoidale, filtri attivi e passivi nel dominio della frequenza, impedenze, partitori...
Avevo sbagliato il link, che pero`, corretto, e` probabilmente troppo semplice se vuoi sapere qualcosa di piu` sistematico.
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Franco
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(L. Wittgenstein)
Mi spiace Franco ma o non ti sei spiegato bene o le cose dai miei tempi sono cambiate. Quando parlavo dei 100nF per il disaccppiamento mi riferivo al fatto che (allora c'erano le porte TTL) il condensatore usato in quel modo serve a scaricare i disturbi impulsivi verso massa anziché sul pin d'ingresso dell'alimentazione dell'integrato. Ovviamente anche se di soli 100nF la capacità ha anche un piccolo effetto di livellamento e quindi mantenimento del valore della tensione di alimentazione (forse tu intendevi questo). Il mio discorso era appunto generico per far capire il concetto a chi ancora non sa nulla di queste cose.
Ciao Andrea
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Da dove arrivano i disturbi impulsivi? Come modelli la porta TTL che commuta, vista dall'alimentazione?
Continuo a ritenere che non sia corretto. Sarebbe diverso se parlassi di operazionali, ma per logiche (siano ttl o cmos non cambia) mi pare che quanto ho detto sia corretto.
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Franco
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(L. Wittgenstein)
Il giorno Wed, 20 Jun 2007 10:39:39 +0200, snipped-for-privacy@virgilio.it (Andrea1) ha scritto:
No, i condensatori servono a fornire il picco di corrente durante la commutazione, come ti ha giustamente detto Franco.
In fondo una porta CMOS (ma il discorso è valido anche per le TTL che hanno anche la corrente di riposo ) consuma energia soprattutto durante la commutazione e per pochi nanosecondi.
Quindi il condensatore deve fornire l'energia richiesta per la commutazione e per farlo al meglio deve essere posto molto vicino in modo da ridurre l'influenza dall'impedenza delle piste, perchè anche pochi nH possono avere effetto sulla frequenza del passa basso LC che si crea, soprattutto se si tratta di Mhz.
Difatti un condensatore SMD ha frequenza di taglio più alta di uno tradizionale proprio perchè l'induttanza serie dei reofori è maggiore.
Ricordo anche qualche vecchio thread in cui si dibatteva se i bypass fosse meglio metterli da 100nF o da 10nF perchè questi ultimi a parità di induttanza serie hanno una frequenza di taglio superiore.
Io voto per i 100n, magari SMD e su un multilayer o un bifaccia con ampie zone di 0V.
Mi riallaccio al discorso delle capacit=E0 di bypass, dato che sto facendo una scheda mista con una parte analogica e digitale e, dato che amplifico dei segnali dell'ordine di qualche decina di microvolt, rischio di avere dei problemi. Premetto che ho un prototipo funzionante montato in aria su una basetta ramata ed adesso stiamo disegnando il layout della piastra definitiva. Per le capacit=E0 di bypass, nella parte digitale (cmos non troppo veloci), uso dei condensatori ceramici da 100nF messi vicino agli integrati (ovviamente). Per la parte analogica (composta da alcuni stadi amplificatori cascode a transistor bipolari discreti), pensavo di fare due piani di massa ed alimentazione dove possibile (=E8 pur sempre un doppia faccia) e disporre ad intervalli regolari, diciamo vicino ad ogni stadio, un condensatore sempre ceramico da 100nF. Ho ovviamente disaccoppiato le alimentazioni e le masse, separate da un'induttanza da 1mH. So che non vanno messi dei condensatori di disaccoppiamento di valore diverso perch=E9 si rischia di introdurre una risonanza e far pi=F9 male che bene, tuttavia, ho visto all'oscilloscopio che le cose migliorano notevolmente se, oltre ai condensatori ceramici, metto anche un elettrolitico da 100uF subito dopo le induttanze. Puo' andare come soluzione? In generale, con circuiti che lavorano diciamo sotto i 100 MHz si possono mettere i classici condensatori di bypass ceramici vicino agli integrati e un elettrolitico vicino alla morsettiera? Si tratta di un ricevitore per radio ad impulsi, c'=E8 anche una parte che arriva a 10 GHz, ma per adesso =E8 fuori dalla piastra.
Il giorno Wed, 20 Jun 2007 08:06:01 -0700, Darwin ha scritto:
In questo caso io preferisco massimizzare lo 0V e mettere i bypass riferiti a questo piano, cercando di avere una buona diffusione sul layer anche con file di fori passanti uno vicino all'altro per collegare gli 0V tra i due strati. Almeno si ha un lato a bassa impedenza su cui il condensatore si può richiudere, poi naturalmente bisogna ottimizzare anche la +V evitando piste troppo sottili.
Crecando di attimizzare entrambi a volte si rischia di non ottimizzarne veramente nessuno.
Ottimo, metti anche un elettrolitico lì vicino.
La risonanza può dipendere da molti fattori e non credo sia influenzata dai bypass diversi anche perchè tra il valore nominale e quello reale ce ne corre, e con la temperatura si hanno altre variazioni.
In genere un elettrolitico si mette alla fine di ogni pista di alimentazione sia per fare da serbatoio in un punto lontano dall'alimentatore che per chiudere la linea con un impedenza che riduce i problemi di riflessione.
Ne abbiamo parlato anche qui:
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Ceramici SMD hanno una ft se non ricordo male intorno ai 35-40Mhz, ma dipende anche dall'induttanza delle piste e quindi dalla distanza dall' i.c., gli elettrolitici meglio metterli anche in fondo.
Per filtrare i 10Ghz basta una perlina di ferrite sul filo di alimentazione, poi bisogna vedere che altra strada trovano per passare.
Grazie. Avevo seguito con interesse altre discussioni, ma non questa.
ende
Molto interessante. Avevo notato l'uso degli elettrolitici come dici tu, ma non avevo pensato alle riflessioni (grazie Franco!).
ne, poi
Non =E8 un problema. I 10 GHz (per la verit=E0, dato che si tratta di impulsi =E8 una banda pi=F9 larga) sono ricevuti da un'antenna ed hanno dei livelli di potenza veramente infimi.
Scusate, ma non e` che alla fine state dicendo la stessa cosa? Un condensatore puo' fornire impulsi di corrente nello stesso modo in cui puo` assorbirli. Cambia solo la direzione della corrente ma la funzione del condensatore e` sempre la stessa: opporsi a tutte le variazioni di tensione. Ad ogni modo, recuperendo componenti da varie schede smd recenti, ho notato che i condensatori di bypass sull'alimentazione generamente hanno valori molto piu` grandi dei consueti 100 nF che si sono sempre usati in passato. Trovo soprattutto condensatori ceramici intorno agli 800nF-1uF ma anche piu' grandi, fino a 10uF (sempre ceramici), oltre ai consueti elettrolitici al tantalio che pero` oggi mi sembra siano meno usati di una volta. Penso che questa necessita` di maggiori capacita` di bypass sia dovuta alle tensioni di alimentazione sempre piu` basse, o sbaglio?
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