Выполняет ли выходной обходной конденсатор LM7805 роль развязывающего конденсатора?

Я использую линейный стабилизатор 5 В (в частности, LM7805), который выводит напрямую на ATMEGA328P. Согласно техническому описанию LM7805 (стр. 23), входные и выходные обходные конденсаторы должны использоваться, как показано ниже, для подавления пиков и обеспечения стабильности.Схема LM7805 с шунтирующими конденсаторами

Рекомендуется также включать развязывающий конденсатор перед микросхемой, в данном случае ATMEGA328. Действует ли конденсатор 0,1 мкФ на выходе LM7805 как развязывающий конденсатор, если регулятор питается от микросхемы сразу после выходного обходного конденсатора?

К вашему сведению, для моих Unos и Nanos я всегда использую 9 В на выводе Vin, а затем получаю около 5,09 В на выводе 5 В. Мне нужно сделать это, потому что я использую АЦП и мне нужно, чтобы Vref был стабильным. Кроме того, я лично считаю, что разумно использовать 9 В, чтобы встроенный регулятор рассеивал меньше тепла.
@SDsolar Итак, вы говорите, что полностью исключаете регулятор напряжения и подаете на контакты VCC 9 В?
Нет. Он входит в контакт Vin, как я сказал выше. Но я собираюсь отказаться от преобразователей с 12 на 9 вольт в пользу 7809, установленного прямо на Nano.
@SDsolar О, понял. Вы упомянули nano, и я подумал, что вы имеете в виду atmega вместо 7805. Плохо.
Я не использовал atmega, но думаю, что схема ввода питания похожа. Nano и Unos могут работать с 12 В, но их встроенные регуляторы при этом нагреваются сильнее. И эти дешевые преобразователи 12-в-9 колеблются. Так что я считаю, что вы на правильном пути здесь. В моей ситуации я обнаружил, что подача 5 В вызывает нестабильное поведение АЦП. И подавать напряжение напрямую на Vcc кажется слишком рискованным. У 7809 отличный послужной список стабильности - мои устройства потребляют около 340 мА. Затем встроенный регулятор может снизить его до 5 В, что делает схемы счастливыми.

Ответы (4)

Самое важное в развязывающих конденсаторах то, что они размещаются физически близко к развязываемому устройству, чтобы минимизировать индуктивность дорожки. Фактическая емкость часто выбирается по эмпирическому правилу.

Это означает, что две микросхемы могут иметь общий развязывающий конденсатор, если их выводы питания расположены рядом друг с другом. Или, другими словами, если два одинаковых развязывающих конденсатора окажутся параллельно рядом друг с другом, вы можете уронить один из них.

Развязывающие конденсаторы обычно следует размещать как можно ближе к источнику питания и контактам заземления соответствующей ИС.

У вас должны быть конденсаторы на выходе 7805 и на ATMEGA328.

Итак, @Peter, если я установлю 7809 рядом с выводом Vin, я полагаю, что смогу использовать только один колпачок 0,1 мкФ, верно? Чрезвычайно короткие длины проводов.

Если микросхема расположена близко к регулятору, может быть достаточно одного конденсатора. Однако, если вход регулятора нагружен какой-либо другой цепью, существует вероятность того, что выход регулятора может разряжаться быстрее, чем вход. Поэтому я бы предложил поставить диод между входом и выходом регулятора для защиты от обратной полярности.

Zout 7805 составляет 0,016 Ом при 1 кГц*, но, поскольку коэффициент внутренней обратной связи, такой как операционный усилитель, уменьшается с ростом f, Zout растет с f, поэтому на частоте 10 МГц он выходит за пределы полосы пропускания и ограничивает регулирование нагрузки = 100 мВ/5 В=2. % при 1,5 А 0,1 В/1,5 А = 67 мОм

Затем добавьте любую индуктивность дорожки, и вы получите...

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Расположение низкоимпедансных керамических колпачков влияет как на то, что регулятор видит с добротностью входного RLC cct, так и на затухание сброса нагрузки ступени C CMOS по напряжению.

Таким образом, как говорит Питер, оба местоположения становятся необходимыми для длинных трасс с примерно 10 нГн на см для трасс 10: 1 длина / ширина до 30 нГн / см для соотношения 100: 1, насколько я помню, для типичных трасс. таким образом, 50 нГн составляет 5 см или 2 дюйма для силовых дорожек шириной 0,5 см или 5 мм для толщины 0,035 мм.

Но для плоскостей питания/земли это уменьшается до ~ 1 нГн/отверстие (в зависимости от отношения L/D) и 2 нГн/см для длины пути для любой квадратной плоскости, а более тонкий диэлектрик также увеличивает нФ/см^2 с низким ESR, обратным квадрату, но ограниченным пробой диэлектрика и дефекты заусенцев, замыкающих питание. Для этого существуют коммерческие решения.

ps C2 является эквивалентом C для uC, и у него также не показано ESR. C вызывает динамическое увеличение мощности с тактовой частотой. или дельта Ic=CdV/dt * дельта f. таким образом, C можно оценить. Если предполагается, что скорость нарастания dV/dt постоянна, но увеличивается с T ['C], то C становится отношением изменений для ΔIc/Δf * 1/скорость нарастания. ESR сложнее и зависит от количества полевых транзисторов, каждый из которых включает около 25 Ом параллельно.

Таким образом, окончательный пульсирующий ток зависит от очень низких значений ESR*C =T <= и >= времени нарастания для регулирования нагрузки коммутируемого C от Coss КМОП.

Это мой технический анализ нашего эмпирического правила использования низких значений C как можно ближе как к источнику, так и к нагрузке. поскольку меньшие C имеют более низкие значения ESR, ограниченные наименьшим размером. Танталовые и квасцовые электронные колпачки со сверхнизким ESR могут иметь эффективность с низкой эффективностью 1 мкс или <1 МГц, а керамические - от << 1 мкс до <1 нс для микроволновых колпачков с низким ESL.