マイコンの基礎 - デカップリングコンデンサ - 版の履歴

2021年2月4日 (木) 02:16にWikiによる

2021-02-04T02:16:25Z

← 古い版		2021年2月4日 (木) 11:16時点における版
4行目:		4行目:
	マイコンから輻射されるノイズを低減したり、入力されるノイズをバイパスする目的で、電源端子とGND端子間に挿入する。<br>		マイコンから輻射されるノイズを低減したり、入力されるノイズをバイパスする目的で、電源端子とGND端子間に挿入する。<br>
	また、電源電圧のリプル(変動)を防ぐ平滑化の目的もある。(下図を参照)<br>		また、電源電圧のリプル(変動)を防ぐ平滑化の目的もある。(下図を参照)<br>
			[[ファイル:MCU Decoupling Capacitor 1.jpg\|フレームなし\|中央]]
	<center>図. 電源ラインのノイズとリプル</center><br>		<center>図. 電源ラインのノイズとリプル</center><br>
	<br>		<br>
38行目:		38行目:
	"各電源端子に、複数のセラミックコンデンサ(100[nF])と1つのタンタルまたはセラミックコンデンサ(4.7[μF]〜typ.10[μF])を接続する"と記述がある。<br>		"各電源端子に、複数のセラミックコンデンサ(100[nF])と1つのタンタルまたはセラミックコンデンサ(4.7[μF]〜typ.10[μF])を接続する"と記述がある。<br>
	また、下図に示すような推奨回路も記載されている。<br>		また、下図に示すような推奨回路も記載されている。<br>
			[[ファイル:MCU Decoupling Capacitor 2.jpg\|フレームなし\|中央]]
	<center>図. デカップリングコンデンサの推奨回路レイアウト</center><br>		<center>図. デカップリングコンデンサの推奨回路レイアウト</center><br>
	<br>		<br>
57行目:		57行目:
	回路図では、デカップリングコンデンサは電源回路の部分にまとめて記述されているが、実際のPCBでまとめて配置してはならない。<br>		回路図では、デカップリングコンデンサは電源回路の部分にまとめて記述されているが、実際のPCBでまとめて配置してはならない。<br>
	できるだけ、マイコンの電源端子の近くに配置する。<br>		できるだけ、マイコンの電源端子の近くに配置する。<br>
			[[ファイル:MCU Decoupling Capacitor 3.jpg\|フレームなし\|中央]]
	<center>図. コンデンサの配置例<br>左は悪い配置　右が良い配置</center><br>		<center>図. コンデンサの配置例<br>左は悪い配置　右が良い配置</center><br>
	<br>		<br>
76行目:		76行目:
	*: マイコンメーカーに問い合わせてもよいが、もし、マイコンの使用例において、1つの電源端子だけコンデンサの数が多い場合、		*: マイコンメーカーに問い合わせてもよいが、もし、マイコンの使用例において、1つの電源端子だけコンデンサの数が多い場合、
	*: その端子が内蔵レギュレータの入り口に最も近い電源端子の可能性が高いと考えられる。		*: その端子が内蔵レギュレータの入り口に最も近い電源端子の可能性が高いと考えられる。
			[[ファイル:MCU Decoupling Capacitor 4.jpg\|フレームなし\|中央]]
	<center>図. 内蔵レギュレータがある場合のコンデンサの配置例</center><br>		<center>図. 内蔵レギュレータがある場合のコンデンサの配置例</center><br>
	<br><br>		<br><br>

Wiki: /* コンデンサの選択 */

2021-02-04T01:19:06Z

コンデンサの選択

@@ 48行目: / 48行目: @@
 <br>
 回路で発生するノイズの種類や電源電圧の変動は一様ではないため、マイコンメーカーの推奨回路通りに設計する必要はないが、設計の目安になる。<br>
 <br><br>
 __FORCETOC__
 [[カテゴリ:ARM]][[カテゴリ:AVR]][[カテゴリ:MSP430]][[カテゴリ:STM32]][[カテゴリ:H8]]

Wiki: ページの作成:「== 概要 == マイコンの電源に接続するデカップリングコンデンサは、バイパスコンデンサとも呼ばれる。

マイコンから輻…」

2021-02-04T00:00:05Z

ページの作成:「== 概要 == マイコンの電源に接続するデカップリングコンデンサは、バイパスコンデンサとも呼ばれる。 マイコンから輻…」

新規ページ

== 概要 ==
マイコンの電源に接続するデカップリングコンデンサは、バイパスコンデンサとも呼ばれる。 
 
マイコンから輻射されるノイズを低減したり、入力されるノイズをバイパスする目的で、電源端子とGND端子間に挿入する。 
また、電源電圧のリプル(変動)を防ぐ平滑化の目的もある。(下図を参照) 

<center>図. 電源ラインのノイズとリプル</center> 
 
ノイズ除去や電源電圧の平滑化には、幅広い周波数に対してインピーダンスが低いことが条件となる。 
一般的に、セラミックコンデンサやタンタル電解コンデンサが小型で周波数特性に優れており、インピーダンスも低いため、 
マイコンのデカップリングコンデンサに使用される。 
 
配置する位置は、マイコンの電源端子に近い場所を選ぶ。 
 
コンデンサを接続するマイコンの端子と容量において、マイコンの電源の内部回路に依存するが、 
各マイコンのマニュアルやアプリケーションノートに推奨回路が記載されている。 
また、各マイコンメーカーの評価ボードの回路も参考になる。 
 

== コンデンサの種類 ==
コンデンサには、積層セラミックコンデンサ、アルミ電解コンデンサ、フィルムコンデンサ等、誘電体に使用される材料と構造で分類される。 
 
電解コンデンサは大容量の電源系(電源の整流回路等)、フィルムコンデンサは安定した容量が必要な発振回路等、 
セラミックコンデンサは幅広い周波数帯に使用できるため、マイコンのデカップリングコンデンサにはセラミックコンデンサが使用される。 
 
コンデンサには、容量成分の他に抵抗成分とインダクタンス成分が含まれている。 
セラミックコンデンサはこれらの成分が小さいため、高周波数になるほどインピーダンスが小さくなるという特長がある。 
一般的に、ノイズ成分は高周波数であるため、セラミックコンデンサはノイズ除去に優れている。 
 
コンデンサの特性について、[https://ednjapan.com/edn/articles/1102/01/news118.html コンデンサの基本、選択のポイント]を参照すること。 
 

== コンデンサの選択 ==
STマイクロ社のSTM32F2シリーズを使用して、具体的な電源回路の設計方法および注意点を記載する。 
(AN3320：Getting started with STM32F20xxx/21xxx MCU hardware developmentというアプリケーションノートを例に挙げて記載する) 
 
このアプリケーションノートのDecoupling(デカップリング)という章に、 
"各電源端子に、複数のセラミックコンデンサ(100[nF])と1つのタンタルまたはセラミックコンデンサ(4.7[μF]〜typ.10[μF])を接続する"と記述がある。 
また、下図に示すような推奨回路も記載されている。 

<center>図. デカップリングコンデンサの推奨回路レイアウト</center> 
 
上記の複数のセラミックコンデンサは、STM32F2シリーズの評価用ボード(STM3220G-EVAL)の回路図を参照することで、個数が推測できる。 
評価用ボード(STM3220G-EVAL)の回路では、0.1[μF]のセラミックコンデンサが15個、4.7[μF]のタンタル電解コンデンサが1個あるため、 
電源端子1ピンに1個、またはそれ以上のコンデンサが付いていることが分かる。 
 
ピン数の少ないマイコンを使用する場合は、ピン数に合わせてセラミックコンデンサを減らしてもよい。 
 
回路で発生するノイズの種類や電源電圧の変動は一様ではないため、マイコンメーカーの推奨回路通りに設計する必要はないが、設計の目安になる。 
 

__FORCETOC__
[[カテゴリ:ARM]][[カテゴリ:AVR]][[カテゴリ:MSP430]][[カテゴリ:STM32]][[カテゴリ:H8]]

マイコンの基礎 - デカップリングコンデンサ - 版の履歴

2021年2月4日 (木) 02:16にWikiによる

Wiki: /* コンデンサの選択 */

Wiki: ページの作成:「== 概要 == マイコンの電源に接続するデカップリングコンデンサは、バイパスコンデンサとも呼ばれる。 マイコンから輻…」

Wiki: ページの作成:「== 概要 == マイコンの電源に接続するデカップリングコンデンサは、バイパスコンデンサとも呼ばれる。

マイコンから輻…」