¿El capacitor de derivación de salida de un LM7805 se duplica como capacitor de desacoplamiento?

Estoy usando un regulador lineal de 5v (específicamente un LM7805) que sale directamente a un ATMEGA328P. De acuerdo con la hoja de datos LM7805 (página 23), se deben usar condensadores de derivación de entrada y salida, como se ve a continuación, para controlar los picos y garantizar la estabilidad.Esquema de LM7805 con condensadores de derivación

Es una buena práctica incluir también un condensador de desacoplamiento delante de un IC, en este caso un ATMEGA328. ¿El capacitor de 0.1 μF en el lado de salida del LM7805 actúa como un capacitor de desacoplamiento si el regulador alimenta el IC directamente después del capacitor de derivación de salida?

Para su información, para mis Unos y Nanos siempre uso 9V en el pin Vin, y luego obtengo alrededor de 5.09V en el pin de 5V. Necesito hacer esto porque estoy usando los ADC y necesito que sea un Vref estable. Además, mi creencia personal es que es inteligente usar 9V para que el regulador integrado pueda disipar menos calor.
@SDsolar Entonces, ¿está diciendo que omite el regulador de voltaje por completo y suministra los pines VCC con 9v?
No. Entra en el pin Vin, como dije anteriormente. Pero voy a deshacerme de los convertidores de 12 a 9 voltios a favor de un 7809 montado directamente en el Nano.
@SDsolar Oh, entendido. Mencionaste el nano y pensé que te referías al atmega en lugar del 7805. Mi error.
No he usado el atmega, pero creo que el circuito de entrada de energía es similar. Los Nano y Uno pueden manejar 12 V, pero sus reguladores integrados se calientan más de esa manera. Y estos convertidores baratos de 12 a 9 fluctúan. Así que creo que estás en el camino correcto aquí. En mi situación, descubrí que traer 5V provoca un comportamiento errático de los ADC. Y llevar voltaje directamente a Vcc parece demasiado arriesgado. Los 7809 tienen un excelente historial de estabilidad: mis unidades consumen alrededor de 340 mA. Luego, el regulador integrado puede reducirlo a los 5 V que hacen felices a los circuitos.

Respuestas (4)

Lo más importante acerca de los condensadores de desacoplamiento es que se colocan físicamente cerca del dispositivo que están desacoplando, para minimizar la inductancia de seguimiento. La capacitancia real a menudo se elige por regla general.

Esto implica que dos chips pueden compartir un condensador de desacoplamiento si los pines de la fuente de alimentación están muy cerca uno del otro. O, en otras palabras, si dos capacitores de desacoplamiento idénticos terminan en paralelo uno cerca del otro, puede dejar caer uno de ellos.

Los condensadores de desacoplamiento normalmente deben colocarse lo más cerca posible de la fuente de alimentación y los pines de tierra de su IC asociado.

Debe tener condensadores en la salida del 7805 y en el ATMEGA328.

Entonces, @Peter, si monto el 7809 justo al lado del pin Vin, supongo que podría usar solo una tapa de .1uF, ¿correcto? Longitudes de cable extremadamente cortas.

Si el circuito integrado está cerca del regulador, un condensador podría ser suficiente. Sin embargo, si la entrada al regulador está cargada por algún otro circuito, existe la posibilidad de que la salida del regulador se descargue más rápidamente que la entrada. Por lo tanto, sugiero colocar un diodo entre la entrada y la salida del regulador para protección contra polaridad inversa.

El Zout de 7805 es 0.016 Ω @ 1kHz* pero dado que la ganancia de retroalimentación interna como un amplificador operacional se reduce con el aumento de f, también aumenta el Zout con f, por lo que a 10MHz está fuera del ancho de banda y los límites de la regulación de carga = 100mV/5V=2 % @ 1.5A 0.1V/1.5A=67mΩ

Luego agregue cualquier rastro de inductancia y obtendrá ...

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La ubicación de las tapas de cerámica de baja impedancia afecta tanto lo que ve el regulador con la Q del cct RLC de entrada como la atenuación de un volcado de carga CMOS de paso C en el voltaje.

Por lo tanto, como dice Peter, ambas ubicaciones se vuelven necesarias para trazas largas con alrededor de 10 nH por cm para trazas de 10:1 de largo/ancho hasta 30 nH/cm para una relación de 100:1, como recuerdo, para trazas típicas. por lo tanto, 50 nH son 5 cm o 2" para pistas de potencia de 0,5 cm o 5 mm de ancho para 0,035 mm de espesor.

Pero para los planos de potencia/tierra, esto se reduce a ~ 1 nH/via (dependiendo de la relación L/D) y 2 nH/cm para la longitud del camino para cualquier plano cuadrado y el dieléctrico más delgado también aumenta nF/cm ^ 2 con ESR bajo cuadrado inverso pero limitado por ruptura dieléctrica y defectos por rebabas que cortan el suministro. Existen soluciones comerciales para esto.

ps C2 es el C equivalente para uC y también tiene ESR que no se muestra. C provoca un aumento dinámico de la potencia con la frecuencia del reloj. o delta Ic=CdV/dt * delta f. por lo tanto C puede ser estimado. Donde dV/dt se supone que la tasa de cambio es constante pero aumenta con T ['C], por lo que C se convierte en la relación de cambios para ΔIc/Δf * 1/ tasa de cambio. ESR es más difícil y depende de la cantidad de FET que cambian cada uno alrededor de 25 ohmios en paralelo.

Por lo tanto, una corriente de ondulación final depende de valores muy bajos de ESR * C = T <= y> = tiempo de aumento para la regulación de carga de C conmutada desde Coss de CMOS.

Este es mi análisis técnico de nuestra regla general para usar valores bajos de C lo más cerca posible tanto de la fuente como de la carga. a medida que los C más pequeños tienen valores de ESR más bajos limitados por el tamaño más pequeño. Los e-caps de tantalio y alumbre con ESR ultrabaja pueden tener una efectividad baja de 1us o <1MHz, y Ceramic << 1us a <1ns para tapones de microondas con bajo ESL.