Будут ли керамические конденсаторы 0402 0,01 мкФ рядом с керамическими конденсаторами 0402 0,1 мкФ иметь какие-либо преимущества в разделении мощности?

Я всегда понимал, что смысл использования конденсаторов меньшего размера параллельно заключался в том, чтобы обеспечить низкий импеданс на более высоких частотах, чем конденсаторы большего размера, потому что конденсаторы с более высокой емкостью «обычно» имели более крупные пакеты, поэтому паразитная индуктивность сводила их емкость с определенной частоты и выше ,

Однако, если обе крышки имеют одинаковую упаковку ( в данном случае 0402 ), есть ли какая-то польза от этого?

Это немного спорный вопрос. Некоторые люди, кажется, считают, что конденсатор за пределами резонанса не имеет никакой выгоды для обхода. Другие отмечают, что даже после резонанса деталь в основном представляет собой очень маленький индуктор, закороченный на землю, и он все еще имеет довольно низкий импеданс.

Этот график от Мураты показывает (величину) импеданс в зависимости от частоты для трех разных значений конденсаторов в одной упаковке (0402):

Это показывает, что после того, как часть с высоким значением (например, 0,1 мкФ) проходит резонанс, часть с более низким значением (например, 0,01 мкФ) едва достигает более низкого импеданса, прежде чем он тоже достигает резонанса, и в его поведении преобладает его индуктивный паразит, который в основном так же, как в ценной части.

Тем не менее, как отмечали другие, чем больше конденсаторов вы можете установить параллельно, тем больше вы уменьшите последовательное сопротивление и индуктивность ансамбля деталей; так что добавление дополнительных частей поможет хотя бы немного.

Редактировать:

Я также должен отметить, что если вы начнете рассматривать большие значения в больших пакетах, скажем, 1 мкФ при 0805 и 10 мкФ в электролитической упаковке A-размера, вы определенно сможете улучшить импеданс на более низких частотах (ниже 10 МГц).

Предполагая, что индуктивность по существу является фиксированной для данного размера упаковки, емкость с более низким значением будет иметь более высокую SRF, вокруг которой она будет развязываться более эффективно. Более одного значения снижает индуктивность / ESR, чтобы снизить импеданс вокруг этой частоты. Наборы различных значений обеспечивают низкий импеданс во всем необходимом диапазоне.

Этот документ Xilinx (xapp623) подробно описывает входы и выходы, а также причины использования различных значений.

Чтобы процитировать соответствующую часть - они говорят:

Эффективная частота конденсатора

Каждый конденсатор имеет узкую полосу частот, где он наиболее эффективен в качестве развязывающего конденсатора. За пределами этой полосы он имеет некоторый вклад в PDS, но в целом он намного меньше. Частотные полосы некоторых конденсаторов шире других. ESR конденсатора определяет коэффициент качества (Q) конденсатора, который определяет ширину эффективной полосы частот. Танталовые конденсаторы обычно имеют очень широкую эффективную полосу, в то время как чиповые конденсаторы X7R и X5R с их более низким ESR, как правило, имеют очень узкую эффективную полосу. Эффективная полоса частот соответствует резонансной частоте конденсатора. В то время как идеальный конденсатор имеет только емкостную характеристику, реальные неидеальные конденсаторы также имеют паразитную индуктивность ESL и паразитное сопротивление ESR. Эти паразиты действуют последовательно, образуя схему RLC (рис. 3). Резонансная частота, связанная с этой схемой RLC, является резонансной частотой конденсатора.

Вы правы: преимущество заключается не в разных значениях, а в том, что они параллельны, что позволяет вдвое уменьшить сосредоточенное СОЭ и высокочастотную индуктивность. В качестве г-н Джонсон [8.2.4]:

Лучший способ получить очень низкую индуктивность - это параллельно подключать множество маленьких конденсаторов.

Различные значения ESR имеют значение для сигналов или шума выше 10 МГц; выше 100 МГц имеет значение только индуктивность корпуса (свинца).

Это напоминает мне еще одну цитату, которую повторил Дональд Кнут:

Преждевременная оптимизация - корень всего зла.

Параллельные конденсаторы могут иметь нежелательный эффект из-за резонанса между соседними конденсаторами. Например, используя данные, показанные в комментарии выше, эквивалентная индуктивность в размере корпуса 0402 составляет приблизительно 0,4 нГн. При моделировании специй параллельного конденсатора емкостью 0,1 мкФ и конденсатора емкостью 0,01 мкФ с 0,4 нГ последовательно с каждым конденсатором два конденсаторных блока 0402 становятся параллельными резонансными на частоте около 60 МГц с последующим последовательным резонансом на частоте около 80 МГц. С обходом RF это может стать критическим.