El kell választani az AGND és a DGND talajréteget?
Az egyszerű válasz az, hogy helyzettől függ, és a részletes válasz az, hogy általában nem választják el őket.Mert a legtöbb esetben a földréteg leválasztása csak növeli a visszatérő áram induktivitását, ami több kárt okoz, mint hasznot.A V = L(di/dt) képlet azt mutatja, hogy az induktivitás növekedésével a feszültségzaj nő.És ahogy a kapcsolóáram növekszik (mert az átalakító mintavételi frekvenciája nő), a feszültségzaj is nő.Ezért a földelő rétegeket össze kell kötni.
Példa erre, hogy egyes alkalmazásokban a hagyományos tervezési követelményeknek való megfelelés érdekében bizonyos területeken piszkos busztápfeszültséget vagy digitális áramkört kell elhelyezni, de a méretkorlátok miatt is, ami miatt a kártya nem tud jó elrendezésű partíciót elérni. esetben a külön földelő réteg a kulcs a jó teljesítmény eléréséhez.Ahhoz azonban, hogy az általános kialakítás hatékony legyen, ezeket a földelő rétegeket valahol a táblán híddal vagy csatlakozási ponttal össze kell kötni.Ezért a csatlakozási pontokat egyenletesen kell elosztani a szétválasztott földelőrétegek között.Végső soron gyakran lesz egy csatlakozási pont a PCB-n, amely a legjobb hely lesz a visszatérő áram áthaladásához anélkül, hogy a teljesítmény romlik.Ez a csatlakozási pont általában a konverter közelében vagy alatt található.
Az áramellátó rétegek kialakításakor az ezekhez a rétegekhez rendelkezésre álló összes réznyomot használja fel.Ha lehetséges, ne engedje meg, hogy ezek a rétegek megosszák az igazításokat, mivel a további igazítások és átmenetek gyorsan károsíthatják a tápegység réteget azáltal, hogy kisebb darabokra osztják.Az így létrejövő ritka teljesítményréteg oda szoríthatja az áramutakat, ahol a legnagyobb szükség van rájuk, nevezetesen az átalakító tápcsapjaihoz.Az átmenetek és az igazítások közötti áram összeszorítása megnöveli az ellenállást, ami enyhe feszültségesést okoz az átalakító tápcsapjain.
Végül a tápegység réteg elhelyezése kritikus.Soha ne helyezzen zajos digitális tápegység réteget az analóg tápegység réteg tetejére, különben a kettő még akkor is összekapcsolódhat, ha különböző rétegeken vannak.A rendszerteljesítmény romlásának kockázatának minimalizálása érdekében a tervezésnek el kell választania az ilyen típusú rétegeket, ahelyett, hogy lehetőség szerint egymásra rakná őket.
Figyelmen kívül hagyható-e a PCB áramellátó rendszerének (PDS) kialakítása?
A PDS tervezési célja az, hogy minimalizálja a tápfeszültség áramigényére válaszul generált feszültség hullámzást.Minden áramkör áramot igényel, egyesek nagy igényűek, mások pedig gyorsabb áramellátást igényelnek.A teljesen leválasztott, kis impedanciájú teljesítmény- vagy földréteg és a jó NYÁK-laminálás minimálisra csökkenti az áramkör áramigényéből adódó feszültséghullámot.Például, ha a kialakítást 1A kapcsolási áramra tervezték, és a PDS impedanciája 10 mΩ, a maximális feszültség hullámosság 10 mV.
Először is, a PCB verem szerkezetét úgy kell megtervezni, hogy támogassa a nagyobb kapacitásrétegeket.Például egy hatrétegű verem tartalmazhat egy felső jelréteget, egy első alapréteget, egy első teljesítményréteget, egy második teljesítményréteget, egy második alapréteget és egy alsó jelréteget.Az első földelőréteg és az első tápegységréteg egymás közvetlen közelében helyezkednek el a halmozott szerkezetben, és ez a két réteg 2-3 miles távolságra van egymástól, hogy belső rétegkapacitást képezzenek.Ennek a kondenzátornak az a nagy előnye, hogy ingyenes, és csak a PCB gyártási megjegyzésekben kell megadni.Ha a tápegység réteget fel kell osztani, és ugyanazon a rétegen több VDD tápsín található, akkor a lehető legnagyobb tápegységet kell használni.Ne hagyjon üres lyukakat, de ügyeljen az érzékeny áramkörökre is.Ez maximalizálja a VDD réteg kapacitását.Ha a kialakítás lehetővé teszi további rétegek jelenlétét, két további földelőréteget kell elhelyezni az első és a második tápegység réteg között.Ugyanazon 2-3 miles magtávolság esetén a laminált szerkezet belső kapacitása ekkor megduplázódik.
Az ideális NYÁK-laminálás érdekében leválasztó kondenzátorokat kell használni a tápréteg kezdő belépési pontján és a DUT körül, ami biztosítja, hogy a PDS impedancia alacsony legyen a teljes frekvenciatartományban.Számos 0,001 µF és 100 µF közötti kondenzátor használata segít lefedni ezt a tartományt.Nem szükséges, hogy mindenhol kondenzátorok legyenek;A kondenzátorok közvetlenül a DUT-hoz való csatlakoztatása megszegi az összes gyártási szabályt.Ha ilyen súlyos intézkedésekre van szükség, az áramkörnek más problémái vannak.
A szabadon hagyott betétek jelentősége (E-Pad)
Ezt a szempontot könnyű figyelmen kívül hagyni, de kritikus fontosságú a PCB-tervezés legjobb teljesítményének és hőelvezetésének eléréséhez.
A szabaddá vált pad (Pin 0) a legtöbb modern nagysebességű IC alatti padra utal, és ez egy fontos kapcsolat, amelyen keresztül a chip összes belső földelése egy központi ponthoz csatlakozik az eszköz alatt.A fedetlen pad jelenléte lehetővé teszi számos átalakító és erősítő számára, hogy kiküszöbölje a földelő érintkezőt.A kulcs az, hogy stabil és megbízható elektromos csatlakozást és hőcsatlakozást alakítsunk ki, amikor ezt a párnát a PCB-re forrasztjuk, különben a rendszer súlyosan megsérülhet.
Három lépés követésével érhető el az optimális elektromos és termikus csatlakozás a szabadon lévő párnákhoz.Először is, ahol lehetséges, a szabaddá vált párnákat minden egyes NYÁK-rétegen meg kell ismételni, ami vastagabb hőkapcsolatot biztosít az összes talaj számára, és ezáltal gyors hőelvezetést, ami különösen fontos a nagy teljesítményű eszközöknél.Az elektromos oldalon ez jó potenciálkiegyenlítést biztosít az összes földelőréteg számára.Az alsó réteg szabadon lévő párnáinak megismételésekor leválasztási földelési pontként és hűtőbordák felszerelési helyeként használható.
Ezután ossza fel a szabadon lévő párnákat több azonos részre.A sakktábla forma a legjobb, és szita keresztrácsokkal vagy forrasztómaszkokkal érhető el.Az újrafolyós összeszerelés során nem lehet meghatározni, hogy a forrasztópaszta hogyan folyik a kapcsolat kialakításához az eszköz és a NYÁK között, így előfordulhat, hogy a kapcsolat megvan, de egyenetlenül oszlik el, vagy ami még rosszabb, a csatlakozás kicsi és a sarokban helyezkedik el.A szabadon lévő betét kisebb részekre osztása lehetővé teszi, hogy minden területnek legyen csatlakozási pontja, így biztosítva a megbízható, egyenletes kapcsolatot a készülék és a nyomtatott áramkör között.
Végül gondoskodni kell arról, hogy minden szakasznak legyen lyuk feletti kapcsolata a földeléssel.A területek általában elég nagyok ahhoz, hogy több átmérőt is elférjenek.Összeszerelés előtt győződjön meg róla, hogy minden átmenőnyílást megtölt forrasztópasztával vagy epoxival.Ez a lépés fontos annak biztosítására, hogy a szabaddá vált forrasztópaszta ne folyjon vissza a nyílások üregeibe, ami egyébként csökkentené a megfelelő csatlakozás esélyét.
A NYÁK-ban lévő rétegek közötti keresztcsatolás problémája
A NYÁK-tervezés során egyes nagysebességű konverterek elrendezési huzalozásában elkerülhetetlenül az egyik áramköri réteg keresztbe van kapcsolva a másikkal.Egyes esetekben az érzékeny analóg réteg (teljesítmény, föld vagy jel) közvetlenül a nagy zajú digitális réteg felett lehet.A legtöbb tervező szerint ez irreleváns, mivel ezek a rétegek különböző rétegeken helyezkednek el.Ez a helyzet?Nézzünk egy egyszerű tesztet.
Válasszon ki egyet a szomszédos rétegek közül, és fecskendezzen be egy jelet azon a szinten, majd csatlakoztassa a keresztirányban csatolt rétegeket egy spektrumanalizátorhoz.Amint látja, nagyon sok jel kapcsolódik a szomszédos réteghez.Még 40 miles távolság esetén is van olyan érzés, hogy a szomszédos rétegek még mindig kapacitást képeznek, így bizonyos frekvenciákon a jel továbbra is az egyik rétegről a másikra kapcsolódik.
Feltételezve, hogy egy nagy zajszintű digitális rész egy rétegen 1 V-os jelet kap egy nagy sebességű kapcsolótól, a nem hajtott réteg 1 mV-os jelet fog látni a hajtott rétegről, ha a rétegek közötti szigetelés 60 dB.Egy 12 bites analóg-digitális átalakítónál (ADC) 2Vp-p teljes skálán ez 2LSB (legkisebb jelentőségű bit) csatolást jelent.Egy adott rendszernél ez nem jelenthet gondot, de meg kell jegyezni, hogy ha a felbontást 12 bitről 14 bitre emeljük, az érzékenység négyszeresére nő, és így a hiba 8LSB-re nő.
Ha figyelmen kívül hagyja a síkközi/rétegek közötti csatolást, akkor nem biztos, hogy a rendszer tervezése kudarcot vall, vagy nem gyengítheti a tervezést, de ébernek kell maradnia, mivel a két réteg között nagyobb lehet a csatolás, mint azt várnánk.
Ezt meg kell jegyezni, ha hamis zajcsatolást találunk a célspektrumon belül.Néha az elrendezés vezetékezése nem kívánt jelekhez vagy rétegkeresztcsatoláshoz vezethet a különböző rétegekhez.Ezt tartsa szem előtt az érzékeny rendszerek hibakeresése során: a probléma az alábbi rétegben rejlik.
A cikk a hálózatról származik, ha bármilyen jogsértés van, kérjük, lépjen kapcsolatba a törléshez, köszönöm!
Feladás időpontja: 2022.04.27