Ar AGND ir DGND žemės sluoksnius reikia atskirti?
Paprastas atsakymas yra tas, kad tai priklauso nuo situacijos, o išsamus atsakymas yra toks, kad jie paprastai nėra atskirti.Nes dažniausiai atskyrus įžeminimo sluoksnį tik padidės grįžtamosios srovės induktyvumas, o tai atneša daugiau žalos nei naudos.Formulė V = L(di/dt) rodo, kad didėjant induktyvumui, didėja įtampos triukšmas.O padidėjus perjungimo srovei (nes didėja keitiklio diskretizavimo dažnis), padidės ir įtampos triukšmas.Todėl įžeminimo sluoksniai turi būti sujungti kartu.
Pavyzdys yra tai, kad kai kuriose programose, siekiant laikytis tradicinių projektavimo reikalavimų, tam tikrose srityse turi būti įdėta nešvari magistralės maitinimas arba skaitmeninė grandinė, tačiau taip pat dėl dydžio apribojimų, todėl plokštė negali pasiekti gero išdėstymo skaidinio. Atskiras įžeminimo sluoksnis yra raktas į gerą veikimą.Tačiau norint, kad bendra konstrukcija būtų efektyvi, šie įžeminimo sluoksniai turi būti sujungti kažkur ant plokštės tilteliu arba prijungimo tašku.Todėl prijungimo taškai turi būti tolygiai paskirstyti atskirtuose įžeminimo sluoksniuose.Galiausiai ant PCB dažnai bus prijungimo taškas, kuris tampa geriausia vieta grąžinti srovę, per kurią praeina nepabloginant našumo.Šis prijungimo taškas paprastai yra šalia keitiklio arba po juo.
Projektuodami maitinimo sluoksnius, naudokite visus turimus vario pėdsakus šiems sluoksniams.Jei įmanoma, neleiskite šiems sluoksniams dalytis lygiavimais, nes papildomi lygiavimai ir perėjimai gali greitai sugadinti maitinimo šaltinio sluoksnį, suskaidydami jį į mažesnes dalis.Susidaręs negausus galios sluoksnis gali išspausti srovės kelius ten, kur jų labiausiai reikia, būtent į keitiklio maitinimo kaiščius.Suspaudus srovę tarp perėjimų ir išlyginimo, padidėja varža, todėl keitiklio maitinimo kontaktuose šiek tiek sumažėja įtampa.
Galiausiai maitinimo šaltinio sluoksnio išdėstymas yra labai svarbus.Niekada nedėkite triukšmingo skaitmeninio maitinimo šaltinio sluoksnio ant analoginio maitinimo šaltinio sluoksnio, kitaip jie gali susijungti, net jei yra skirtinguose sluoksniuose.Siekiant sumažinti sistemos veikimo pablogėjimo riziką, projektuojant šių tipų sluoksnius reikia atskirti, o ne sukrauti juos, kai tik įmanoma.
Ar galima nepaisyti PCB energijos tiekimo sistemos (PDS) dizaino?
PDS projektavimo tikslas yra sumažinti įtampos pulsavimą, atsirandantį reaguojant į maitinimo srovės poreikį.Visoms grandinėms reikalinga srovė, kai kurioms reikia didelės poreikio, o kitoms reikia, kad srovė būtų tiekiama greičiau.Naudojant visiškai atsietą mažos varžos galią arba įžeminimo sluoksnį ir gerą PCB laminavimą, sumažinamas įtampos pulsavimas dėl srovės grandinės poreikio.Pavyzdžiui, jei konstrukcija skirta 1A perjungimo srovei, o PDS varža yra 10 mΩ, didžiausias įtampos pulsavimas yra 10 mV.
Pirma, PCB kamino struktūra turėtų būti suprojektuota taip, kad išlaikytų didesnius talpos sluoksnius.Pavyzdžiui, šešių sluoksnių krūvoje gali būti viršutinis signalo sluoksnis, pirmasis žemės sluoksnis, pirmasis galios sluoksnis, antrasis galios sluoksnis, antrasis įžeminimo sluoksnis ir apatinis signalo sluoksnis.Pirmasis įžeminimo sluoksnis ir pirmasis maitinimo šaltinio sluoksnis yra arti vienas kito sukrautoje struktūroje, o šie du sluoksniai yra 2–3 mylių atstumu vienas nuo kito, kad susidarytų vidinė sluoksnio talpa.Didelis šio kondensatoriaus privalumas yra tai, kad jis yra nemokamas ir jį reikia nurodyti tik PCB gamybos pastabose.Jei maitinimo sluoksnis turi būti padalintas ir tame pačiame sluoksnyje yra keli VDD maitinimo bėgiai, reikia naudoti didžiausią galimą maitinimo sluoksnį.Nepalikite tuščių skylių, bet taip pat atkreipkite dėmesį į jautrias grandines.Tai padidins to VDD sluoksnio talpą.Jei konstrukcija leidžia naudoti papildomus sluoksnius, tarp pirmojo ir antrojo maitinimo sluoksnių turi būti dedami du papildomi įžeminimo sluoksniai.Jei atstumas tarp branduolių yra nuo 2 iki 3 mylių, laminuotos konstrukcijos būdingoji talpa šiuo metu padidės dvigubai.
Norint idealiai laminuoti PCB, maitinimo šaltinio sluoksnio pradiniame įėjimo taške ir aplink DUT turėtų būti naudojami atjungimo kondensatoriai, kurie užtikrins, kad PDS varža būtų maža visame dažnių diapazone.Naudodami keletą 0,001 µF iki 100 µF kondensatorių, padėsite padengti šį diapazoną.Nebūtina visur turėti kondensatorių;Kondensatorių prijungimas tiesiai prieš DUT pažeis visas gamybos taisykles.Jei reikia tokių griežtų priemonių, grandinė turi kitų problemų.
Atidengtų trinkelių svarba (E-Pad)
Tai lengva nepastebėti, tačiau tai labai svarbu norint pasiekti geriausią PCB konstrukcijos našumą ir šilumos išsklaidymą.
Atidengta trinkelė (Pin 0) reiškia kilimėlį, esantį po dauguma šiuolaikinių didelės spartos IC, ir tai yra svarbi jungtis, per kurią visas vidinis lusto įžeminimas yra prijungtas prie centrinio taško, esančio po įrenginiu.Dėl atviros trinkelės daugeliui keitiklių ir stiprintuvų nereikia įžeminimo kaiščio.Svarbiausia yra suformuoti stabilią ir patikimą elektros jungtį ir šiluminę jungtį lituojant šią plokštę prie PCB, kitaip sistema gali būti smarkiai pažeista.
Optimalias atvirų trinkelių elektrines ir šilumines jungtis galima pasiekti atlikus tris veiksmus.Pirma, jei įmanoma, atviros trinkelės turėtų būti pakartotos ant kiekvieno PCB sluoksnio, o tai užtikrins storesnę šiluminę jungtį visai žemei ir taip greitai išsklaidys šilumą, ypač svarbu didelės galios įrenginiams.Iš elektros pusės tai užtikrins gerą potencialų išlyginimą visiems įžeminimo sluoksniams.Atkartojant atviras trinkeles ant apatinio sluoksnio, jis gali būti naudojamas kaip atjungimo įžeminimo taškas ir vieta, kur montuoti aušintuvus.
Tada padalykite atviras trinkeles į kelias identiškas dalis.Geriausia šachmatų lentos forma, kurią galima pasiekti naudojant tinklinius tinklelius arba litavimo kaukes.Surinkimo metu negalima nustatyti, kaip teka litavimo pasta, kad būtų sukurtas ryšys tarp įrenginio ir PCB, todėl jungtis gali būti, bet netolygiai pasiskirstyta arba, dar blogiau, jungtis yra maža ir yra kampe.Atidengtą trinkelę padalijus į mažesnes dalis, kiekviena sritis gali turėti prijungimo tašką, taip užtikrinant patikimą, tolygų įrenginio ir PCB ryšį.
Galiausiai reikia užtikrinti, kad kiekviena sekcija būtų prijungta prie žemės.Sritys paprastai yra pakankamai didelės, kad tilptų kelios angos.Prieš montuodami būtinai užpildykite kiekvieną angą litavimo pasta arba epoksidine derva.Šis veiksmas yra svarbus siekiant užtikrinti, kad atvira trinkelių litavimo pasta netekėtų atgal į angų ertmes, nes kitaip sumažėtų tinkamo sujungimo tikimybė.
Kryžminio sujungimo tarp PCB sluoksnių problema
Projektuojant PCB, kai kurių greitųjų keitiklių laidų išdėstymas neišvengiamai turės vieną grandinės sluoksnį, susietą su kitu.Kai kuriais atvejais jautrus analoginis sluoksnis (maitinimas, įžeminimas arba signalas) gali būti tiesiai virš didelio triukšmo skaitmeninio sluoksnio.Dauguma dizainerių mano, kad tai nesvarbu, nes šie sluoksniai yra ant skirtingų sluoksnių.Ar taip yra?Pažiūrėkime į paprastą testą.
Pasirinkite vieną iš gretimų sluoksnių ir įleiskite signalą tame lygyje, tada prijunkite kryžmiškai susietus sluoksnius prie spektro analizatoriaus.Kaip matote, yra labai daug signalų, susietų su gretimu sluoksniu.Net esant 40 mylių atstumui, yra prasmė, kad gretimi sluoksniai vis dar sudaro talpą, todėl kai kuriais dažniais signalas vis tiek bus susietas iš vieno sluoksnio į kitą.
Darant prielaidą, kad didelio triukšmo skaitmeninė sluoksnio dalis turi 1 V signalą iš didelės spartos jungiklio, nevaromas sluoksnis matys 1 mV signalą, susietą su varomuoju sluoksniu, kai izoliacija tarp sluoksnių yra 60 dB.12 bitų analoginio į skaitmeninį keitiklį (ADC) su 2Vp-p visos skalės svyravimu tai reiškia 2LSB (mažiausią reikšmę turintį bitą) sujungimą.Konkrečiai sistemai tai gali būti ne problema, tačiau reikia pastebėti, kad padidinus skiriamąją gebą nuo 12 iki 14 bitų, jautrumas padidėja keturis kartus ir taip paklaida padidėja iki 8LSB.
Kryžminio plokštumos / kryžminio sluoksnio sujungimo nepaisymas negali sukelti sistemos projekto nesėkmės arba susilpninti konstrukcijos, tačiau reikia išlikti budriems, nes tarp dviejų sluoksnių gali būti daugiau sujungimo, nei galima tikėtis.
Į tai reikia atkreipti dėmesį, kai tiksliniame spektre aptinkamas klaidingas triukšmo sujungimas.Kartais dėl laidų išdėstymo gali atsirasti nenumatytų signalų arba sluoksnių kryžminis sujungimas su skirtingais sluoksniais.Turėkite tai omenyje derindami jautrias sistemas: problema gali slypėti žemiau esančiame sluoksnyje.
Straipsnis paimtas iš tinklo, jei yra kokių nors pažeidimų, susisiekite, kad ištrintumėte, ačiū!
Paskelbimo laikas: 2022-04-27