Ці варта падзяляць наземныя пласты AGND і DGND?
Просты адказ заключаецца ў тым, што гэта залежыць ад сітуацыі, а падрабязны адказ заключаецца ў тым, што яны звычайна не разлучаюцца.Бо ў большасці выпадкаў аддзяленне зазямляльнага пласта толькі павялічыць індуктыўнасць зваротнага току, што прыносіць больш шкоды, чым карысці.Формула V = L(di/dt) паказвае, што з павелічэннем індуктыўнасці ўзрастае шум напружання.І калі ток пераключэння павялічваецца (паколькі павялічваецца частата дыскрэтызацыі пераўтваральніка), шум напружання таксама будзе павялічвацца.Такім чынам, пласты зазямлення павінны быць злучаныя паміж сабой.
Прыкладам з'яўляецца тое, што ў некаторых прыкладаннях, для таго, каб адпавядаць традыцыйным патрабаванням да праектавання, брудная шына харчавання або лічбавыя схемы павінны быць размешчаны ў пэўных зонах, але таксама з-за абмежаванняў памеру, што робіць плату не можа дасягнуць добрай кампаноўкі падзелу, у гэтым выпадку, асобны пласт зазямлення з'яўляецца ключом да дасягнення добрай прадукцыйнасці.Аднак для таго, каб агульная канструкцыя была эфектыўнай, гэтыя пласты зазямлення павінны быць злучаны паміж сабой дзесьці на дошцы перамычкай або кропкай злучэння.Такім чынам, кропкі злучэння павінны быць раўнамерна размеркаваны па падзеленых пластах зазямлення.У рэшце рэшт, на друкаванай плаце часта будзе кропка злучэння, якая становіцца найлепшым месцам для вяртання току без пагаршэння прадукцыйнасці.Гэтая кропка злучэння звычайна размешчана каля або пад пераўтваральнікам.
Пры распрацоўцы слаёў крыніцы харчавання выкарыстоўвайце ўсе медныя дарожкі, даступныя для гэтых слаёў.Калі магчыма, не дазваляйце гэтым слаям выкарыстоўваць агульныя выраўноўванні, паколькі дадатковыя выраўноўванні і адтуліны могуць хутка пашкодзіць пласт крыніцы харчавання, падзяліўшы яго на больш дробныя часткі.Атрыманы разрэджаны пласт харчавання можа сціснуць шляхі току туды, дзе яны больш за ўсё патрэбныя, а менавіта да кантактаў харчавання пераўтваральніка.Сціск току паміж адтулінамі і выраўноўваннямі павялічвае супраціўленне, выклікаючы невялікае падзенне напружання на сілавых штыфтах пераўтваральніка.
Нарэшце, размяшчэнне ўзроўню крыніцы харчавання мае вырашальнае значэнне.Ніколі не кладзіце шумны ўзровень лічбавага блока сілкавання на ўзровень аналагавага блока сілкавання, інакш яны ўсё яшчэ могуць спалучацца, нават калі яны знаходзяцца на розных слаях.Каб звесці да мінімуму рызыку пагаршэння прадукцыйнасці сістэмы, дызайн павінен падзяляць гэтыя тыпы слаёў, а не складаць іх разам, калі гэта магчыма.
Ці можна ігнараваць канструкцыю сістэмы падачы энергіі (PDS) друкаванай платы?
Мэта распрацоўкі PDS - звесці да мінімуму пульсацыі напружання, якія ўзнікаюць у адказ на патрабаванні току крыніцы харчавання.Усе ланцугі патрабуюць току, некаторыя маюць высокі попыт, а іншыя патрабуюць большай хуткасці падачы току.Выкарыстанне цалкам развязанага нізкаімпеданснага пласта харчавання або зазямлення і добрай ламінацыі друкаванай платы мінімізуе пульсацыі напружання з-за бягучай патрэбы ланцуга.Напрыклад, калі канструкцыя разлічана на ток пераключэння 1 А, а імпеданс PDS складае 10 мОм, максімальная пульсацыя напружання роўная 10 мВ.
Па-першае, структура стэка друкаванай платы павінна быць распрацавана для падтрымкі вялікіх слаёў ёмістасці.Напрыклад, шасціслаёвы стэк можа ўтрымліваць верхні сігнальны ўзровень, першы ўзровень зазямлення, першы ўзровень харчавання, другі ўзровень харчавання, другі ўзровень зазямлення і ніжні ўзровень сігналу.Першы пласт зазямлення і першы пласт крыніцы харчавання знаходзяцца ў непасрэднай блізкасці адзін ад аднаго ў складзенай структуры, і гэтыя два пласта размешчаны на адлегласці ад 2 да 3 мілі адзін ад аднаго, каб сфармаваць уласную ёмістасць пласта.Вялікай перавагай гэтага кандэнсатара з'яўляецца тое, што ён бясплатны і яго трэба ўказваць толькі ў заўвагах па вытворчасці друкаванай платы.Калі ўзровень крыніцы харчавання павінен быць падзелены і ёсць некалькі рэек харчавання VDD на адным узроўні, варта выкарыстоўваць максімальна вялікі ўзровень крыніцы харчавання.Не пакідайце пустых адтулін, але таксама звярніце ўвагу на адчувальныя схемы.Гэта максімальна павялічыць ёмістасць гэтага пласта VDD.Калі канструкцыя прадугледжвае наяўнасць дадатковых слаёў, то паміж першым і другім пластамі электрасілкавання варта размясціць два дадатковых пласта зазямлення.У выпадку аднолькавай адлегласці паміж жыламі ад 2 да 3 мілаў уласная ёмістасць шматслойнай структуры ў гэты час будзе падвоена.
Для ідэальнага ламінавання друкаванай платы варта выкарыстоўваць развязвальныя кандэнсатары ў пачатковай кропцы ўваходу ў пласт крыніцы харчавання і вакол DUT, што гарантуе, што імпеданс PDS будзе нізкім ва ўсім дыяпазоне частот.Выкарыстанне шэрагу кандэнсатараў ад 0,001 мкФ да 100 мкФ дапаможа ахапіць гэты дыяпазон.Неабавязкова мець паўсюль кандэнсатары;стыкоўка кандэнсатараў непасрэдна да DUT парушыць усе правілы вытворчасці.Калі такія сур'ёзныя меры патрэбныя, схема мае іншыя праблемы.
Важнасць адкрытых накладак (E-Pad)
Гэты аспект лёгка не заўважыць, але ён вельмі важны для дасягнення найлепшай прадукцыйнасці і цеплавыдзялення дызайну друкаванай платы.
Адкрытая пляцоўка (вывод 0) адносіцца да пляцоўкі пад большасцю сучасных высакахуткасных мікрасхем, і гэта важнае злучэнне, праз якое ўсё ўнутранае зазямленне чыпа падключаецца да цэнтральнай кропкі пад прыладай.Наяўнасць адкрытай пляцоўкі дазваляе многім пераўтваральнікам і ўзмацняльнікам пазбаўляцца ад неабходнасці штыфта зазямлення.Галоўнае - стварыць стабільнае і надзейнае электрычнае і цеплавое злучэнне пры пайцы гэтай пляцоўкі на друкаваную плату, інакш сістэма можа быць сур'ёзна пашкоджана.
Аптымальных электрычных і цеплавых злучэнняў для адкрытых пляцовак можна дасягнуць, выканаўшы тры этапы.Па-першае, дзе гэта магчыма, адкрытыя пляцоўкі трэба паўтарыць на кожным пласце друкаванай платы, што забяспечыць больш тоўстае цеплавое злучэнне для ўсёй зямлі і, такім чынам, хуткае рассейванне цяпла, што асабліва важна для прылад высокай магутнасці.З электрычнага боку гэта забяспечыць добрае эквіпатэнцыяльнае злучэнне для ўсіх слаёў зазямлення.Пры капіраванні адкрытых пляцовак на ніжнім слоі яго можна выкарыстоўваць як кропку развязкі зазямлення і месца для ўстаноўкі радыятараў.
Затым падзяліце адкрытыя падушачкі на некалькі аднолькавых частак.Форма шахматнай дошкі лепш за ўсё падыходзіць, і яе можна дасягнуць з дапамогай папярочнай сеткі экрана або прыпойных масак.Падчас зборкі аплаўкай немагчыма вызначыць, як цячэ паяльная паста, каб усталяваць злучэнне паміж прыладай і друкаванай платай, таму злучэнне можа прысутнічаць, але размеркавана нераўнамерна, або, што яшчэ горш, злучэнне маленькае і знаходзіцца ў куце.Падзел адкрытай пляцоўкі на меншыя часткі дазваляе кожнай вобласці мець кропку злучэння, што забяспечвае надзейнае, роўнае злучэнне паміж прыладай і друкаванай платай.
Нарэшце, неабходна пераканацца, што кожная секцыя мае злучэнне з зазямленнем праз адтуліну.Плошчы звычайна досыць вялікія, каб утрымліваць некалькі адтулін.Перад зборкай не забудзьцеся запоўніць кожнае адтуліну паяльнай пастай або эпаксіднай смолай.Гэты крок важны для таго, каб адкрытая паяльная паста для пляцовак не цякла назад у паражніны адтулін, што ў адваротным выпадку знізіла б шанцы на правільнае злучэнне.
Праблема перакрыжаванай сувязі паміж пластамі ў друкаванай плаце
У канструкцыі друкаванай платы кампаноўка правадоў некаторых высакахуткасных пераўтваральнікаў непазбежна будзе мець адзін пласт ланцуга, перакрыжаваны з іншым.У некаторых выпадках адчувальны аналагавы ўзровень (сілкаванне, зазямленне або сігнал) можа знаходзіцца непасрэдна над лічбавым узроўнем з высокім узроўнем шуму.Большасць дызайнераў лічаць, што гэта неістотна, таму што гэтыя пласты размешчаны на розных пластах.Ці так гэта?Давайце паглядзім на просты тэст.
Выберыце адзін з суседніх слаёў і ўвядзіце сігнал на гэтым узроўні, затым падключыце перакрыжавана звязаныя слаі з аналізатарам спектру.Як вы можаце бачыць, ёсць вельмі шмат сігналаў, звязаных з суседнім пластом.Нават з інтэрвалам у 40 мілаў ёсць адчуванне, што суседнія пласты ўсё яшчэ ўтвараюць ёмістасць, так што на некаторых частотах сігнал усё роўна будзе пераходзіць з аднаго пласта ў іншы.
Калі выказаць здагадку, што лічбавая частка з высокім узроўнем шуму на слоі мае сігнал 1 В ад высакахуткаснага перамыкача, некіраваны ўзровень будзе бачыць сігнал 1 мВ, звязаны з кіруючым узроўнем, калі ізаляцыя паміж пластамі складае 60 дБ.Для 12-бітнага аналага-лічбавага пераўтваральніка (АЦП) з поўнамаштабным размахам 2 Вp-p гэта азначае 2LSB (найменшы значны біт) сувязі.Для дадзенай сістэмы гэта можа не быць праблемай, але варта адзначыць, што калі раздзяленне павялічваецца з 12 да 14 біт, адчувальнасць павялічваецца ў чатыры разы, і, такім чынам, памылка ўзрастае да 8LSB.
Ігнараванне ўзаемасувязі паміж плоскасцямі і слаямі не можа прывесці да збою канструкцыі сістэмы або аслабіць канструкцыю, але трэба захоўваць пільнасць, бо паміж двума пластамі можа быць больш сувязі, чым можна было чакаць.
Гэта варта адзначыць, калі ў мэтавым спектры выяўляецца пабочная сувязь шуму.Часам кампаноўка правадоў можа прывесці да ненаўмысных сігналаў або перакрыжаванай сувязі слаёў з рознымі слаямі.Майце гэта на ўвазе пры адладцы адчувальных сістэм: праблема можа ляжаць на ўзроўні ніжэй.
Артыкул узяты з сеткі, калі ёсць парушэнні, звяртайцеся, каб выдаліць, дзякуй!
Час публікацыі: 27 красавіка 2022 г