Moatte de AGND- en DGND-grûnlagen skieden wurde?
It ienfâldige antwurd is dat it hinget fan 'e situaasje, en de detaillearre antwurd is dat se meastal net skieden.Om't yn de measte gefallen, it skieden fan de grûn laach sil allinne tanimme de inductance fan de weromkommende stroom, dat bringt mear skea as goed.De formule V = L(di/dt) lit sjen dat as de induktânsje ferheget, de spanningslûd tanimt.En as de wikselstroom ferheget (om't de samplingrate fan 'e converter ferheget), sil de spanningslûd ek tanimme.Dêrom moatte de grûnlagen mei-inoar ferbûn wurde.
In foarbyld is dat yn guon applikaasjes, om te foldwaan oan tradisjonele design easken, smoarge bus macht of digitale circuitry moatte wurde pleatst yn bepaalde gebieten, mar ek troch de grutte beheinings, wêrtroch it bestjoer kin net berikke in goede layout partition, yn dizze gefal, aparte grounding laach is de kaai te berikken goede prestaasje.Om it algemiene ûntwerp lykwols effektyf te wêzen, moatte dizze grûnlagen earne op it boerd mei elkoar ferbûn wurde troch in brêge of ferbiningspunt.Dêrom moatte de ferbiningspunten evenredich ferdield wurde oer de skieden grûnlagen.Uteinlik sil d'r faaks in ferbiningspunt wêze op 'e PCB dy't de bêste lokaasje wurdt foar it werombringen fan stroom om troch te gean sûnder degradaasje yn prestaasjes te feroarjen.Dit ferbiningspunt leit normaal tichtby of ûnder de converter.
By it ûntwerpen fan de stromforsyningslagen, brûk alle koperen spoaren beskikber foar dizze lagen.As it mooglik is, net tastean dizze lagen te dielen alignments, as ekstra alignments en fias kin fluch beskeadigje de macht oanbod laach troch splitting it yn lytsere stikken.De resultearjende sparse macht laach kin squeeze de hjoeddeiske paden nei wêr't se binne meast nedich, nammentlik de macht pins fan de converter.Squeeze de stroom tusken de fias en de alignments fergruttet de wjerstân, wêrtroch in lichte spanning drop oer de converter syn macht pins.
Ta beslút, Netzteil laach pleatsing is kritysk.Nea steapele in lawaaierige digitale macht oanbod laach boppe op in analoge Netzteil laach, of de twa kinne noch keppele ek al binne se op ferskillende lagen.Om it risiko fan degradaasje fan systeemprestaasjes te minimalisearjen, moat it ûntwerp dizze soarten lagen skiede ynstee fan se byinoar te stapeljen as it mooglik is.
Kin in PCB syn power levering systeem (PDS) design wurde negearre?
It ûntwerpdoel fan in PDS is om de spanningsrimpel te minimalisearjen dy't wurdt generearre yn reaksje op de hjoeddeistige fraach fan stroomfoarsjenning.Alle circuits fereaskje stroom, guon mei hege fraach en oaren dy't fereaskje dat stroom wurdt levere op in flugger taryf.It brûken fan in folslein ûntkoppele lege-impedânsje-krêft as grûnlaach en in goede PCB-laminaasje minimearret de spanningsrimpel fanwege de hjoeddeistige fraach fan it circuit.Bygelyks, as it ûntwerp is ûntworpen foar in skeakelstroom fan 1A en de impedânsje fan 'e PDS is 10mΩ, is de maksimale spanningsrimpel 10mV.
Earst moat in PCB-stapelstruktuer wurde ûntwurpen om gruttere lagen fan kapasitânsje te stypjen.Bygelyks, in seis-laach stapel kin befetsje in boppeste sinjaal laach, in earste grûn laach, in earste macht laach, in twadde macht laach, in twadde grûn laach, en in ûnderste sinjaal laach.De earste grûn laach en de earste Netzteil laach wurdt foarsjoen te wêzen yn de buert fan inoar yn 'e opsteapele struktuer, en dizze twa lagen wurde ferdield 2 oan 3 mils apart foar in foarm fan in yntrinsike laach capacitance.It grutte foardiel fan dizze kondensator is dat it fergees is en allinich moat wurde spesifisearre yn 'e PCB-fabrikaazjenotysjes.As de macht oanbod laach moat wurde splitst en der binne meardere VDD macht rails op deselde laach, de grutste mooglike Netzteil laach moat brûkt wurde.Lit gjin lege gatten litte, mar betelje ek omtinken foar gefoelige circuits.Dit sil de kapasitânsje fan dy VDD-laach maksimalisearje.As it ûntwerp de oanwêzigens fan ekstra lagen mooglik makket, moatte twa ekstra grûnlagen pleatst wurde tusken de earste en twadde lagen foar stroomfoarsjenning.Yn it gefal fan deselde kearnôfstân fan 2 oant 3 mil, sil de ynherinte kapasitânsje fan 'e laminearre struktuer op dit stuit ferdûbele wurde.
Foar ideale PCB-laminaasje moatte ûntkoppelingskondensatoren brûkt wurde by it begjinpunt fan 'e stroomfoarsjenningslaach en om' e DUT, dy't soargje dat de PDS-impedânsje leech is oer it heule frekwinsjeberik.It brûken fan in oantal 0.001µF oant 100µF kondensatoren sil helpe om dit berik te dekken.It is net nedich te hawwen capacitors oeral;docking capacitors direkt tsjin de DUT sil brekke alle manufacturing regels.As sokke swiere maatregels nedich binne, hat it circuit oare problemen.
It belang fan bleatstelde pads (E-Pad)
Dit is in maklik aspekt om te oersjen, mar it is kritysk foar it realisearjen fan de bêste prestaasjes en waarmte dissipaasje fan it PCB-ûntwerp.
Exposed pad (Pin 0) ferwiist nei in pad ûnder de measte moderne hege-snelheid ICs, en it is in wichtige ferbining troch dêr't alle ynterne grûn fan de chip is ferbûn mei in sintraal punt ûnder it apparaat.De oanwêzigens fan in bleatsteld pad lit in protte converters en fersterkers elimineren de needsaak foar in grûn pin.De kaai is om in stabile en betroubere elektryske ferbining en thermyske ferbining te foarmjen by it solderen fan dit pad oan 'e PCB, oars kin it systeem slim skansearre wurde.
Optimale elektryske en thermyske ferbiningen foar bleatstelde pads kinne wurde berikt troch trije stappen te folgjen.Earst, wêr mooglik, de bleatstelde pads moatte wurde replikearre op elke PCB-laach, dy't in dikkere thermyske ferbining foar alle grûn sil leverje en dus rappe waarmteferdieling, benammen wichtich foar apparaten mei hege krêft.Oan de elektryske kant, dit sil soargje foar in goede ekwipotential ferbining foar alle grounding lagen.By it replikearjen fan 'e bleatstelde pads op' e ûnderste laach, kin it brûkt wurde as in ûntkoppelingsgrûnpunt en in plak om heatsinks te montearjen.
Spjalte dêrnei de bleatstelde pads yn meardere identike seksjes.In damboerdfoarm is it bêste en kin wurde berikt troch skermkrúsrasters of soldermaskers.Tidens reflow-assemblage is it net mooglik om te bepalen hoe't de solderpast streamt om de ferbining te meitsjen tusken it apparaat en de PCB, sadat de ferbining oanwêzich wêze kin, mar uneven ferdield, of slimmer, de ferbining is lyts en leit oan 'e hoeke.It ferdielen fan it bleatstelde pad yn lytsere seksjes lit elk gebiet in ferbiningspunt hawwe, sadat in betroubere, sels ferbining tusken it apparaat en de PCB soarget.
Ta beslút, it moat wurde soarge dat elke seksje hat in over-hole ferbining mei grûn.De gebieten binne normaal grut genôch om meardere fias te hâlden.Foardat montage, wês wis te foljen elke fias mei solder paste of epoksy.Dizze stap is wichtich om te soargjen dat de bleatsteld pad solder paste net streamt werom yn de fias holtes, dat soe oars ferminderje de kâns op in goede ferbining.
It probleem fan cross-coupling tusken de lagen yn de PCB
Yn PCB design sil de yndieling wiring fan guon hege-snelheid converters ûnûntkomber hawwe in circuit laach krús-keppele mei in oar.Yn guon gefallen kin de gefoelige analoge laach (krêft, grûn, as sinjaal) direkt boppe de hege-lûd digitale laach wêze.De measte ûntwerpers tinke dat dit irrelevant is, om't dizze lagen op ferskate lagen lizze.Is dit it gefal?Litte wy nei in ienfâldige test sjen.
Selektearje ien fan 'e neistlizzende lagen en ynjeksje in sinjaal op dat nivo, ferbine dan de krúskeppele lagen oan in spektrumanalysator.Sa't jo sjen kinne, binne d'r in protte sinjalen keppele oan 'e neistlizzende laach.Sels mei in ôfstân fan 40 mils is der in betsjutting wêryn't de neistlizzende lagen noch in kapasitânsje foarmje, sadat op guon frekwinsjes it sinjaal noch fan de iene laach nei de oare keppele wurde sil.
Oannommen dat in hege lûd digitaal diel op in laach hat in 1V sinjaal fan in hege snelheid switch, de net-oandreaune laach sil sjen in 1mV sinjaal keppele út de oandreaune laach doe't de isolemint tusken lagen is 60dB.Foar in 12-bit analog-to-digitale converter (ADC) mei in 2Vp-p full-scale swing, dit betsjut 2LSB (minst signifikante bit) fan coupling.Foar in opjûne systeem kin dit gjin probleem wêze, mar it moat opmurken wurde dat as de resolúsje wurdt ferhege fan 12 oan 14 bits, ferheget de gefoelichheid mei in faktor fan fjouwer en dus de flater nimt ta 8LSB.
Negearje cross-plane / cross-laach coupling kin net feroarsaakje dat it systeem ûntwerp mislearret, of ferswakke it ûntwerp, mar men moat bliuwe wach, as der kin mear coupling tusken de twa lagen as men soe ferwachtsje.
Dit moat wurde opmurken as lûd spurious coupling wurdt fûn binnen it doelspektrum.Soms layout wiring kin liede ta ûnbedoelde sinjalen of laach cross-coupling oan ferskillende lagen.Hâld dit yn gedachten by it debuggen fan gefoelige systemen: it probleem kin lizze yn 'e laach hjirûnder.
It artikel is nommen út it netwurk, as der in ynbreuk, nim dan kontakt op om te wiskjen, tank!
Post tiid: Apr-27-2022