Имеет ли вообще смысл делать этот макет?

Мой ответ сначала делает следующие предположения:

1. Индуктор на самом деле просто заполнитель для выхода преобразователя постоянного тока (я бы предположил, что это понижающий преобразователь, хотя не имеет значения, какая топология).

2. Ваш реальный вопрос заключается в том, как правильно развязать каждый из трех разных входов питания, и они питают разные аспекты чипа (цифровой, аналоговый и т. Д.), Когда источник питания находится примерно так далеко или дальше. Вы спрашиваете о расположении трассировки главным образом потому, что считаете, что в данном случае это важно.

3. У вас есть свои причины расстояния между выходом блока питания и микросхемой. Возможно, вы надеетесь избежать этого из-за боязни уловить шум от излучаемых электромагнитных помех, которые в некоторой степени будет производить любой импульсный преобразователь. И близость, безусловно, ваш враг, когда дело доходит до этого. Несмотря на это, я предполагаю, что вы спросили о том, что делать в ситуации, о которой вы спрашивали, чтобы отделить шум, а не о том, как отделить что-то в совершенно другой ситуации, как другие ответы на ваш вопрос.

Во-первых, использование одной или трех трасс в данном случае не имеет значения. Вы действительно хотите минимизировать индуктивность, когда это возможно, и это не делается ни с помощью одной общей трассы, ни с помощью 3 отдельных трасс, идущих от выхода мощности. Если у вас есть место для 3 трасс, у вас есть место для одной трассы, ширина которой в 3 раза больше. Одна более широкая дорожка всегда будет иметь меньшую индуктивность, чем множество изолированных дорожек. По крайней мере, при условии, что обратные токи земли могут свободно перемещаться в большей плоскости внизу.

После того, как вы использовали эту более широкую дорожку, чтобы добраться до вашего чипа, вы должны, и это абсолютно необходимо, использовать локальные развязывающие конденсаторы. Они будут источником питания, в то время как больший контур будет служить для подзарядки этих конденсаторов, но чипу все равно, и он не сможет определить разницу между удаленным источником питания и локальным конденсатором или выходным конденсатором на том же источнике напрямую. соседний. Электроны есть электроны. Развязывающие конденсаторы, ну, разъединяют близлежащие объекты от большей цепи, действуя как локальные источники питания. По крайней мере, в идеальном мире.

Но обратите внимание на предупреждения о резонансе и звоне. Керамические конденсаторы имеют импеданс, измеряемый единицами миллиом. При броске тока они могут вызывать большие переходные процессы и образовывать LC-резервуар с индуктивностью всего в несколько сотен наногенри от более длинных дорожек. Вот почему вы не просто используете керамический конденсатор.

Это очень реальное явление действительно может поджарить или лопнуть все виды полупроводников и других чувствительных компонентов, но только в неправильно развязанных цепях. Это не актуальная проблема, так как у нее есть очень тривиальное и эффективное решение: просто заглушить.

Нет проблем, пока вы правильно развязываете свою схему, а правильное означает критическое демпфирование этих LC-контуров.

Вы можете сделать это с последовательным резистором (не идеальным, но дешевым и маленьким) или конденсатором с высоким ESR, подключенным параллельно и рядом с керамическими развязывающими конденсаторами. Все, что имеет сопротивление выше 0,5 Ом (последовательно или ESR относительно земли конденсатора), предотвратит любые выбросы напряжения даже для дорожек метровой длины. Для этого отлично подходят танталы (не полимерные), они обычно имеют сопротивление 1 или 2 Ом и имеют небольшой размер.

Итак, используйте одну широкую дорожку, разветвите ее на чипе с отдельным керамическим развязывающим конденсатором для каждой шины питания, все они подключены к одной и той же положительной клемме электролита с высоким ESR (алюминий или тантал), и все будет в порядке.

http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an88f.pdf рассматривает это более подробно для всех, кто заинтересован.

В общем, добавлять катушку индуктивности последовательно с питанием чипа и не добавлять развязывающие конденсаторы на землю (на выводы) очень плохо. Только не делайте этого, разделяете ли вы его на три или просто имеете общий трек.

Даже если вы добавите емкость, вы должны убедиться, что любые изменения тока, потребляемого микросхемой, не вызовут внезапных резонансных выбросов, которые превышают максимальную мощность питания микросхемы. Я действительно сделал это недавно.

Катушка индуктивности была выше по течению к источнику питания, и у меня была керамическая 10 мкФ на микросхеме для заземления. Я тестировал плату на выживание при коротком замыкании на выходе микросхемы (импульсный регулятор). Это не выдержало, потому что, когда короткое замыкание на выходе было устранено, ток в устройстве очень быстро упал и создал большую недодемпфированную синусоиду, наложенную на шину питания к устройству. Он не горел и не поджаривался, но больше никогда не работал.

Как ответил Энди, установка катушки индуктивности вместе с силовой шиной напрашивается на неприятности.

Но как я прочитал, ваш вопрос не об этом.

Предположим, что напряжение на выводе 1 катушки индуктивности постоянно, и один из выводов микросхемы потребляет различное количество энергии (например, для управления выходными каскадами GPIO), а другие выводы потребляют очень небольшой ток.

В первой схеме напряжение на других выводах будет напряжением на выводе 1 катушки индуктивности (которое мы считали постоянным).

Во втором макете на других выводах будет наблюдаться падение напряжения, вызванное общей трассой. Другими словами: ток питания, потребляемый одним выводом, будет связан с напряжением, наблюдаемым на других выводах.

Если один из других контактов является, например, аналоговым эталоном, первая схема может работать значительно лучше. Это эквивалент положительного рельса принципа «единой точки заземления».

Но это все еще оставляет вопрос о том, почему здесь есть индуктор, и почему трансы этих (кажущихся важными) линий питания не могут быть сокращены путем приближения общей точки (развязанной!!).