как разместить развязывающие конденсаторы на четырехслойной плате для сквозных компонентов?

Из того, что я прочитал в Интернете, для компонентов SMT должны быть следы от контактов VCC / GND к конденсатору, а затем переходы к земле и плоскостям питания.

Ситуация немного отличается для плат со сквозными отверстиями, потому что контакты VCC и GND будут напрямую подключены к земле и силовым плоскостям. Нужны ли в этой ситуации следы к развязывающему конденсатору? Можно ли не ставить развязывающий конденсатор вплотную к чипу и просто соединить переходными отверстиями с плоскостями?

Что именно сквозное, фишка колпачки или и то, и другое?
@SpehroPefhany чип сквозной, конденсатор для поверхностного монтажа (извините, я должен был упомянуть об этом).
Стремитесь свести к минимуму площади петель. Это сводит к минимуму накопленную энергию, поскольку индуктивность, вероятно, также будет сведена к минимуму.
Хорошо, я подумал об этом и решил, что минимизация площади петли — это путь, поскольку это дает мне что-то объективное и конкретное, к чему можно стремиться. В этом подходе могут быть некоторые достоинства, DerStrom8но для меня это слишком черная магия и в конечном итоге требует гораздо больше усилий в САПР, чем простое размещение конденсатора близко к чипу и удаление от него нескольких переходных отверстий.

Ответы (3)

Лучший способ разместить развязывающие конденсаторы — визуализировать токовую петлю, которую создаст ваша ИС.

Назначение перепускного колпачка — укоротить эту петлю. (Иллюстрация заимствована из Macrofab).

цикл против отсутствия цикла

Току на самом деле все равно, идет ли он по плоскости или по следу. Все, что имеет значение, это длина петли. Будь краток, и все будет хорошо.

Вы можете предположить, что ток будет проходить по прямой линии через вашу плоскость, чтобы достичь крышки байпаса. Это не совсем верно, но достаточно близко для большинства целей.

Для более подробного объяснения см. этот пост Macrofab.

Много лет назад я узнал, что не следует подключать выводы микросхемы напрямую к плоскости, а просто размещать конденсатор рядом с ней. Мне сказали, что вы должны сначала подключить контакты питания к конденсатору, а затем подключить контакты / контактные площадки конденсатора к VCC и GND. Чтобы предотвратить прямое соединение плоскостей/отливов со сквозными выводами микросхемы, я обычно делаю вырез вокруг контактной площадки. Это вынуждает любые переходные процессы сначала «поражать» конденсатор, прежде чем достичь контактов IC. Это гарантирует, что конденсатор напрямую разъединяет выводы микросхемы.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Пожалуйста, прочитайте комментарии. Эта тема обсуждалась на протяжении десятилетий, и существуют две основные точки зрения. Лично я следую указаниям, которые я упомянул выше, но комментарии описывают другую сторону, и я открыт для возможности того, что они на самом деле могут быть точными. Я не проводил никаких реальных испытаний, чтобы определить, какой метод «лучше».

Имеет смысл. Пора выкинуть мою схему в kicad и начать заново о_О.
Как говорится в другом ответе, единственное, что имеет значение, - это площадь контура конденсатора. Устройство сквозного отверстия по-прежнему может подключаться к плоскости заземления, а почему бы и нет, поскольку для его монтажа уже нужно сделать отверстие.
@luckybot Инженеры спорят об этом на протяжении десятилетий, и я только повторяю то, что я узнал за эти годы от многих других профессионалов. Да, я согласен, что минимальная площадь контура и индуктивность соединения являются наиболее важными факторами. Преимущество размещения развязывающего конденсатора, как я описал, заключается в том, что, в зависимости от конкретной конструкции и направления подачи тока, если плотность тока ниже вблизи развязывающего колпачка, чем вблизи вывода IC, он будет менее эффективен против переходных процессов. и провалы напряжения в подаче на выв (меньше помехозащищенность).
Кроме того, в зависимости от размеров переходных отверстий и толщины вашей платы, вы можете фактически уменьшить индуктивность, подключив конденсаторную площадку непосредственно к выводу IC VCC, а не опуская его через переходное отверстие на плоскость.
@ DerStrom8: я не согласен с тем, что вы никогда не должны подключать контакты микросхемы напрямую к плоскости. Если плоскость плюс переходные отверстия имеют меньшее сопротивление, то лучше подключать к плоскости, чем к заглушке.
@StefanWyss Да, как я уже упоминал, эта тема широко обсуждалась на протяжении десятилетий, и я открыт для возможности того, что то, что я узнал много лет назад, неверно. С тех пор понимание электронных схем сильно изменилось ;)
@DerStrom8: Франц Иоахим написал отличную книгу (EMV) по этой теме (я не знаю, доступна ли она на английском языке). Оттуда я узнал: 1) Если вы используете несколько развязывающих колпачков для одного контакта, то все они должны иметь одинаковое значение. 2) Значение шапки менее важно, чем физический размер кепки. 3) Для двухслойной печатной платы всегда сначала подключайте колпачки. 4) Для многослойности может быть лучше сначала соединить плоскость.
@StefanWyss Интересно. Я не согласен с № 1, но я определенно вижу, что остальные три потенциально точны. Ре. # 1 часто необходимо использовать несколько байпасных конденсаторов с разными значениями, чтобы отделить питание от шумов разных частот. Если вы посмотрите на график зависимости ESL конденсатора от скорости фронта, вы заметите, что он образует отчетливую форму буквы «V», причем нижняя часть буквы «V» является самым низким ESL. Если устройства на вашей плате переключаются с разной скоростью, возможно, потребуется использовать несколько конденсаторов с разными значениями, чтобы свести к минимуму ESL в диапазоне частот.
Я отредактировал свой ответ, чтобы направить читателя к этим комментариям для получения дополнительной информации, а также уточнить, что это только то, что я узнал . Это обсуждение было очень информативным, и мне, возможно, придется изучить это подробнее.
@DerStrom8: я пытаюсь объяснить, почему нехорошо использовать несколько заглушек обхода с разными значениями. Вы правы с формой «V» на графиках. Но несколько «V» на разных частотах параллельно приводят к следующей проблеме: каждый конденсатор можно смоделировать как ряд R, L и параллельный C. Если у вас несколько конденсаторов, L одного конденсатора также образует параллельный резонансный контур с С другого. Это приводит к областям между «V», где у вас есть огромный импеданс (параллельный резонансный контур). Таким образом, ваша объединенная диаграмма больше похожа на «v ^ v ^ v». Это показано на некоторых графиках в книге, которую я упоминал.
@StefanWyss Действительно интересно. Как вы можете объяснить сотни таблиц данных, которые я видел, в которых конкретно указано, что требуется несколько заглушек байпаса с разными значениями? Возможно, предполагается, что скачки импеданса не влияют на эти устройства? ПЛИС являются основным примером таких требований.

Что касается обсуждения темы «множественные развязки с разными значениями» в комментариях к вопросу, я нашел диаграмму, иллюстрирующую это:введите описание изображения здесь

а) 100 нФ, 10 нФ и 1 нФ параллельно б) 3x 100 нФ параллельно

Вы должны размещать несколько конденсаторов с разными значениями только в том случае, если конденсаторы имеют высокое ESR, которое гасит резонансы, или если вам не нужны высокие резонансы, но вы хотите иметь низкий импеданс на определенной частоте.

Для широкополосной развязки б) всегда лучше, чем а).

как разместить развязывающие конденсаторы на четырехслойной плате для сквозных компонентов?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v