максимальное расстояние между выводами питания микросхемы и развязывающим конденсатором

С тех пор, как я ввел в свой дизайн развязывающие колпачки, мой прогресс в автотрассировке упал.

В настоящее время ширина дорожки моей печатной платы установлена ​​между 0,24 мм и 0,26 мм (я пытаюсь достичь 0,26 мм в зависимости от того, как идет разводка).

Я хочу знать, какое максимальное расстояние допустимо между контактами VCC/GND микросхемы и развязывающим колпачком до того, как производительность микросхемы ухудшится? Мне сказали держать конденсатор как можно ближе к микросхеме, но при создании односторонней платы с наименьшим возможным количеством перемычек держать его смехотворно близко невозможно.

Не могли бы вы опубликовать таблицу данных для IC?
Общего правила нет. Это зависит от того, на каких частотах ИС может генерировать коммутационные токи, а также от других деталей, которые поставщик ИС, скорее всего, вам не расскажет (например, насколько обеспечена развязка на кристалле). Для некоторых типов ИС однослойная конструкция может быть просто неприемлемой.
Возможно, нам следует спросить, что значит иметь адекватную развязку. Или, может быть, нам действительно следует спросить, что значит иметь неадекватную развязку. Какое поведение будет демонстрировать наша схема с неадекватной развязкой?
RTC может довольствоваться несколькими сантиметрами, FPGA может начать глючить уже через несколько миллиметров, а операционный усилитель может вполне довольствоваться отсутствием конденсатора вообще! Развязка — непостоянная вещь, но я думаю, что хорошим (но консервативным) эмпирическим правилом является <2 см для 10 МГц, <3 мм для 100 МГц, выше, ниже и между ними, вы можете немного использовать свою интуицию.
Ник, это не только для одного IC. его ИС разных категорий. и Supa Nova, я считаю, что адекватная связь используется для подавления шума на линии (и шум может ложно запускать сигналы в цифровых микросхемах, таких как часы)
Как говорят другие. Это зависит от многих факторов, ASIC/CPU, номинала конденсатора, требования к переходному току, рабочей частоты, допуска на шину и т. д. Будут разные уровни развязки с использованием конденсаторов разного номинала. Следуйте рекомендациям поставщика.

Ответы (4)

Никто не может указать максимальное расстояние!

Даже если в даташите указано 2 мм, это не значит, что чип не будет работать с 3 мм. В большинстве случаев вы даже не заметите снижения производительности или чего-то в этом роде. Чем длиннее след, тем больше упадет ваш запас. Токи часто невелики, поэтому иногда более толстые дорожки не решают проблему. Плохой проект часто не так хорош в измерениях электромагнитных помех, если у вас есть возможность провести тест.

На самом деле вы можете немного догадаться ... Может быть, у вас есть время нарастания и спада выходного сигнала для вашей ИС, вы можете рассчитать результирующую частоту и рассчитать импеданс трассы. Но опять же, никто не скажет вам максимальный импеданс, так что сделайте все возможное.

Однако вы написали, что проектируете однослойную плату. У большинства этих плат, которые я видел, были одни и те же ошибки: все размещают конденсатор непосредственно на выводе VCC, но ток возвращается через вывод GND микросхемы. Так что не ищите ближайшее место для 100 нФ, ищите наименьшую петлю тока через контакты VCC и GND. Стандартные логические устройства имеют не очень хорошую цоколевку в моих случаях, потому что выводы питания находятся далеко друг от друга.

Если вы не делаете свои печатные платы дома, подумайте о том, чтобы сделать больше слоев. На этот раз больше слоев не так уж дорого, и вы получите гораздо лучший дизайн.

Если вам нужны развязывающие колпачки, почти наверняка односторонняя плата не подойдет. Вам нужна надежная система заземления/Vcc. По крайней мере, двухсторонняя плата с землей, образующей относительно толстую сетку с одной стороны, и Vcc с другой — хороший способ начать. Разложите микросхемы на прямоугольной сетке. Настройте землю, полностью окружающую периметр, с горизонтальными следами (0,25 дюйма в качестве хорошего начала), проходящими через доску от периметра к периметру. Vcc может быть менее строгим, поскольку смысл развязок состоит в том, чтобы минимизировать переходные процессы заземления WRT, а не Vcc. Конечно, земляной слой еще лучше, но описанная установка была довольно стандартной еще во времена TTL DIP IC.

Дело в том, что я безуспешно пробовал двухсторонние платы. Я мог бы сойти с рук, если бы я добавил колпачки вручную в схему позже после травления, но тогда я прошу за непрофессионализм, а также за хороший шанс короткого замыкания.

Хотя я согласен с другими ответами на этот вопрос, я также хотел бы подчеркнуть, что вам всегда будет лучше добавить некоторую развязку на свою плату. Также схема развязки зависит от используемой частоты. На более высокой частоте (> 50 МГц) это становится очень сложным, и может быть даже лучше распределить колпачки по плате, а не располагать их близко к контактам питания (наилучшие результаты дает измерение).

Другое дело, никогда не используйте авто-маршрут, если вы не заплатили за это много денег. В большинстве случаев лучше развести плату самостоятельно.

Это «расстояние» влияет на индуктивность, как и «расстояние» в свободном воздухе по сравнению с плоскостью. Итак, это зависит. Чтобы избавиться от волшебства, давайте рассмотрим ручки и рычаги, которые мы можем регулировать.

Давайте рассмотрим «схему», CLC, конденсатор-индуктор-колпачок, образованный конденсатором вне кристалла и катушкой индуктивности выводной рамки/провода/переходных отверстий/печатных плат, а также область истощения области+затвора на кристалле.......... .все вместе образует замкнутый путь для циркулирующих токов в резонаторе ПИ ХПК.

Ваша задача — идентифицировать этот путь (микросхема со многими VDDS и GND будет иметь много таких путей и много циркулирующих/резонирующих путей), идентифицировать FAST-края (переключение между подтягиванием и опусканием класса B в операционном усилителе — это FAST-край), которые при соотнесении с резонирующими путями будет запускать звон/резонанс и выявлять ЗАГЛУШЕНИЕ.

Вот CLC PI, 100 мкФ слева, 10 нГн сверху и 0,1 мкФ справа, все с включенными паразитными ESR и ESL. Потери составляют 1 миллиОм в каждом из CLC. [серый CLC справа не является частью моделирования, но нарисован, чтобы напомнить нам о доминирующих реактивных сопротивлениях]. Обратите внимание на 20+ дБ с пиком на частотах 10 кГц и 3 МГц.

введите описание изображения здесь

Теперь, при оптимальном демпфировании 0,55 Ом (вычисляемом как sqrt(L/C)), мы видим плавные плато поведения, способные подавать скачки по мере необходимости.

введите описание изображения здесь

Операционные усилители не имеют помех по питанию на высоких частотах, причем «высокие» зависят от компоновки и тока покоя. Если вам нужна точная установка, вам нужно спроектировать ------спроектировать------ сеть VDD с предсказуемым звоном и с предсказуемым демпфированием. Вы можете видеть провалы производительности ИС, которые игнорируют это; один поставщик объединил 24-битный АЦП с микроконтроллером 33 МГц. MCU должен быть ЗАМЕДЛЕН до 8 МГц, прежде чем АЦП достигнет 24-бит. Почему? Звонок внутри микросхемы, запускаемый тактовой частотой/программой перемещения/перемещения данных микроконтроллера, нарушает подложку и направляющие, никогда не обеспечивая ВРЕМЯ ТИШИНЫ, необходимое для 24-разрядного АЦП.

Нам говорят, что MCU более терпимы. Но если вам нужны часы микроконтроллера с низким джиттером, обратите внимание на проектирование обхода и заземления.

ИС высокого напряжения самоуничтожатся, если вы проигнорируете индуктивность и демпфирование.

Гарантийные отказы могут быть вызваны многими причинами в этих системах, перегревом, перенапряжением (изменение предельных значений), старением электролитов и отклонениями первоначальных параметров компонентов при производстве. Внутреннее сопротивление подложки ИС зависит от колебаний легирования и температуры.