Я новичок в разводке печатных плат, и у меня есть вопрос о разводке конденсаторов в конструкциях со сквозными отверстиями. Я знаю, что в дизайне SMT рекомендуется размещать конденсаторы как можно ближе к выводу питания и направлять питание от его источника (трасса питания или плоскость) сначала через конденсатор, а затем к выводу, примерно так:
В сквозном дизайне мы могли бы начать так, прежде чем заливать плоскости питания и земли (пример в EAGLE):
Теперь, когда заливаем power plane, по умолчанию получаем вот это:
Обратите внимание, что поскольку и вывод конденсатора, и вывод питания микросхемы подключены к цепи +3,3 В, инструмент проектирования (EAGLE) соединил оба контакта с плоскостью. Мои вопросы:
Это действительно имеет значение? Я считаю, что стандартной лучшей практикой является принудительное подключение к источнику питания через конденсатор до того, как оно достигнет вывода.
Если это действительно имеет значение — а я думаю, что имеет, — есть ли способ в типичном программном обеспечении для печатных плат (EAGLE в моем случае) предотвратить подключение контакта питания микросхемы к плоскости, чтобы плоскость подключалась только к выводу конденсатора, а оттуда по трассе к контакту IC? Я знаю, что мог бы вручную нарисовать полигон, чтобы заблокировать заливку полигона в области вокруг булавки, но это было бы очень утомительно делать вручную для каждой булавки. Я думаю, что если это действительно важно с электрической точки зрения, большинство программного обеспечения для печатных плат должно предлагать способ справиться с этим.
Относятся ли ответы к № 1 и № 2 к контактам GND? В этом примере было бы лучше (а) соединить выводы GND конденсатора и микросхемы с плоскостью и не заморачиваться с дорожкой, или (б) провести трассировку от выводов ИС к выводу GND конденсатора и соединить вывод GND конденсатора с выводом GND конденсатора. Земля самолет?
Правда в том, что на самом деле не имеет значения, «попадает» ли ток на конденсатор перед выводом микросхемы или нет. Это давно обсуждалось, и недавние исследования показали, что достаточно просто разместить конденсатор близко к ИС. Дэйв Джонс из EEVBlog сделал видео, чтобы проиллюстрировать это, но он, безусловно, не единственный. Я считаю, что Рик Хартли, один из ведущих мировых экспертов по проектированию высокоскоростных плат, также доказал, что на самом деле не имеет значения порядок, в котором ток «поражает» контакты. В большинстве случаев на самом деле предпочтительно, чтобы конденсатор был подключен к выводу IC через плоскость, так как это меньшая индуктивность, чем дискретная дорожка.
Вот видео Дэйва Джонса: https://www.youtube.com/watch?v=1xicZF9glH0
Единственное, что имеет значение, это то, что вы поддерживаете низкую индуктивность вашей дорожки. Индуктивность зависит от площади между дорожками одной замкнутой цепи (и независимо от того, что еще находится внутри).
Таким образом, вы поддерживаете его на низком уровне, маршрутизируя пары таким образом ][, а не таким образом [ ].
Давным-давно я прочитал книгу Марка Монтроуза «Методы проектирования ЭМС печатных плат» и думаю, что она до сих пор полезна.
В основе важно импеданс токовой петли, включая индуктивность, индуцированную дорожками, созданными специально для того, чтобы гарантировать, что заряд конденсатора в основном используется для ИС, которую он развязывает. Эти следы могут фактически снизить производительность. Марк Монтроуз пишет: «Увеличение физической ширины соединения от конденсатора до плоскостей сводит к минимуму общую индуктивность контура». Переходные отверстия также добавляют индуктивность.
Таким образом, в общем случае, для целей высокочастотной развязки я бы предпочел плоское соединение, а не выделенные дорожки. Ток все равно «найдет» кратчайшую петлю.
Однако есть один случай, когда я добавил выделенную трассу для развязки, и на самом деле это была проблема «низкой частоты».
У меня была схема, использующая SDCard для хранения результатов нескольких измерений. Насколько я помню, SDCard возмущала цепь при включении, что вызывало помехи в измерениях, где мы искали очень небольшие изменения значений.
Так что я закончил тем, что добавил шарик и nettie, чтобы иметь возможность направлять отдельные дорожки VCC и GND на SDCard непосредственно с выхода LDO.
Вы можете видеть соседние дорожки на печатной плате, дорожку GND до C33 и трассу VCC до L3.
LDO находится на другой стороне платы между двумя отверстиями слева от «SHDN» в белом квадрате. Именно из этой области следы ведут к SDCard.
IHMO, это была проблема с низкочастотным «объемным» конденсатором, а не с проблемой ВЧ-развязки.
Этот метод по существу состоит в создании областей с локальной заземляющей плоскостью. Это то, чем занималась наша группа дизайнеров. Больше по историческим причинам, чем по каким-либо доказательствам, которые я видел. Как правило, схема генератора имеет локальную плоскость заземления, отделенную от остальной части схемы, за исключением небольшой области («моста»), через которую проходят все сигналы (в частности, мощность, земля и тактовый сигнал).
Эта дисциплина помогает избежать отслеживания каких-либо критических сигнальных линий ниже или рядом с линиями синхронизации, но этого недостаточно. Мы столкнулись с серьезными нарушениями, когда аналоговая зеленая видеолиния находилась рядом с тактовой линией примерно на 10 сантиметров. Все работало нормально, пока мы не перешли на асинхронность, после чего возникли перекрестные помехи.
Я также столкнулся с практическим случаем, когда у нас была дочерняя плата с большим количеством развязывающих конденсаторов, но лишь с несколькими нераспределенными соединениями GND с основной платой. Обратный ток, возникающий в результате изменений на выходе, не следовал по пути GND, а вместо этого использовал сигнальные линии, что приводило к изменениям 2Vpk-pk на них. 0 стали единицами и наоборот в неподходящее время.
Я улучшил это, воссоздав соединение плоскости GND с основной платой, прежде чем решить проблему, заменив соединение часов витым проводом.
Это увеличило токовую петлю для обратного тока, так что тактовый сигнал остался чистым. Остальное уже не имело значения, так как все выходы изменяются после такта очистки (обработки) и стабилизируются до следующего такта. Наши прототипы фиксировались просто добавлением этой витой проволоки вместо часового соединения разъема.
Рассказывать можно еще много, но ладно, на то и есть хоть одна книга, несколько курсов и т.д. ;-) и практика!
Только я
Винни
ТипIA
ТипIA
Винни
ТипIA
Винни
ТипIA
Винни
мкейт
мкейт