Развязывающие колпачки, разводка печатной платы

Я предполагаю, что я был несколько неосведомлен, когда дело дошло до более тонких деталей компоновки печатной платы. В последнее время я прочитал пару книг, которые изо всех сил стараются вести меня по прямому и узкому пути. Вот несколько примеров моей недавней платы, и я выделил три развязывающих колпачка. MCU представляет собой корпус LQFP100, а конденсаторы имеют емкость 100 нФ в корпусах 0402. Переходные отверстия соединяются с землей и плоскостью питания.

размещение развязывающих колпачков

Верхняя крышка (C19) ставится согласно наилучшей практики (насколько я ее понимаю). Два других нет. Я не заметил никаких проблем. Но опять же, плата никогда не была за пределами лаборатории.

Я предполагаю, что мой вопрос: насколько это важно? Пока треки короткие, это имеет значение?

Выводы Vref (опорное напряжение для АЦП) также имеют емкость 100 нФ. Vref+ поступает от встроенного шунтирующего регулятора TL431. Vref- уходит на землю. Требуют ли они специального обращения, такого как экранирование или локальное заземление?


РЕДАКТИРОВАТЬ

добавлены локальные GND и силовые плоскости

Спасибо за отличные предложения! Мой подход всегда заключался в том, чтобы полагаться на непрерывный наземный слой. Заземляющий слой будет иметь наименьшее возможное сопротивление, но этот подход может быть слишком упрощенным для высокочастотных сигналов. Я сделал быструю попытку добавить локальное заземление и локальное питание под MCU (частью является NXP LPC1768, работающий на частоте 100 МГц). Желтые биты - это развязывающие колпачки. Я посмотрю на параллельные крышки. Местное заземление и питание подключаются к слою GND и слою 3V3, где указано.

Локальная земля и мощность сделаны полигонами (залить). Это будет серьезная работа по изменению маршрута, чтобы минимизировать длину «треков». Этот метод ограничивает количество сигнальных дорожек, которые можно проложить внутри и поперек корпуса.

Это приемлемый подход?

C13 соответствует лучшим практикам, C18 менее идеален, а C19 — наихудший . Каковы ваши источники лучших практик?
Новая планировка выглядит неплохо. Да, местные самолеты могут мешать маршрутизации других сигналов. Все является компромиссом. Однако локальные сети не обязательно должны быть плоскостями. На двухслойных платах или в других случаях, когда я не могу позволить себе локальные плоскости, я сначала прокладываю цепи питания и заземления как обычные дорожки, а затем пропускаю другие элементы вокруг них. Это не намного хуже, чем сильно разбитый самолет, и в любом случае самолет дает меньше пользы для локальной сети, чем что-то вроде земли на всю доску.
Что ж, я, вероятно, не имею права спорить здесь с Олином, хотя эти предложения противоречат большей части того, что, как мне кажется, я узнал о разделении. Тем не менее, это вовсе не плоскости, а сильно разорванная схема заземления звезды. Следы толще, но с учетом колпачков 0402 они не такие толстые. Мне это кажется большим сопротивлением. Подумайте о размере контура обратного тока между подаваемой мощностью и заземлением. Это идет повсюду! Опять же, недостаточно квалифицированный... но мне это действительно кажется неправильным. Пожалуйста, может кто-нибудь еще объяснить, как это или не является хорошей идеей?
Мое понимание, основанное на таких источниках, как книги доктора Говарда Джонсона, очень способствует плотной связи с низким импедансом с землей. Отдельные переходные отверстия для микросхемы и крышек, по несколько на каждую крышку в критических местах. Однако, учитывая размер этих конденсаторов 0402 и, вероятно, разумное время нарастания, основанное на частоте 100 МГц, я думаю, что первоначальный дизайн был в порядке. Я предполагаю, что другие слои затрудняют перемещение крышек ближе или добавление для них отдельных переходных отверстий... но это должно было быть хорошо.
Я не считаю C13 лучшей практикой. Близко, но не лучше, потому что вся длина дорожки от конденсатора до переходных отверстий означает, что C13 эффективно развязывает только эти выводы питания и гораздо менее эффективен при развязке других выводов питания при тех же напряжениях. По крайней мере, я бы отодвинул C13 от чипа на достаточное расстояние, чтобы переместить плоские переходные отверстия между чипом и C13, сдвигая сигнальные дорожки по мере необходимости.
Интересно. Я думал, что C19 будет лучшим, так как он помещает крышку в качестве фильтра нижних частот между источником пульсирующего тока и плоскостями питания.
Могу я спросить, как ваш локальный уровень 3.3 на уровне 3 связан с глобальным уровнем 3.3V? Где находится глобальный уровень 3,3 В?

Ответы (9)

К сожалению, правильное шунтирование и заземление представляют собой предметы, которые плохо изучаются и плохо понимаются. На самом деле это две отдельные проблемы. Вы спрашиваете про шунтирование, но также неявно попали в заземление.

Для большинства проблем с сигналами, и этот случай не является исключением, полезно рассматривать их как во временной, так и в частотной области. Теоретически вы можете анализировать одно и математически преобразовывать в другое, но каждый из них дает человеческому мозгу разные идеи.

Развязка обеспечивает резервуар энергии для сглаживания напряжения при очень кратковременных изменениях потребляемого тока. Линии, идущие обратно к источнику питания, имеют некоторую индуктивность, и источнику питания требуется некоторое время, чтобы отреагировать на падение напряжения, прежде чем он выдаст больший ток. На одной плате он обычно может догнать нас в течение нескольких микросекунд (нас) или десятков нас. Однако цифровые чипы могут значительно изменить потребление тока всего за несколько наносекунд (нс). Развязывающий колпачок должен быть расположен близко к выводам питания и заземления цифрового чипа, чтобы выполнять свою работу, иначе индуктивность в этих выводах будет мешать быстрой подаче дополнительного тока до того, как основной источник питания сможет наверстать упущенное.

Это было представление во временной области. В частотной области цифровые микросхемы являются источниками переменного тока между их контактами питания и заземления. При постоянном токе питание идет от основного блока питания и все в порядке, так что постоянным током будем пренебрегать. Этот источник тока генерирует широкий диапазон частот. Некоторые частоты настолько высоки, что небольшая индуктивность в относительно длинных проводах основного источника питания начинает приобретать значительный импеданс. Это означает, что эти высокие частоты будут вызывать локальные колебания напряжения, если с ними не справиться. Байпасный колпачок — это шунт с низким импедансом для этих высоких частот. Опять же, провода к байпасной крышке должны быть короткими, иначе их индуктивность будет слишком высокой и будет мешать конденсатору закорачивать высокочастотный ток, генерируемый микросхемой.

В этом представлении все ваши макеты выглядят нормально. Колпачок близок к чипам питания и заземления в каждом случае. Однако мне не нравится ни один из них по другой причине, и эта причина заземления.

Хорошее заземление объяснить сложнее, чем шунтирование. Потребовалась бы целая книга, чтобы по-настоящему разобраться в этом вопросе, поэтому я упомяну лишь обрывки. Первой задачей заземления является подача универсального опорного напряжения, которое мы обычно считаем равным 0 В, поскольку все остальное рассматривается относительно сети заземления. Однако подумайте, что происходит, когда вы пропускаете ток через заземляющую сеть. Его сопротивление не равно нулю, поэтому возникает небольшая разница в напряжении между разными точками земли. Сопротивление постоянному току медной пластины на печатной плате обычно достаточно низкое, так что для большинства схем это не слишком большая проблема. Чисто цифровая схема имеет запас по шуму не менее 100 мВ, поэтому несколько 10 или 100 мкВ смещения земли не имеют большого значения. В некоторых аналоговых схемах это так, но это не та проблема, которую я пытаюсь здесь затронуть.

Подумайте, что происходит, когда частота тока, протекающего через заземляющий слой, становится все выше и выше. В какой-то момент вся заземляющая плоскость имеет ширину всего 1/2 длины волны. Теперь у вас больше нет плоскости заземления, а есть патч-антенна. Теперь вспомните, что микроконтроллер — это широкополосный источник тока с высокочастотными компонентами. Если вы пропустите его непосредственный ток заземления через заземляющий слой хотя бы немного, у вас получится патч-антенна с центральным питанием.

Решение, которое я обычно использую, и для которого у меня есть количественное доказательство того, что оно работает хорошо, состоит в том, чтобы не допускать местных высокочастотных токов к заземляющему слою. Вы хотите создать локальную сеть соединений питания и заземления микроконтроллера, обойти их локально, а затем иметь только одно соединение для каждой сети с основными цепями питания и заземления системы. Высокочастотные токи, генерируемые микроконтроллером, выходят из контактов питания, через заглушки и обратно в контакты заземления. Вокруг этого контура может протекать много неприятных высокочастотных токов, но если этот контур имеет только одно соединение с питанием платы и заземляющими цепями, то эти токи в значительной степени останутся вне их.

Итак, чтобы вернуть это к вашей схеме, что мне не нравится, так это то, что каждая крышка байпаса, похоже, имеет отдельный вход для питания и заземления. Если это основные силовые и земляные плоскости платы, то это плохо. Если у вас достаточно слоев и переходные отверстия действительно идут к локальным слоям питания и заземления, то все в порядке, если эти локальные слои подключены к основным слоям только в одной точке .

Для этого не нужны местные самолеты. Я регулярно использую метод локальной сети питания и заземления даже на двухслойных платах. Я вручную подключаю все контакты заземления и все контакты питания, затем заглушки байпаса, затем схему кристалла, прежде чем прокладывать что-либо еще. Эти локальные сети могут быть звездой или чем-то еще прямо под микроконтроллером и при этом позволять направлять другие сигналы вокруг них по мере необходимости. Однако, опять же, эти локальные сети должны иметь ровно одно соединение с сетями питания и заземления основной платы. Если у вас есть заземляющая плоскость на уровне платы, то через какое-то место будет одна , чтобы соединить локальную заземляющую сеть с заземляющей плоскостью.

Обычно я иду немного дальше, если могу. Я устанавливаю керамические шунтирующие конденсаторы емкостью 100 нФ или 1 мкФ как можно ближе к контактам питания и заземления, затем прокладываю две локальные цепи (питание и земля) к точке питания и надеваю на них конденсатор большего размера (обычно 10 мкФ) и делаю одиночные соединения с заземлением платы и силовыми цепями прямо с другой стороны крышки. Этот вторичный колпачок обеспечивает еще один шунт для высокочастотных токов, которые не были шунтированы отдельными шунтирующими колпачками. С точки зрения остальной части платы, подача питания/земли на микроконтроллер работает хорошо, без большого количества неприятных высоких частот.

Итак, теперь, чтобы, наконец, ответить на ваш вопрос о том, имеет ли значение макет, который у вас есть, по сравнению с тем, что вы считаете лучшими практиками. Я думаю, что вы достаточно хорошо обошли контакты питания / заземления чипа. Это означает, что он должен нормально работать. Однако, если у каждого есть отдельное переходное отверстие к основному заземляющему слою, позже у вас могут возникнуть проблемы с электромагнитными помехами. Ваша схема будет работать нормально, но вы, возможно, не сможете законно продать ее. Имейте в виду, что радиопередача и прием являются взаимными. Схема, которая может излучать радиочастотные сигналы из своих сигналов, также восприимчива к тому, что эти сигналы улавливают внешние радиочастоты и имеют шум поверх сигнала, так что это не просто чья-то проблема. Ваше устройство может нормально работать до тех пор, пока, например, не запустится ближайший компрессор. Это не просто теоретический сценарий. Я видел именно такие случаи,

Вот анекдот, который показывает, как эти вещи могут иметь реальное значение. Компания производила маленькие вещицы, производство которых обходилось им в 120 долларов. Меня наняли, чтобы обновить дизайн и снизить себестоимость производства до 100 долларов, если это возможно. Предыдущий инженер не совсем понимал ВЧ-излучение и заземление. У него был микропроцессор, который излучал много радиочастотного дерьма. Его решение пройти тестирование FCC заключалось в том, чтобы поместить весь этот беспорядок в банку. Он сделал 6-слойную плату с грунтованным нижним слоем, а затем припаял специальный кусок листового металла поверх неприятного участка во время производства. Он думал, что, просто заключив все в металл, он не будет излучать. Это неправильно, но я не буду сейчас вдаваться в подробности. Банка действительно уменьшила излучение, так что они просто пищали при тестировании FCC с запасом на 1/2 дБ (это не так много).

В моем проекте использовалось только 4 слоя, одна заземляющая плоскость на всю плату, без силовых плоскостей, но были локальные заземляющие плоскости для нескольких избранных ИС с одноточечными соединениями для этих локальных заземляющих плоскостей и локальных сетей питания, как я описал. Короче говоря, это превзошло ограничение FCC на 15 дБ (это много). Дополнительным преимуществом было то, что это устройство также было частично радиоприемником, а гораздо более тихая схема создавала меньше шума в радио и фактически удваивала его радиус действия (это тоже много). Окончательная стоимость производства составила 87 долларов. Другой инженер больше никогда не работал в этой компании.

Таким образом, правильный обход, заземление, визуализация и работа с высокочастотными контурными токами действительно имеют значение. В данном случае это способствовало тому, что продукт стал лучше и дешевле одновременно, а инженер, который этого не сделал, потерял работу. Нет, это действительно реальная история.

Вау, вы открыли мне глаза на вещи, о которых я даже не задумывался.
+1 за прекрасное объяснение. Этот вид ответа - то, о чем этот сайт.
На самом деле, есть книга , которая очень хорошо освещает эту и другие темы: Henry Ott's Electro Magnetic Compatibility Engineering . У меня есть копия на работе, и я очень рекомендую ее. Это капитальный ремонт его предыдущей работы « Технологии шумоподавления в электронных системах » и затрагивает несколько новых тем, таких как правильное «заземление» (и почему «земля» на самом деле является просто полезным мифом), стратегии наложения слоев печатной платы и экранирование.
Немного о заземлении кажется в значительной степени противоположным тому, что пропагандирует High Speed ​​​​Digital Design . Это требует очень жесткой связи с низким импедансом с одной заземляющей пластиной, с отдельными переходными отверстиями для контактов микросхемы и развязывающими колпачковыми контактами, если это возможно. Похоже, вы выступаете за то, чтобы в основном разделить заземляющий слой, и я думаю, что он даже обсуждал в книге антенные эффекты наличия участков земли с разными потенциалами. Эта книга уже устарела? Кажется, существует большое разнообразие мнений по этому поводу.
Мнений кажется много. Использование одной заземляющей пластины подходит для развязки, что означает, что чип имеет хорошую чистую мощность. Я рекомендовал отдельную сеть заземления из-за электромагнитных помех.
Что ж, с моей точки зрения, электромагнитные помехи являются основным фактором снижения общего импеданса. Я думаю, что мне придется сильно облажаться, чтобы иметь неисправную систему, в то время как с EMI гораздо проще испортить. Индуктивность этого локального питания и земли намного выше, чем идущих напрямую к основной плоскости. Отслеживание контурного тока с учетом того, как они разделены, делает его площадь действительно большой. При переходе непосредственно к твердому грунту непосредственно под верхним сигнальным слоем, с небольшим расстоянием между слоями, вы получаете на несколько порядков меньшие контуры, и, таким образом, должно быть намного лучше электромагнитные помехи... ?
Я предполагаю, что моя главная проблема здесь в том, что я читал МНОГО приложений по проектированию сети питания IC, и ничто не защищает ничего подобного. Я чувствую некоторое несоответствие между методами радиочастот (о которых я знаю очень мало) и общим мнением о методах развязки / электромагнитных помех ... поэтому я хотел бы изучить это немного подробнее. (Я бы очень хотел, чтобы у меня был 3D-решатель... :)
@Olin, не могли бы вы случайно включить схему примера «лучших практик»; Мне любопытно, как локальная заземляющая плоскость будет относиться к сигналам, выходящим из IC (пересекая разделенную плоскость, или если я просто неправильно понимаю некоторые концепции)
Надлежащее обсуждение проблем и стратегий электромагнитных помех — это отдельная тема для отдельного разговора, поскольку оно затрагивает то, как вы обрабатываете сигналы, а также эталонные плоскости. Например, распространенный метод уменьшения электромагнитных помех для несимметричных цифровых сигналов заключается в последовательном подключении небольшого резистора (около 20 Ом) рядом с концом линии, на котором установлен драйвер. Учитывая макет платы, профессиональные инструменты, такие как HyperLynx, могут даже подсказать вам оптимальный резистор для минимизации перерегулирования и звона без чрезмерного увеличения времени нарастания и спада.
@MikeDeSimone - +1 за упоминание Отта, его книги великолепны.
@OlinLathrop: Есть ли способ показать примеры для каждой из вещей, которые вы упомянули выше? Я думаю, что понял, что вы сказали, но просмотр определенно поможет мне лучше понять, правильно ли я читаю то, что вы предложили. Заранее спасибо!
@OlinLathrop, где вы говорите «один переход», вы когда-нибудь использовали несколько переходных отверстий очень близко друг к другу (почти минимальное расстояние) на одном узле, чтобы увеличить пропускную способность постоянного тока? Это означает, что вы когда-нибудь обнаруживали, что одно сквозное отверстие не может передавать достаточный постоянный ток для микросхемы, которую вы изолировали таким образом. Оказывает ли использование нескольких переходных отверстий заметное влияние на электромагнитные помехи, если они расположены достаточно близко друг к другу?
@OlinLathrop Я второй за других, это похоже на золотую жилу, но за этим очень трудно уследить ... Рисунок «Хорошо VS Плохо» Краской многого стоит! Спасибо, что поделился
Справедливо ли это и для сквозных компонентов? Я немного потерялся здесь. Ведут ли себя контактные площадки конденсаторов (сквозные отверстия), проложенные вручную, для которых одна точка подключена к плоскости заземления, как переходные отверстия? #я новичок в этой теме
@Adit: я могу сделать и сквозное отверстие, просто обычно это будет сложнее. Мало того, что сквозные отверстия занимают место на всех слоях, вам, вероятно, придется сделать что-то особенное в вашей CAD-системе, чтобы избежать отверстий заземления, соединенных непосредственно с заземляющей пластиной, когда вы на самом деле хотите привязать ее обратно к заземляющему контакту платы. процессор, например. К счастью, сегодня вы не зацикливаетесь на деталях со сквозными отверстиями, где важен хороший байпас, поэтому проблемы со сквозными отверстиями практически не существует.
Спасибо, Олин. Тогда я буду придерживаться SMD. Кроме того, [ ti.com/lit/an/szza009/szza009.pdf] в этой заметке, похоже, подробно описаны точки зрения Олина, которые могут быть полезны людям, которым нужен еще более исчерпывающий ответ.
Концепция локальной плоскости работает хорошо. Однако бесплатного обеда не бывает — а есть ли он когда-нибудь? Сигналы ввода-вывода, идущие от MCU к другим схемам, будут иметь немного большую площадь контура, поскольку обратные токи должны проходить через общую точку GND/VCC между локальной и глобальной плоскостями. Примите это во внимание и контролируйте скорость нарастания сигналов: по возможности уменьшайте уровни возбуждения или используйте ферритовые бусины чипа для каждого сигнала на контактах ввода-вывода. Для сигналов, которым требуется короткое время нарастания, расположите плоскостные межсоединения в середине группы быстрых сигналов.
Я согласен с Дарроном, Целостность сигнала и питания - упрощенное указывает, что непрерывная заземляющая плоскость является наилучшей практикой. Существует глава о сети распределения электроэнергии, в которой теория о том, что минимизация профиля импеданса от постоянного тока до примерно 100 МГц является ключом к снижению уровня шума и электромагнитных помех. Случайное размещение маленьких заглавных букв вокруг IC не рекомендуется. Колпачки следует выбирать таким образом, чтобы SRF минимизировал любые большие PRF (такие как вывод IC и PRF емкости корпуса). Минимизация профиля импеданса PDN на высоких частотах решит проблемы электромагнитных помех и максимизирует эффективность нескольких конденсаторов.
@OlinLathrop Прости, но я не совсем понимаю. Итак, скажем, IC имеет локальную плоскость заземления/питания, и эти плоскости подключены к основным плоскостям в одной точке. И если IC переключает большие токи, не будут ли эти токи идти следующим образом: основное питание -> местное питание -> крышка байпаса -> местное заземление -> основное заземление? Разве это не означало бы, что через основной заземляющий слой по-прежнему будут протекать большие токи, и он будет действовать как патч-антенна с входным питанием, как вы говорите? Не могли бы вы уточнить?
@Gol: токи высокой частоты будут следовать по петле: провод питания, заглушка байпаса, местное заземление, провод заземления. Токи низкой частоты идут: силовой провод, источник питания +, источник питания -, заземляющая пластина, местная земля, заземляющий провод.
@OlinLathrop Вы заливаете местные сети заземления / питания или оставляете их подключенными к контактам?
@Pred: это может быть либо в зависимости от ситуации.
Спасибо @OlinLathrop. Какой у вас был стек, когда вы разработали эту 4-слойную печатную плату менее чем за 100 долларов? Мне кажется необычным отсутствие силового самолета.
@Pred: см. предпоследний абзац в моем ответе.
@OlinLathrop Я читал это, но больше нигде не видел этого стека. Sig.Pwr/Ground(местный)/Ground(широкая плоскость)/Sig.Pwr. ?
@Pred: Как я уже сказал, полная наземная плоскость, случайный локальный наземный полигон, сигналы повсюду. Силовые самолеты были бы пустой тратой места. При наличии хорошего заземляющего слоя и хорошей локальной развязки питания в силовых слоях обычно нет необходимости. Слои 1 и 4, конечно, были сигналами. Если я правильно помню, слой 3 был плоскостью земли, а сигналы слоя 2 и небольшими локальными полигонами земли.
@OlinLathrop Как бы вы использовали эту технику, если ВЧ-ток не находится на плоскости заземления при использовании компонентов BGA? Подсоединили бы вы все конденсаторы локально к небольшому полигону под микроконтроллером, а затем подключили бы его к заземляющей пластине только в одной точке? Я думаю, что это плохо, потому что высокоскоростной сигнал лучше передается по всей плоскости, чем локальный.
Не могли бы вы проиллюстрировать, что делать, если в системе есть АЦП и ЦАП, которые обмениваются данными с MCU? Я подозреваю, что создание наземного многоугольника заставит линии SPI / I2C сформировать гораздо большую группу.
Связывать заливку верхнего слоя грунта только в одной точке просто неправильно. Ни один авторитетный источник не рекомендует такую ​​практику. Цель состоит в том, чтобы уменьшить размер контуров обратного тока и, таким образом, уменьшить их индуктивность. Одноточечное соединение отбрасывает все обратные токи ввода-вывода далеко в сторону. Локальная заливка под шумящую микросхему - это хорошо (уменьшает площадь шлейфа), но заливка должна быть обильно пришита к основной плоскости земли. В OP заливка верхнего слоя не сплошная и поэтому даже не обеспечивает хорошую локальную плоскость заземления; еще больше причин пришивать его к основной плоскости заземления.
Как вы, ребята, управляете деталями, у которых термопрокладка должна быть подключена к GND (а затем предпочтительно к плоскости GND)?
Мне очень понравился твой ответ и я его понял. Было бы здорово, если бы вы добавили несколько фотографий макета с локальными сетями питания и заземления, чтобы сильно помочь новичкам. Спасибо.
Мне трудно понять, как этот подход будет использоваться в высокоскоростном дизайне с интерфейсами между чипами: представьте себе более крупный чип с интерфейсом ввода с одной стороны и интерфейсом вывода с другой — в этом случае я бы настоятельно рекомендовал полная плоскость земли. Я всегда делал полные заземляющие плоскости, но также по причинам, обсуждаемым здесь, делал локальные силовые плоскости, особенно чувствительные конструкции со смешанным сигналом, обеспечивающие функции высокочастотного (uW) обхода плоскости и изолирующие его от остальных источников питания на плате.
@Adithya Включенная ссылка имеет неверный формат. Название документа — Руководство по проектированию печатных плат для снижения электромагнитных помех от Texas Instruments на случай, если эта ссылка тоже не работает.

Основной целью сети распределения электроэнергии является уменьшение индуктивности между подключенными компонентами. Это наиболее важно для любой плоскости, которую вы используете в качестве эталона (например, «земля», «vref» или «возврат»), потому что напряжение в этой цепи используется в качестве эталона для напряжений ваших сигналов. (Например, пороговые значения VIL/VIH сигнала TTL относятся к контакту GND микросхемы, а не к VCC.) Сопротивление на самом деле не так важно в большинстве приложений для печатных плат, поскольку преобладает индуктивная составляющая полного импеданса. (Однако на микросхеме IC все наоборот: сопротивление является доминирующей частью импеданса.)

Пожалуйста, имейте в виду, что эти вопросы наиболее важны для высокоскоростных (> 1 МГц) цепей.

Базовая плоскость как сосредоточенный узел

Первое, что нужно проверить, — можно ли считать вашу опорную плоскость сосредоточенным узлом, а не линией передачи. Если время нарастания вашего сигнала больше, чем время, необходимое свету для перехода от одного края доски к другому и обратно ( в меди ; хорошее эмпирическое правило — 8 дюймов [200 мм] за наносекунду), то вы можете считайте базовую плоскость сосредоточенным элементом, а расстояние от нагрузки до развязывающего конденсатора не имеет значения. Это важное определение, так как оно влияет на вашу стратегию размещения переходных отверстий питания и конденсаторов.

Если размеры плоскости больше, то вам нужно не только распределить развязывающие конденсаторы вокруг, вам также нужно их больше, и конденсаторы должны быть в пределах расстояния времени нарастания нагрузки, которую они развязывают.

Через индуктивность

Продолжая наши усилия по минимизации индуктивности, если плоскость является сосредоточенным элементом, то индуктивность между деталью и плоскостью становится доминирующей. Рассмотрим C19 в вашем первом примере. Индуктивность, видимая от плоскости до микросхемы, напрямую связана с площадью, окруженной дорожками. Другими словами, следуйте по пути от силовой плоскости к микросхеме, затем верните заземляющий штырь к заземляющей плоскости, наконец, замыкая петлю обратно к переходному отверстию питания. Ваша цель — свести к минимуму эту площадь, так как меньшая индуктивность означает большую полосу пропускания, прежде чем индуктивность станет преобладать над емкостью развязки. Помните, что длина перехода от поверхности к плоскости является частью пути; расположение базовых плоскостей рядом с поверхностями очень помогает. Нередко в платах с 6 или более слоями первый и последний внутренние слои являются опорными плоскостями.

Таким образом, несмотря на то, что у вас есть довольно маленькая индуктивность для начала (я предполагаю, 10-20 нГн), ее можно уменьшить, предоставив микросхеме собственный набор переходных отверстий: учитывая ваш размер переходного отверстия, одно переходное отверстие рядом с выводом 97, а другое около контакт 95 урежет индуктивность до 3 нГн или около того. Если вы можете себе это позволить, здесь помогут переходные отверстия меньшего размера. (Хотя, честно говоря, поскольку ваша часть представляет собой LQFP, а не BGA, это может не сильно помочь, потому что выводная рамка в корпусе может давать 10 нГн сама по себе. Или, может быть, это не так много из-за .. .)

Взаимная индуктивность

Линии и переходы, ведущие к нагрузке или конденсатору, не существуют в вакууме. Если есть подающая линия, то должна быть и обратная. Так как это провода с протекающими по ним токами, они генерируют магнитные поля, а если находятся достаточно близко друг к другу, то создают взаимную индуктивность. Это может быть как вредно (когда увеличивается общая индуктивность), так и полезно (когда уменьшается общая индуктивность).

Если токи в каждом из параллельных проводов (я говорю «провод», чтобы включить как дорожку, так и переходное отверстие) идут в одном направлении, тогда взаимная индуктивность добавляется к собственной индуктивности, увеличивая общую индуктивность. Если токи в каждом проводе идут в противоположных направлениях, то взаимная индуктивность вычитается из собственной индуктивности, уменьшая общую. Этот эффект усиливается по мере уменьшения расстояния между проводами.

Следовательно, пара проводов, идущих к одной и той же плоскости, должна быть далеко друг от друга (эмпирическое правило: более чем в два раза больше расстояния от поверхности до плоскости; примите толщину печатной платы, если вы еще не определились со своей структурой), чтобы уменьшить общую индуктивность. . Пара проводов, идущих к разным плоскостям, как в каждом примере, который вы разместили, должна быть как можно ближе друг к другу.

Вырезать плоскости

Поскольку преобладает индуктивность, которая (для высокоскоростных сигналов) определяется путем, которым ток проходит через сеть, следует избегать плоских разрезов, особенно если есть сигналы, пересекающие этот разрез, поскольку обратный ток (который предпочитает следовать путь непосредственно под дорожкой сигнала, чтобы минимизировать площадь контура и, следовательно, индуктивность) должен делать большой обход, увеличивая индуктивность.

Один из способов уменьшить индуктивность, создаваемую разрезами, — это иметь локальную плоскость, которую можно использовать для перепрыгивания через разрез. В этом случае следует использовать несколько переходных отверстий, чтобы свести к минимуму длину пути обратного тока, однако, поскольку эти переходные отверстия проходят в одной плоскости и, следовательно, имеют ток в одном и том же направлении, их не следует располагать близко друг к другу. друг от друга, но должны находиться на расстоянии не менее двух плоскостей или около того.

Тем не менее, следует соблюдать осторожность с сигнальными дорожками, которые достаточно длинны, чтобы быть линиями передачи (т. е. в течение одного времени нарастания или спада, в зависимости от того, что короче), потому что засыпка грунтом вблизи трассы изменит импеданс этой трассы, вызывая отражение (т.е. превышение, недорегулирование или звон). Это наиболее заметно в сигналах с гигабитной скоростью.

Вне времени

Я бы рассказал, как стратегия «один конденсатор 0,1 мкФ на вывод питания» контрпродуктивна для современных конструкций, которые могут иметь десятки выводов питания на деталь, но мне действительно нужно идти на работу сейчас. Подробности по ссылкам BeTheSignal и Altera PDN ниже.

Рекомендации (TL;DR)

  • Переместите переходные отверстия развязывающего конденсатора ближе друг к другу, если эти переходные отверстия находятся в разных плоскостях.
  • Помещение переходного отверстия в контактную площадку является лучшим вариантом, если вы можете себе это позволить (вам необходимо заполнить переходное отверстие и покрыть контактную площадку поверх заливки, что увеличивает время изготовления на день или два и стоит больше денег). Во-вторых, лучше всего расположить два переходных отверстия на одной стороне крышки, как можно ближе друг к другу и к конденсатору. Дополнительный набор переходных отверстий можно разместить на противоположной стороне конденсатора, чтобы сократить индуктивность вдвое, но убедитесь, что две группы переходных отверстий находятся на расстоянии не менее толщины платы (или двух плоскостных расстояний).
  • Дайте микросхеме собственные переходные отверстия для питания и заземления, сохраняя переходные отверстия противоположных цепей рядом друг с другом, а переходные отверстия одной и той же цепи дальше друг от друга. Эти переходные отверстия можно использовать совместно с развязывающими конденсаторами, но лучше иметь больше плоских переходных отверстий, чем удлинять дорожки до плоских переходных отверстий. (Мой обычный метод компоновки заключается в размещении нагрузки, затем размещении переходных отверстий питания и заземления и, наконец, размещении развязывающего конденсатора на противоположной стороне платы, если есть место. (Если места нет, перемещается конденсатор, а не переходные отверстия! )
  • Минимизируйте самый длинный размер каждой базовой плоскости, чтобы свести к минимуму индуктивность и обеспечить более простую модель сосредоточенных элементов для вашей плоскости. Плоские разрезы должны быть сведены к минимуму, и для их смягчения можно использовать локальные плоскости.

Смотрите также

Спасибо, ваш ответ завел меня вглубь неизведанной территории! Одна вещь, которая сбивает с толку, заключается в том, что «расстояние от нагрузки до развязывающего конденсатора не имеет значения», когда базовая плоскость считается сосредоточенным узлом. Кажется, это противоречит всему остальному.
@morten: да, это сбило меня с толку, когда я впервые прочитал это в материалах Альтеры. Но это доказуемая вещь: если вы посмотрите на составляющую индуктивности, инжектируемую самой плоскостью, она на самом деле мала по сравнению с индуктивностью переходных отверстий, дорожек и корпусов компонентов. Вам нужно будет разбить векторное исчисление и уравнения Максвелла, чтобы доказать это точно, но если вы можете визуализировать это, основная идея состоит в том, что магнитное поле вокруг плоскости слабее, чем вокруг провода (отверстия или следа) из-за его геометрии. . Более слабое магнитное поле означает более низкую индуктивность.
Это похоже на программирование: хотя оптимизация кода, который запускается только один или несколько раз, технически ускорит работу программы, это не так много пользы в час работы, как оптимизация кода, который часто вызывается, скажем, в циклах. Прежде чем я забуду, есть еще одна вещь: эталонная плоскость обычно имеет емкость с плоскостью питания, уменьшая ее импеданс даже до меньшего, чем дорожка и через импеданс, но это может быть не такая уж большая разница (1 нФ / кв. фут или около того? ).
И еще одно: кое-что, что также прокрадывается, — это скин-эффект. (Да, даже медная плоскость весом 1 унция имеет скин-эффект на высоких скоростях). Следуйте за отверстием в плоскости, сделанным для переходного отверстия. Однако, если вы перескакиваете между слоями, которые имеют разные опорные плоскости, обратный ток должен найти путь между опорными плоскостями. Обычно это близлежащее заземление, соединяющее обе плоскости, но иногда вам нужно добавить сквозное соединение.
Все, что вам нужно знать об EMC, написано в книге Генри Отта по вашей ссылке. Любой, кто хочет по-настоящему освоить EMC, должен ее прочитать. Экранирование, фильтрация, связь и развязка, ориентация, материальные эффекты, ферриты, формы и другие неидеальные характеристики. общие центральные основания, распределенные, все требуют низкого ESR, низкой индуктивности, визуализации эффектов антенны в конструкциях на печатной плате, шасси и интерфейсных кабелях, ESR, длинах волн, проп. задержки, перекрестные помехи, управление импедансом, изоляция аналогового заземления от цифрового заземления, методы защиты, общая фильтрация, дифференциальный режим и т. д. и т. д.
@MikeDeSimone, не могли бы вы дать прямые ссылки на статьи, касающиеся контрпродуктивности стратегии «один конденсатор 0,1 мкФ на контакт питания»?
@vicatcu: Это из книги Богатина « Упрощенная целостность сигнала», а также из его вебинара по дизайну PDN . Кстати, единственная реальная «контрпродуктивность» заключается в том, что 1) в высокоскоростном дизайне этого может быть недостаточно, особенно если есть полоса, которая недостаточно покрыта конденсаторами 0,1 мкФ, и 2) более вероятно, что вы этого не сделаете. Не нужно почти столько же конденсаторов, учитывая большое количество выводов питания на современных микросхемах. Вы также можете работать с инструментом Altera PDN, чтобы увидеть эти эффекты.
«Один конденсатор 0,1 мкФ на контакт питания» — это эмпирическое правило, восходящее к временам DIP и двухслойных плат без силовых и заземляющих плоскостей. В этих случаях вы получите значительную индуктивность, просто подавая питание на каждый чип, у большинства чипов есть только один или два контакта питания, и конденсаторы на 0,01 мкФ не сильно помогут, потому что их развязка будет нарушена индуктивностью вывода. кадр в части.
Чрезвычайно низкая индуктивность силовых и заземляющих плоскостей изменила все правила, сделав индуктивность, доходящую до плоскости, гораздо более важной, чем индуктивность из-за положения на плоскости. Таким образом, требование «рядом с частью» в большинстве случаев устарело (в основном, в любом случае, когда ваша силовая плоскость достаточно мала, чтобы не возникало эффектов линии передачи), а ограничивающим фактором является индуктивность упаковки конденсатора и то, как проложены его переходные отверстия. к плоскостям, и то же самое к чипу. Поэтому многие производители микросхем добавляют контакты питания для уменьшения индуктивности, а не потому, что им нужно больше колпачков.
Кажется, что ответ @Olin Lathrop противоречит этому.
Противоречие как?
Он предложил соединить площадки вместе, а затем соединить с основным силовым каркасом в одной точке. Я думаю, что эта техника, по сути, представляет собой разделенную плоскость, что не рекомендуется в вашем посте.
Сплит-плоскости сложны. Вы можете создать проблемы с электромагнитными помехами там, где их раньше не было, если не будете осторожны. Также вы можете поставить под угрозу низкий импеданс плоскости, если разделите ее на слишком маленькие части, например, на полоски. Генри Отт не рекомендует его, утверждая, что размещение компонентов и компоновка часто могут обеспечить лучшую производительность, чем дали бы разделенные плоскости. Тем не менее, есть случаи, когда они имеют смысл, но вам нужно обращаться с панелью разделения, как с подключенной мезонинной картой, с собственной развязкой и т. Д. Рядом с единственной точкой подключения, и запрещать трассы, пересекающие разделение.
Кроме того, если вы разделяете наземную плоскость, вам нужно разделить силовые плоскости в одном и том же месте. Помните, что на частотах переменного тока мощность и земля фактически имеют один и тот же потенциал (если они должным образом развязаны), и силовые линии будут действовать соответственно.
Большое спасибо! Ваши комментарии имеют большой смысл. :)

Я считаю, что полезно думать об эквивалентных RC-цепях, которые формируют дорожки, когда вам нужно учитывать поведение линий электропередач (дорожки, например, очень маленькие резисторы) и развязывающие колпачки.

Вот простой схематический набросок трех конденсаторов, которые вы указали в своем посте:
введите описание изображения здесь на изображении нет полярности, поэтому просто предположим, что один «Power» заземлен, а другой — VCC.

В основном есть два подхода к развязке - A и C. B - не очень хорошая идея.

A будет наиболее эффективен для предотвращения распространения шума от микросхемы обратно на шины питания вашей системы. Однако он менее эффективен для фактической развязки коммутационных токов от устройства — установившийся ток и коммутационный ток должны протекать по одной и той же дорожке.

C наиболее эффективен для фактического разъединения ИС. У вас есть отдельный путь для переключения токов на конденсатор. Следовательно, высокочастотное сопротивление штыря относительно земли ниже. Тем не менее, больше коммутационного шума от устройства будет возвращаться к шине питания.
С другой стороны, это приводит к меньшему разбросу напряжения на выводе IC и снижает высокочастотный шум источника питания за счет более эффективного шунтирования его на землю.

Фактический выбор зависит от реализации. Я склоняюсь к C и просто использую несколько шин питания, когда это возможно. Тем не менее, в любой ситуации, когда у вас нет места на плате для нескольких шин, и вы смешиваете аналоговые и цифровые сигналы, A может быть оправдано, при условии, что потеря эффективности развязки не причинит вреда.


Если вы нарисуете эквивалентную цепь переменного тока, разница между подходами станет более очевидной:
введите описание изображения здесь
C имеет два отдельных пути переменного тока к земле, тогда как A имеет только один.

Я не согласен с вашим различием между A и C. Низкочастотные токи от источника питания и высокочастотные токи развязки просто складываются. Единственным недостатком A является то, что низкочастотная подача питания проходит через немного большее сопротивление, но это проблема постоянного тока, и это нормально, пока может поддерживаться правильное напряжение.
Также неверно говорить, что A лучше развязан, чем C. Чтобы посмотреть только на развязывающий компонент, отключите подачу питания. При этом и A, и C оставляют вас с одной и той же схемой. Развязка выполняется одинаково хорошо обоими. Разница в том, что A лучше удерживает высокочастотные составляющие тока от силовых цепей.
Для современных быстродействующих конструкций лучше моделировать катушки индуктивности вместо резисторов. Проблема не в резистивном ослаблении, а в том, что индуктивность сети распределения электроэнергии вызывает задержки, на которые источник питания не может реагировать достаточно быстро. (В теории контура управления вы обнаружите, что введение задержки [преобразование Лапласа: e^st] в цепь обратной связи только поможет дестабилизировать контур управления.) Эти задержки связаны с тем, что ток в катушке индуктивности не может измениться мгновенно, и, следовательно, напряжение должно изменяться, когда происходит внезапное изменение нагрузки.
@Olin Lathrop - я специально сказал, что A хуже справляется с развязкой IC, а не лучше -However, it is less effective at actually decoupling switching currents from the device
Кроме того, C определенно имеет более низкий импеданс, чем A. Через минуту я внесу некоторые изменения в ответ, чтобы объяснить.

Ответы на ваши вопросы (все они) во многом зависят от того, какие частоты работают с вашим PWA.

Независимо от того, что я собираюсь сказать, помните, что большинство дискретных развязывающих конденсаторов становятся бесполезными выше примерно 70 МГц. Использование нескольких параллельных крышек может немного увеличить это число.

Эмпирическое правило состоит в том, что объект начинает действовать как антенна при L = длина волны/10. Длина волны = c/f; поэтому нам нужно L < c/(10f). Размеры элементов в 1 см становятся важными на частоте около 3 ГГц. Прежде чем вы вздохнете с облегчением (поскольку ваши часы работают только на частоте, скажем, 50 МГц), помните, что вам нужно подумать о спектральном составе фронтов тактовых импульсов и переходах выводов ввода-вывода микросхемы.

В общем, вы хотите поместить много колпачков вокруг платы и/или использовать плату со специально разработанными панелями питания и заземления, которые в основном превращают всю плату в распределенный конденсатор.

Индуктивность вывода и дорожки (L) составляет около 15 нГн/дюйм. Это соответствует примерно 5 Ом/дюйм для спектрального состава на частоте 50 МГц и примерно 20 Ом/дюйм для спектрального состава на частоте 200 МГц.

Параллельное соединение «N» колпачков со значением C увеличит C в N раз и уменьшит L примерно в N раз. Ваша схема развязки имеет полезный частотный диапазон. Нижний конец этого частотного диапазона определяется общей эффективной емкостью всех ваших конденсаторов. ВЫСОКИЙ конец частотного диапазона не имеет ничего (повторяю, ничего) общего с емкостью ваших конденсаторов: это функция индуктивности выводов ваших конденсаторов и количества конденсаторов (и их размещения) в сети. Эффективная общая индуктивность обратно пропорциональна N. Десять конденсаторов по 10 нФ каждый предпочтительнее одного конденсатора по 100 нФ. 100 конденсаторов по 1 нФ — еще лучше.

Чтобы ваша ЭФФЕКТИВНАЯ сеть развязки C оставалась высокой, а ваша ЭФФЕКТИВНАЯ сеть развязки L — низкой, вы должны распределить свои заглавные буквы (а не собирать их в одном или нескольких местах).

Защита ваших аналого-цифровых преобразований от шума — это совсем другая тема, которую я сейчас пропущу.

Я надеюсь, что помог ответить на некоторые из ваших вопросов.

Выше примерно 100 МГц развязка на плате микросхемы, а также разводка внутри корпуса микросхемы становятся доминирующими. Кроме того, я должен оспорить ваше мнение о том, что увеличение N — это всегда хорошо. Доказательство состоит в том, чтобы построить график импеданса (Z против f) вашей сети распределения питания (источник питания, развязка и плоскости): Каждый добавленный конденсатор представляет собой уменьшение импеданса 1/N вокруг SRF конденсатора. Лучше было бы использовать конденсаторы разных номиналов, которые будут иметь разные SRF, которые охватят большую часть вашей полосы пропускания.

Байпасные конденсаторы выполняют четыре основные функции:

  1. Они сводят к минимуму быстрые изменения токов, потребляемых проводами питания (такие изменения потребляемого тока могут вызвать электромагнитные помехи или могут вызвать помехи для других устройств на плате).
  2. Они минимизируют изменения напряжения между VDD и VSS.
  3. Они минимизируют напряжения между VSS и землей
  4. Они минимизируют напряжения между VDD и положительной шиной платы.

Диаграмма (A) в ответе Fake Name, безусловно, лучше всего подходит для минимизации изменений, наносимых на провода питания, поскольку изменения тока, потребляемого ЦП, должны будут изменить напряжение на конденсаторе, прежде чем они смогут вызвать какое-либо изменение в питающем токе. Напротив, на диаграмме (C) если бы индуктивность основного источника питания была в десять раз больше, чем индуктивность конденсатора байпаса, то в источнике питания наблюдались бы 10 % любых всплесков тока, независимо от того, насколько велика или совершенна крышка.

Схема (C), вероятно, является лучшей с точки зрения минимизации изменений напряжения между VDD и VSS. Я предполагаю, что, вероятно, более важно свести к минимуму колебания тока питания, но если более важно поддерживать постоянное напряжение VDD-VSS, диаграмма (C) может иметь небольшое преимущество.

Единственное преимущество, которое я вижу для схемы (B), заключается в том, что она, вероятно, минимизирует дифференциальное напряжение между VDD и положительной шиной питания платы. Не очень большое преимущество, но если бы кто-то перевернул рельсы, это минимизировало бы дифференциальное напряжение между VSS и землей. В некоторых приложениях это может быть важно. Обратите внимание, что искусственное увеличение индуктивности между положительной шиной питания и VDD может помочь уменьшить дифференциальные напряжения между VSS и землей.

В качестве побочного примечания, отдельно от проблемы компоновки, обратите внимание, что есть причины использовать конденсаторы разных номиналов (например, 1000 пФ, 0,01 мкФ и 0,1 мкФ), а не только конденсаторы 0,1 мкФ.

Причина в том, что конденсаторы имеют паразитную индуктивность. Хорошие керамические конденсаторы имеют очень низкий импеданс на резонансной частоте, при этом в импедансе преобладает емкость на более низких частотах и ​​преобладает паразитная индуктивность на более высоких частотах. Резонансная частота обычно уменьшается с увеличением емкости детали (в основном потому, что индуктивность примерно одинакова). Если вы используете только конденсаторы емкостью 0,1 мкФ, они дают хорошие характеристики на низких частотах, но ограничивают обход высоких частот. Сочетание номиналов конденсаторов дает хорошую производительность в диапазоне частот.

Я работал с одним из инженеров, который делал схему и компоновку моторного привода Segway, и он уменьшил шум аналого-цифрового преобразователя DSP (основной источник — системные часы DSP) в 5 раз. 10, путем изменения номиналов конденсаторов и минимизации импеданса заземления с помощью анализатора цепей.

Извините за некроза этого, но как именно можно добиться этого достаточно хорошо на доске? Как я себе представляю, это будут, по сути, «кольца» развязывающих / обходных колпачков вокруг ИС, самые маленькие значения ближе всего. Таким образом, конденсаторы емкостью 1000 пФ находятся ближе всего к микросхеме на соответствующих парах выводов питания, затем рядом находятся конденсаторы емкостью 0,01 мкФ, а затем рядом с ними — конденсаторы емкостью 0,1 мкФ или два.
Я думаю, что вы, вероятно, правы, но я бы объединил 1000 пФ и 0,01 мкФ с точки зрения важности высоких частот. 1000 пФ имеет самую низкую индуктивность + должно быть ближе всего, но 0,01 мкФ не сильно отстает. Функция различных диапазонов емкости состоит в том, чтобы сделать эти вырезы с низким импедансом доступными для ИС.
Лучшие макеты, которые я видел, обычно размещают эти важные высокочастотные конденсаторы на задней стороне платы прямо под рассматриваемой микросхемой.

Есть еще одна хитрость в минимизации импеданса между внутренними шинами GND и VCC в микроконтроллере и плоскостями питания.

Каждый неиспользуемый контакт ввода-вывода микроконтроллера должен быть подключен либо к GND, либо к VCC, выбранному таким образом, чтобы примерно такое же количество неиспользуемых контактов подключалось к VCC, как и к GND. Эти контакты должны быть настроены как выходы , а их логическое значение должно быть установлено в соответствии с шиной питания, к которой подключен выход.

Таким образом, вы обеспечиваете дополнительные соединения между внутренними шинами питания MCU и плоскостями питания на платах. Эти соединения просто проходят через индуктивность корпуса и ESR, а также ESR MOSFET, который включен в выходном драйвере GPIO.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Этот метод настолько эффективен для удержания внутренней части MCU связанной с плоскостями питания, что иногда имеет смысл выбрать пакет для данного MCU, который имеет больше контактов, чем необходимо, просто для увеличения количества избыточных контактов питания. Если производитель вашей платы может решить эту проблему, вам также следует отдать предпочтение безвыводным (LCC) корпусам, поскольку они обычно имеют меньшую индуктивность между платой и кристаллом. Возможно, вы захотите проверить это, сверившись с моделью IBIS для вашего MCU, если она есть.

Как насчет риска короткого замыкания (например, из-за ошибки программного обеспечения)?
@PeterMortensen Это не было бы катастрофой. Драйверы выводов фактически являются источниками тока. Если вы ошибетесь, все, что произойдет, это то, что ваш MCU перегреется, и вы можете превысить абсолютный ток или рейтинг рассеивания, если вам особенно не повезло. Ваше программное обеспечение не должно барахлить. Если вы ожидаете значительных проблем из-за его срабатывания, кодируйте так, как если бы это было безопасное программное обеспечение класса B. Фоновая проверка согласованности будет обнаруживать неправильные состояния контактов и действовать соответствующим образом.

Всегда лучше использовать передовую практику, тем более что она не требует дополнительной работы или затрат в этом типе дизайна.

Вы должны располагать переходные отверстия как можно ближе к площадкам конденсаторов, чтобы минимизировать индуктивность. Конденсатор должен находиться рядом с выводами питания и заземления микросхемы. Следует избегать маршрутизации во втором образе, а первый не идеален. Если это прототип, я бы изменил развязку для производственной версии.

Помимо неисправности чипа в некоторых обстоятельствах, вы можете увеличить нежелательные излучения.

Кажется, он не совсем отвечает мне на его вопрос. Он сказал, что знает, что это неправильная практика, но пытается определить, действительно ли это достаточно серьезно, чтобы ее изменить.
Насколько я понимаю, у развязывающих колпачков две функции. Один в качестве резервуара энергии, другой для фильтрации шума. Колпачок выглядит как ФНЧ на вход. Маршрутизация повлияет только на фильтрацию, да? В нижних примерах заземление находится на «противоположной» стороне контакта питания микроконтроллера, поэтому фильтрация неэффективна. Имеет ли это смысл?
Конденсатору приходится справляться с очень кратковременными всплесками сильного тока, поэтому разводка должна быть правильной в обоих случаях.

Несмотря на то, что ваша конструкция «работает» как есть, по моему опыту я обнаружил, что если вы не «хорошо» выполняете работу по развязке и шунтированию, ваши схемы будут менее надежными и более восприимчивыми к электрическим помехам. Вы также можете обнаружить, что то, что работает в лаборатории, может не работать в полевых условиях.