Si deve esse separati i strati di terra AGND è DGND ?
A risposta simplice hè chì dipende da a situazione, è a risposta detallata hè chì ùn sò micca siparati.Perchè in a maiò parte di i casi, separà a capa di terra solu aumentà l'induttanza di u currente di ritornu, chì porta più male chè bè.La formule V = L(di/dt) montre qu'au fur et à mesure que l'inductance augmente, le bruit de tension augmente.È cum'è a corrente di commutazione aumenta (perchè a freccia di campionamentu di u cunvertitore aumenta), u rumore di tensione aumenterà ancu.Dunque, i strati di terra deve esse cunnessi inseme.
Un esempiu hè chì in certi appiicazioni, in modu di cunfurmà cù esigenze di disignu tradiziunali, putenza di bus brutta o circuiti digitale deve esse piazzatu in certi spazii, ma dinù da i limitazioni di taglia, facennu u bordu ùn pò ghjunghje sin'à una bona partition layout, in questu. casu, a strata di terra separata hè a chjave per ottene una bona prestazione.In ogni casu, per chì u disignu generale sia efficace, sti strati di terra deve esse cunnessi inseme in un locu nantu à u bordu da un ponte o un puntu di cunnessione.Per quessa, i punti di cunnessione duveranu esse distribuiti uniformemente in i strati di terra separati.In ultimamente, ci sarà spessu un puntu di cunnessione nantu à u PCB chì diventa u megliu locu per rinvià u currente per passà senza causà degradazione in u rendiment.Stu puntu di cunnessione hè generalmente situatu vicinu o sottu à u cunvertitore.
Quandu cuncepisce i strati di l'alimentazione, utilizate tutte e tracce di cobre dispunibuli per questi strati.Sè pussibule, ùn permettenu micca sti strati per sparte l'alineamenti, cum'è l'allineamenti supplementari è i vias ponu dannà rapidamente a strata di l'alimentazione di l'alimentazione dividendu in pezzi più chjuchi.A strata di putenza sparsa risultante pò strincà i camini attuali à induve sò più necessarii, à dì i pins di putenza di u cunvertitore.Squeezing the current between the vias and the alignments aumenta a resistenza, pruvucannu una ligera caduta di tensione in i pins di putenza di u cunvertitore.
Infine, a piazza di a capa di alimentazione hè critica.Ùn impilate mai una strata di alimentazione digitale rumoroso sopra à una strata di alimentazione analogica, o i dui ponu sempre coppie ancu s'elli sò in strati diffirenti.Per minimizzà u risicu di a degradazione di u rendiment di u sistema, u disignu deve separà questi tipi di strati invece di impilà inseme ogni volta chì hè pussibule.
Pò esse ignoratu u disignu di u sistema di distribuzione di energia (PDS) di un PCB?
L'obiettivu di cuncepimentu di un PDS hè di minimizzà l'ondulazione di tensione generata in risposta à a dumanda attuale di l'alimentazione.Tutti i circuiti necessitanu corrente, alcuni cù una alta dumanda è altri chì necessitanu corrente per esse furnitu à un ritmu più veloce.Utilizà una putenza di bassa impedenza cumplettamente disaccoppiata o una capa di terra è una bona laminazione di PCB minimizza l'ondulazione di tensione per via di a dumanda attuale di u circuitu.Per esempiu, se u disignu hè pensatu per una corrente di commutazione di 1A è l'impedenza di u PDS hè 10mΩ, l'ondulazione di tensione massima hè 10mV.
Prima, una struttura di stack PCB deve esse pensata per sustene strati più grande di capacità.Per esempiu, una pila di sei strati puderia cuntene una capa di signale superiore, una prima capa di terra, una prima capa di putenza, una seconda capa di putenza, una seconda capa di terra è una capa di signale di fondu.U primu stratu di terra è u primu stratu di alimentazione sò furniti per esse vicinu à l'altri in a struttura impilata, è sti dui strati sò distanziati da 2 à 3 mil per furmà una capacità di strata intrinseca.U grande vantaghju di stu condensatore hè chì hè liberu è solu deve esse specificatu in e note di fabricazione di PCB.Se a capa di alimentazione deve esse divisa è ci sò parechje rails d'alimentazione VDD nantu à a stessa capa, a più grande capa di alimentazione pussibule deve esse usata.Ùn lasciate micca buchi vacanti, ma fate ancu attenzione à i circuiti sensittivi.Questu hà da maximizà a capacità di quella strata VDD.Se u disignu permette a presenza di strati supplementarii, duie strati di terra supplementari deve esse posti trà a prima è a seconda capa di alimentazione.In u casu di u stessu spacing core di 2 à 3 mils, a capacità inherente di a struttura laminata serà radduppiata à questu tempu.
Per una laminazione ideale di PCB, i condensatori di disaccoppiamentu devenu esse utilizati à u puntu di entrata iniziale di a capa di alimentazione è intornu à u DUT, chì assicurarà chì l'impedenza PDS hè bassa in tutta a gamma di freccia.Utilizà un numeru di condensatori da 0.001µF à 100µF aiutarà à copre sta gamma.Ùn hè micca necessariu avè capacitori in ogni locu;i condensatori di docking direttamente contr'à u DUT romperanu tutte e regule di fabricazione.Se tali misure severi sò necessarii, u circuitu hà altri prublemi.
L'impurtanza di i cuscinetti esposti (E-Pad)
Questu hè un aspettu faciule da trascurari, ma hè criticu per ottene u megliu rendimentu è a dissipazione di u calore di u disignu PCB.
U pad esposto (Pin 0) si riferisce à un pad sottu à i più moderni IC d'alta velocità, è hè una cunnessione impurtante per via di quale tutta a messa a terra interna di u chip hè cunnessa à un puntu cintrali sottu à u dispusitivu.A prisenza di un pad espostu permette à parechji cunvertitori è amplificatori per eliminà a necessità di un pin di terra.A chjave hè di furmà una cunnessione elettrica stabile è affidabile è una cunnessione termale quandu si salda stu pad à u PCB, altrimenti u sistema puderia esse severamente danatu.
Cunnessioni elettriche è termali ottimali per i pads esposti ponu esse ottenuti da seguenti trè passi.Prima, induve pussibule, i pads esposti duveranu esse replicati nantu à ogni strata di PCB, chì furnisce una cunnessione termale più grossa per tutti i terreni è cusì una dissipazione rapida di u calore, soprattuttu impurtante per i dispositi d'alta putenza.Da u latu elettricu, questu furnisce una bona cunnessione equipotenziale per tutti i strati di terra.Quandu riplicà i pads esposti nantu à a capa di fondu, pò esse usatu cum'è un puntu di terra di decoupling è un locu per muntà dissipatori di calore.
Dopu, dividite i pads esposti in parechje sezioni identiche.Una forma di scacchiera hè megliu è pò esse ottenuta da griglie incruciate di schermu o maschere di saldatura.Durante l'assemblea di riflussu, ùn hè micca pussibule di determinà cumu si scorri a pasta di saldatura per stabilisce a cunnessione trà u dispusitivu è u PCB, cusì a cunnessione pò esse presente, ma distribuita in modu irregulare, o peor, a cunnessione hè chjuca è situata à l'angulu.Dividendu u pad espostu in sezioni più chjuche permette à ogni zona di avè un puntu di cunnessione, assicurendu cusì una cunnessione affidabile, uniforme trà u dispusitivu è u PCB.
Infine, deve esse assicuratu chì ogni seccione hà una cunnessione over-hole à a terra.I zoni sò generalmente abbastanza grande per mantene parechje vias.Prima di l'assemblea, assicuratevi di riempie ogni via cù pasta di saldatura o epoxy.Stu passu hè impurtante per assicurà chì a pasta di saldatura di pad esposta ùn torna micca in e cavità vias, chì altrimenti riduceranu a chance di una cunnessione propria.
U prublema di l'accoppiamentu incruciatu trà i strati in u PCB
In u disignu di PCB, i cablaggi di layout di alcuni cunvertitori d'alta velocità averà inevitabilmente una strata di circuitu incruciata cù l'altru.In certi casi, a strata analogica sensitiva (putenza, terra, o signale) pò esse direttamente sopra à a strata digitale d'altu rumore.A maiò parte di i diseggiani pensanu chì questu hè irrilevante perchè sti strati sò situati in diverse strati.Hè questu u casu?Fighjemu una prova simplice.
Selezziunate unu di i strati adiacenti è inject un signalu à quellu livellu, dopu, cunnette i strati incruciati à un analizzatore di spettru.Comu pudete vede, ci sò assai signali accoppiati à a strata adiacente.Ancu cù un spaziu di 40 mils, ci hè un sensu in quale i strati adiacenti formanu sempre una capacità, perchè in certi frequenze, u signale serà sempre accoppiatu da una capa à l'altru.
Assumindu chì una parte digitale di altu rumore nantu à una strata hà un signalu 1V da un interruttore d'alta velocità, a strata non guidata vede un signalu di 1mV accoppiatu da a strata guidata quandu l'isolamentu trà e strati hè 60dB.Per un convertitore analogico-digitale (ADC) di 12 bits cù un swing full-scala 2Vp-p, questu significa 2LSB (più menu significativu) di accoppiamentu.Per un sistema determinatu, questu ùn hè micca un prublema, ma deve esse nutatu chì quandu a risuluzione hè aumentata da 12 à 14 bits, a sensibilità aumenta da un fattore di quattru è cusì l'errore aumenta à 8LSB.
Ignorendu l'accoppiamentu cross-plane / cross-layer ùn pò micca fà fallu u disignu di u sistema, o debilitatu u disignu, ma unu deve esse vigilante, postu chì ci pò esse più accoppiamentu trà i dui strati di quellu chì si pò aspittà.
Questu deve esse nutatu quandu l'accoppiamentu spuriu di u rumore si trova in u spettru di destinazione.A volte, u cablaggio di layout pò purtà à segnali imprevisti o à l'accoppiamentu di strati à diverse strati.Mantene questu in mente quandu debugging sistemi sensittivi: u prublema pò esse in a capa sottu.
L'articulu hè pigliatu da a reta, se ci hè una violazione, cuntattate per sguassà, grazie!
Tempu di Postu: Apr-27-2022