AGND va DGND zamin qatlamlarini ajratish kerakmi?
Oddiy javob - bu vaziyatga bog'liq va batafsil javob - ular odatda ajratilmaydi.Chunki ko'p hollarda er qatlamini ajratish faqat yaxshilikdan ko'ra ko'proq zarar keltiradigan qaytib oqimning indüktansını oshiradi.V = L (di / dt) formulasi indüktans ortishi bilan kuchlanish shovqinining kuchayishini ko'rsatadi.Va kommutatsiya oqimining oshishi bilan (chunki konvertorning namuna olish tezligi oshadi), kuchlanish shovqini ham ortadi.Shuning uchun, topraklama qatlamlari bir-biriga ulanishi kerak.
Misol tariqasida, ba'zi ilovalarda an'anaviy dizayn talablariga rioya qilish uchun iflos avtobus quvvati yoki raqamli sxemalar ma'lum hududlarga joylashtirilishi kerak, shuningdek, o'lchamdagi cheklovlar bilan taxtani yaxshi taqsimlash bo'limiga erisha olmaydi, bunda holda, alohida topraklama qatlami yaxshi ishlashga erishish uchun kalit hisoblanadi.Biroq, umumiy dizayn samarali bo'lishi uchun, bu topraklama qatlamlari taxtaning biron bir joyida ko'prik yoki ulanish nuqtasi orqali bir-biriga ulangan bo'lishi kerak.Shuning uchun ulanish nuqtalari ajratilgan topraklama qatlamlari bo'ylab teng ravishda taqsimlanishi kerak.Oxir-oqibat, ko'pincha PCBda ulanish nuqtasi bo'ladi, u ishlashning yomonlashuviga olib kelmasdan, oqimni qaytarish uchun eng yaxshi joyga aylanadi.Ushbu ulanish nuqtasi odatda konvertorning yonida yoki ostida joylashgan.
Elektr ta'minoti qatlamlarini loyihalashda ushbu qatlamlar uchun mavjud bo'lgan barcha mis izlaridan foydalaning.Iloji bo'lsa, bu qatlamlarning hizalanishlarini almashishiga yo'l qo'ymang, chunki qo'shimcha hizalamalar va yo'llar kichikroq bo'laklarga bo'linib, quvvat manbai qatlamiga tezda zarar etkazishi mumkin.Olingan siyrak quvvat qatlami joriy yo'llarni eng kerakli joyga, ya'ni konvertorning quvvat pinlariga siqib chiqishi mumkin.Vizalar va hizalamalar orasidagi oqimni siqib chiqarish qarshilikni oshiradi, bu esa konvertorning quvvat pinlarida biroz kuchlanish pasayishiga olib keladi.
Nihoyat, elektr ta'minoti qatlamini joylashtirish juda muhimdir.Hech qachon shovqinli raqamli quvvat manbai qatlamini analog quvvat manbai qatlami ustiga qo'ymang, aks holda ular turli qatlamlarda bo'lsa ham, bir-biriga bog'lanishi mumkin.Tizim unumdorligini pasaytirish xavfini minimallashtirish uchun dizayn ushbu turdagi qatlamlarni iloji boricha bir-biriga yopishtirishdan ko'ra ajratishi kerak.
PCB ning quvvat etkazib berish tizimi (PDS) dizaynini e'tiborsiz qoldirib bo'ladimi?
PDS ning dizayn maqsadi elektr ta'minoti oqimiga bo'lgan talabga javoban hosil bo'lgan kuchlanish to'lqinini minimallashtirishdir.Barcha davrlar tokni talab qiladi, ba'zilari yuqori talabga ega, boshqalari esa tezroq oqim bilan ta'minlanishini talab qiladi.To'liq ajratilgan past empedansli quvvat yoki tuproq qatlami va yaxshi PCB laminatsiyasidan foydalanish kontaktlarning zanglashiga olib keladigan joriy talabi tufayli kuchlanish dalgalanishini kamaytiradi.Misol uchun, agar dizayn 1A kommutatsiya oqimi uchun mo'ljallangan bo'lsa va PDS ning empedansi 10mŌ bo'lsa, maksimal kuchlanish dalgalanması 10mV ni tashkil qiladi.
Birinchidan, tenglikni stack strukturasi sig'imning katta qatlamlarini qo'llab-quvvatlash uchun mo'ljallangan bo'lishi kerak.Misol uchun, olti qatlamli stek yuqori signal qatlamini, birinchi tuproq qatlamini, birinchi quvvat qatlamini, ikkinchi quvvat qatlamini, ikkinchi zamin qatlamini va pastki signal qatlamini o'z ichiga olishi mumkin.Birinchi zamin qatlami va birinchi quvvat manbai qatlami yig'ilgan strukturada bir-biriga yaqin joylashgan bo'lib, bu ikki qatlam ichki qatlam sig'imini hosil qilish uchun bir-biridan 2-3 milya masofada joylashgan.Ushbu kondansatörning katta afzalligi shundaki, u bepul va faqat PCB ishlab chiqarish eslatmalarida ko'rsatilishi kerak.Elektr ta'minoti qatlami bo'linishi kerak bo'lsa va bir qatlamda bir nechta VDD quvvat relslari mavjud bo'lsa, eng katta quvvat manbai qatlamidan foydalanish kerak.Bo'sh teshiklarni qoldirmang, balki sezgir sxemalarga ham e'tibor bering.Bu VDD qatlamining sig'imini maksimal darajada oshiradi.Agar dizayn qo'shimcha qatlamlar mavjudligini ta'minlasa, birinchi va ikkinchi quvvat manbai qatlamlari orasiga ikkita qo'shimcha topraklama qatlami qo'yilishi kerak.Bir xil yadro oralig'i 2 dan 3 milyagacha bo'lgan taqdirda, laminatlangan strukturaning o'ziga xos sig'imi bu vaqtda ikki barobar ortadi.
Ideal PCB laminatsiyasi uchun quvvat manbai qatlamining boshlang'ich kirish nuqtasida va DUT atrofida ajratuvchi kondansatkichlardan foydalanish kerak, bu esa PDS impedansining butun chastota diapazonida past bo'lishini ta'minlaydi.0,001 µF dan 100 µF gacha bo‘lgan bir qancha kondansatkichlardan foydalanish bu diapazonni qoplashga yordam beradi.Hamma joyda kondensatorlar bo'lishi shart emas;kondansatkichlarni to'g'ridan-to'g'ri DUTga o'rnatish barcha ishlab chiqarish qoidalarini buzadi.Agar bunday jiddiy choralar zarur bo'lsa, sxemada boshqa muammolar mavjud.
Ochiq prokladkalarning ahamiyati (E-Pad)
Bu e'tibordan chetda qolishi oson jihat, lekin bu tenglikni dizaynining eng yaxshi ishlashi va issiqlik tarqalishiga erishish uchun juda muhimdir.
Ochiq pad (Pin 0) eng zamonaviy yuqori tezlikda ishlaydigan IClar ostidagi yostiqni anglatadi va bu muhim ulanish bo'lib, chipning barcha ichki topraklamalari qurilma ostidagi markaziy nuqtaga ulanadi.Ochiq padning mavjudligi ko'plab konvertorlar va kuchaytirgichlarga tuproq piniga bo'lgan ehtiyojni bartaraf etishga imkon beradi.Asosiysi, bu padni tenglikni tenglikni lehimlashda barqaror va ishonchli elektr aloqasi va termal aloqani yaratish, aks holda tizim jiddiy shikastlanishi mumkin.
Ochiq prokladkalar uchun optimal elektr va termal ulanishlarga uchta bosqichni bajarish orqali erishish mumkin.Birinchidan, iloji bo'lsa, ochiq prokladkalarni har bir tenglikni qatlamida takrorlash kerak, bu esa butun tuproq uchun qalinroq termal aloqani ta'minlaydi va shu bilan tez issiqlik tarqalishini ta'minlaydi, ayniqsa yuqori quvvatli qurilmalar uchun muhimdir.Elektr tomonida bu barcha topraklama qatlamlari uchun yaxshi ekvipotentsial ulanishni ta'minlaydi.Pastki qatlamda ochiq prokladkalarni takrorlashda u ajratuvchi zamin nuqtasi va issiqlik qabul qiluvchilarni o'rnatish uchun joy sifatida ishlatilishi mumkin.
Keyinchalik, ochiq yostiqlarni bir nechta bir xil bo'laklarga bo'ling.Shaxmat taxtasi shakli eng yaxshisidir va uni ekranning o'zaro faoliyat panjaralari yoki lehim maskalari orqali erishish mumkin.Qayta oqimni yig'ish paytida, qurilma va PCB o'rtasidagi aloqani o'rnatish uchun lehim pastasi qanday oqayotganini aniqlash mumkin emas, shuning uchun ulanish mavjud bo'lishi mumkin, lekin notekis taqsimlangan yoki undan ham yomoni, ulanish kichik va burchakda joylashgan.Ochiq maydonchani kichikroq qismlarga bo'lish har bir hududda ulanish nuqtasiga ega bo'lish imkonini beradi, bu esa qurilma va PCB o'rtasida ishonchli, teng ulanishni ta'minlaydi.
Nihoyat, har bir bo'limda erga ortiqcha teshik aloqasi mavjudligini ta'minlash kerak.Hududlar odatda bir nechta yo'llarni o'tkazish uchun etarlicha katta.Yig'ishdan oldin, har bir vitesni lehim pastasi yoki epoksi bilan to'ldirishni unutmang.Ushbu qadam ochiq bo'lgan lehim pastasining yo'l bo'shlig'iga qaytib tushmasligini ta'minlash uchun muhimdir, bu aks holda to'g'ri ulanish imkoniyatini kamaytiradi.
PCBdagi qatlamlar orasidagi o'zaro bog'lanish muammosi
PCB dizaynida ba'zi bir yuqori tezlikli konvertorlarning sxemasi muqarrar ravishda bir elektron qatlami boshqasiga o'zaro bog'langan bo'ladi.Ba'zi hollarda sezgir analog qatlam (quvvat, tuproq yoki signal) to'g'ridan-to'g'ri yuqori shovqinli raqamli qatlamning ustida bo'lishi mumkin.Ko'pgina dizaynerlar buni ahamiyatsiz deb hisoblashadi, chunki bu qatlamlar turli qatlamlarda joylashgan.Bu shundaymi?Keling, oddiy testni ko'rib chiqaylik.
Qo'shni qatlamlardan birini tanlang va shu darajadagi signalni kiriting, so'ngra o'zaro bog'langan qatlamlarni spektr analizatoriga ulang.Ko'rib turganingizdek, qo'shni qatlam bilan bog'langan juda ko'p signallar mavjud.Hatto 40 mil oraliqda ham, qo'shni qatlamlar hali ham sig'im hosil qiladigan ma'no mavjud, shuning uchun ba'zi chastotalarda signal hali ham bir qatlamdan ikkinchisiga ulanadi.
Qatlamdagi yuqori shovqinli raqamli qism yuqori tezlikdagi kalitdan 1V signalga ega deb faraz qilsak, boshqarilmaydigan qatlam qatlamlar orasidagi izolyatsiya 60dB bo'lganida, boshqariladigan qatlamdan ulangan 1mV signalni ko'radi.2Vp-p to'liq o'lchovli tebranishli 12-bitli analog-raqamli konvertor (ADC) uchun bu 2LSB (eng kam muhim bit) ulanishni anglatadi.Berilgan tizim uchun bu muammo bo'lmasligi mumkin, ammo shuni ta'kidlash kerakki, ruxsat 12 dan 14 bitgacha oshirilganda, sezgirlik to'rt marta ortadi va shu bilan xatolik 8LSB ga oshadi.
O'zaro tekislik/qatlamli birikmani e'tiborsiz qoldirish tizim dizaynining ishlamay qolishiga olib kelmasligi yoki dizaynni zaiflashtirishi mumkin emas, lekin hushyor bo'lish kerak, chunki ikki qatlam o'rtasida kutilganidan ko'ra ko'proq ulanish bo'lishi mumkin.
Maqsadli spektrda shovqin soxta ulanishi aniqlanganda buni ta'kidlash kerak.Ba'zida simlarni joylashtirish ko'zda tutilmagan signallarga yoki qatlamlarning turli qatlamlarga o'zaro bog'lanishiga olib kelishi mumkin.Nozik tizimlarni disk raskadrovka qilishda buni yodda tuting: muammo quyidagi qatlamda bo'lishi mumkin.
Maqola tarmoqdan olingan, qoidabuzarlik bo'lsa, o'chirish uchun bog'laning, rahmat!
Yuborilgan vaqt: 27-aprel, 2022-yil