У меня вопрос по поводу байпасных конденсаторов и их возможного размещения.
Я проектирую то, что, как я надеюсь, будет двухсторонней печатной платой с VCC и подавляющим большинством линий данных на одной стороне, причем большая часть другой стороны представляет собой плоскость GND, через которую первая сторона может проходить по мере необходимости.
Я нашел в сети изображение печатной платы, на которой выполняются аналогичные вещи, которые я хочу достичь: интерфейс, в основном, 3,3 В на печатной плате, предназначенный для сопряжения с хостом 5 В. Таким образом, он имеет 3 микросхемы семейства SN74LVCH16245A для преобразования уровня сигнала от 5 В до 3,3 В и наоборот.
Я нашел способ, которым конструктор сделал обходные конденсаторы элегантными - кажется, что под интегральными схемами SN74LVCH16245A создана небольшая плоскость VCC, и что линии VCC на интегральных схемах соединены с этой плоскостью на противоположной стороне их выводов , затем обводные конденсаторы подключаются к контакту на его нормальной стороне, а затем другое соединение обводного конденсатора аккуратно соединяется с другой стороной для заземления.
Я нарисовал прямоугольник над микросхемами SN74LVCH16245A на изображении ниже:
Я сделал диаграмму того, что я думаю, происходит ниже:
У меня такой вопрос, можно ли устанавливать байпасные конденсаторы после того, как VCC на печатной плате достигает контактов VCC на микросхеме? Я спрашиваю, потому что я никогда не видел байпасных конденсаторов, размещенных таким образом, и не советовал размещать их так. На каждой иллюстрации, которую я видел, линия VCC идет к выводу VCC на ИС от нормального направления, которое делают все другие линии данных. И обводные конденсаторы всегда находятся между входящим VCC на выводе и выводом VCC на самой микросхеме, но никогда после этого, как показано на рисунке ниже:
Если это правда, что это нормально для размещения байпасных конденсаторов таким образом, то было бы возможно объединить эту конструкцию с размещением байпасных конденсаторов в качестве «мостов» через смежные выводы данных ИС, не так ли? Согласно иллюстрации ниже?
Может ли кто-нибудь дать мне некоторое представление о том, нормально ли это, или у них есть лучшее предложение о том, как разместить обходные конденсаторы?
Благодарность!
Ответы:
Важно, чтобы между разделительным конденсатором и выводом IC была малая индуктивность. Любая индуктивность снижает эффективность емкости. Установка конденсатора «после» трассировки питания означает, что конденсатор нужно будет заряжать через более высокую индуктивность, но я не понимаю, почему это имеет значение.
Низкая индуктивность = короткие и широкие трассы. Действительно широкая трасса под IC имеет довольно низкую индуктивность, поэтому размещение разделителей слева и справа от IC на ваших диаграммах обычно эффективно. Вполне возможно, что ваши альтернативы могут быть столь же эффективными, если предположить, что другие вещи не были скомпрометированы.
Обратите внимание, что индуктивность и конденсатор образуют резонансный контур, фильтр не будет эффективным на резонансной частоте. Таким образом, дизайнеры часто используют несколько значений разделителей для решения этой проблемы. Как 0,1 мкФ и 0,01 мкФ, или для высокочастотной платы, может быть 0,01 и 0,001 мкФ
Существуют высокотехнологичные (то есть дорогие) инструменты для анализа эффективности вашей развязки. Я никогда не использовал их лично, они появились после того, как я сам перестал создавать доски.
источник
После того, как вы поймете, как сделать некоторые графики импеданса в вашей компоновке, вы можете изменить индуктивность трассы 0,5 нГн / мм и выбрать значения ограничения с помощью s-parms или ESR и рассчитать импеданс плоскости питания или нет.
Но помните, что резонанс всегда будет происходить там, где вы меньше всего этого хотите. ( Закон Мэрфи)
источник
Это не важно Не думайте, что «ток, идущий на ИС от источника питания, перезаряжает развязывающий конденсатор на пути к ИС». Это не следует никаким механическим аналогиям, к которым мы можем привыкнуть, таким как резервный резервуар на воздушном компрессоре, резервуары для воды или питающие составы.
Подумайте о раздельном анализе цепей переменного и постоянного тока. Для постоянных / низкочастотных токов источник питания питает конденсатор. При высоких / высоких частотах истинный источник питания - это разомкнутая цепь, а эффективным источником питания является сам конденсатор.
У вас есть два разных варианта цепей, работающих друг над другом, поэтому на самом деле важно минимальное расстояние между компонентом и конденсатором. Путь постоянного тока, освежающий конденсатор, не влияет на путь переменного тока, который фактически обеспечивает конденсатор. Токи постоянного тока, проходящие через конденсатор до достижения IC, не имеют значения.
Более подробно это описано в книге Генри Отта «Разработка электромагнитной совместимости» в разделе 11.7.
источник
После хорошо. Возможно, разработчик печатной платы использовал этот подход, чтобы уменьшить площадь петли обходной крышки IC +. Меньшие области петли требуют меньше энергии, чтобы бороться с (меньшей) индуктивностью.
Проверьте конденсаторы X2Y и узнайте, как поток тока через смежные переходные отверстия печатной платы может минимизировать индуктивность и улучшить шунтирование.
Вы исследуете ключевую тему высокой точности передачи данных. Нарисуйте топологию 3_D (не 2_D, а 3_D) и изучите общий объем в томе. Минимизация этого объема является ключом к минимальному накоплению энергии и, следовательно, к минимальной индуктивности.
источник
Если общая цель - низкий esr обход. Настоятельно рекомендуется использовать полноразмерную мощность и заземление, что приведет к наименьшему результату ESR. Поэтому размещение переходных отверстий, соединяющих заглушки байпаса, является наиболее важным. Вы хотите, чтобы vcc и gnd via's были как можно ближе к capicators. А для IC вы хотите, чтобы переходы были как можно ближе к колодкам. Такая конструкция обеспечит низкий уровень шума и стабильность системы.
Таким образом, для вашего вопроса о двухслойном дизайне очень тщательно продумано все. Я очень рекомендую добавить внутреннее питание и заземление. Если вы не можете, рассмотрите возможность заливки gnd с одной стороны и включения питания с другой, и оставьте место для заливок, чтобы они оставались подключенными.
источник
В любом случае все в порядке, единственное, что важно, - это положить их близко к булавкам.
Я бы больше подумал, если вы действительно хотите большую плоскость GND на одной стороне платы. Мы относимся к GND как к магическому напряжению 0 В, которое может потопить бесконечные вещи. В действительности все эти соединения GND должны проходить через эту плоскость.
Это означает, что у вас есть несколько напряжений, проходящих по одному и тому же пути. Ваша плоскость GND будет иметь разные потенциалы, которые не равны 0 В. Это не всегда имеет большое значение, но если шум - это то, о чем вы беспокоитесь, это, безусловно, то, на что вам нужно обратить внимание.
Отдельные пути возврата для некоторых компонентов - очень хорошая идея.
источник