A duhet të ndahen shtresat e tokës AGND dhe DGND?
Përgjigja e thjeshtë është se varet nga situata, dhe përgjigja e detajuar është se ato zakonisht nuk ndahen.Sepse në shumicën e rasteve, ndarja e shtresës së tokës do të rrisë vetëm induktivitetin e rrymës së kthimit, e cila sjell më shumë dëm sesa dobi.Formula V = L(di/dt) tregon se me rritjen e induktivitetit, zhurma e tensionit rritet.Dhe me rritjen e rrymës së kalimit (për shkak se shkalla e kampionimit të konvertuesit rritet), zhurma e tensionit gjithashtu do të rritet.Prandaj, shtresat e tokëzimit duhet të lidhen së bashku.
Një shembull është se në disa aplikacione, për të përmbushur kërkesat tradicionale të dizajnit, fuqia e pistë e autobusit ose qarku dixhital duhet të vendoset në zona të caktuara, por edhe nga kufizimet e madhësisë, duke bërë që bordi të mos arrijë një ndarje të mirë paraqitjeje, në këtë rasti, shtresa e veçantë e tokëzimit është çelësi për të arritur performancë të mirë.Megjithatë, në mënyrë që dizajni i përgjithshëm të jetë efektiv, këto shtresa tokëzimi duhet të lidhen së bashku diku në tabelë me anë të një ure ose pikë lidhjeje.Prandaj, pikat e lidhjes duhet të shpërndahen në mënyrë të barabartë nëpër shtresat e ndara të tokëzimit.Në fund të fundit, shpesh do të ketë një pikë lidhjeje në PCB që bëhet vendndodhja më e mirë për kalimin e rrymës së kthimit pa shkaktuar degradim në performancë.Kjo pikë e lidhjes zakonisht ndodhet afër ose poshtë konvertuesit.
Gjatë projektimit të shtresave të furnizimit me energji, përdorni të gjitha gjurmët e bakrit të disponueshme për këto shtresa.Nëse është e mundur, mos lejoni që këto shtresa të ndajnë rreshtime, pasi shtrirjet dhe vizat shtesë mund të dëmtojnë shpejt shtresën e furnizimit me energji elektrike duke e ndarë atë në copa më të vogla.Shtresa e pakët e fuqisë që rezulton mund të shtrydh shtigjet aktuale atje ku ato janë më të nevojshme, përkatësisht kunjat e fuqisë së konvertuesit.Shtrydhja e rrymës midis vias dhe rreshtimeve rrit rezistencën, duke shkaktuar një rënie të lehtë të tensionit në kunjat e fuqisë së konvertuesit.
Së fundi, vendosja e shtresës së furnizimit me energji elektrike është kritike.Asnjëherë mos vendosni një shtresë të zhurmshme të furnizimit me energji dixhitale në krye të një shtrese të furnizimit me energji analoge, ose të dyja mund të bashkohen akoma edhe pse janë në shtresa të ndryshme.Për të minimizuar rrezikun e degradimit të performancës së sistemit, dizajni duhet t'i ndajë këto lloj shtresash në vend që t'i grumbullojë ato kur është e mundur.
A mund të injorohet dizajni i sistemit të shpërndarjes së energjisë (PDS) të një PCB?
Qëllimi i projektimit të një PDS është të minimizojë valën e tensionit të krijuar në përgjigje të kërkesës aktuale të furnizimit me energji.Të gjitha qarqet kërkojnë rrymë, disa me kërkesë të lartë dhe të tjera që kërkojnë që rryma të furnizohet me një ritëm më të shpejtë.Përdorimi i një shtrese toke ose fuqie me rezistencë të ulët plotësisht të shkëputur dhe një petëzimi i mirë PCB minimizon valëzimin e tensionit për shkak të kërkesës aktuale të qarkut.Për shembull, nëse dizajni është projektuar për një rrymë komutuese prej 1A dhe impedanca e PDS është 10mΩ, valëzimi maksimal i tensionit është 10mV.
Së pari, një strukturë e pirgut PCB duhet të projektohet për të mbështetur shtresa më të mëdha të kapacitetit.Për shembull, një pirg me gjashtë shtresa mund të përmbajë një shtresë sinjali të sipërm, një shtresë të parë tokësore, një shtresë të parë të fuqisë, një shtresë të dytë të fuqisë, një shtresë të dytë tokësore dhe një shtresë sinjali të poshtëm.Shtresa e parë e tokës dhe shtresa e parë e furnizimit me energji sigurohen të jenë në afërsi me njëra-tjetrën në strukturën e grumbulluar, dhe këto dy shtresa janë të vendosura 2 deri në 3 mils larg njëra-tjetrës për të formuar një kapacitet të brendshëm të shtresës.Avantazhi i madh i këtij kondensatori është se ai është i lirë dhe duhet të specifikohet vetëm në shënimet e prodhimit të PCB-ve.Nëse shtresa e furnizimit me energji elektrike duhet të ndahet dhe ka shumë shina të energjisë VDD në të njëjtën shtresë, duhet të përdoret shtresa më e madhe e mundshme e furnizimit me energji elektrike.Mos lini vrima boshe, por gjithashtu kushtojini vëmendje qarqeve të ndjeshme.Kjo do të maksimizojë kapacitetin e asaj shtrese VDD.Nëse dizajni lejon praninë e shtresave shtesë, duhet të vendosen dy shtresa shtesë të tokëzimit midis shtresës së parë dhe të dytë të furnizimit me energji elektrike.Në rastin e të njëjtës hapësirë të bërthamës prej 2 deri në 3 mils, kapaciteti i brendshëm i strukturës së laminuar do të dyfishohet në këtë kohë.
Për petëzimin ideal të PCB-ve, kondensatorët shkëputës duhet të përdoren në pikën fillestare të hyrjes së shtresës së furnizimit me energji dhe rreth DUT, gjë që do të sigurojë që impedanca PDS të jetë e ulët në të gjithë diapazonin e frekuencës.Përdorimi i një numri kondensatorësh 0,001µF deri në 100µF do të ndihmojë në mbulimin e këtij diapazoni.Nuk është e nevojshme të keni kondensatorë kudo;Lidhja e kondensatorëve direkt kundër DUT do të thyejë të gjitha rregullat e prodhimit.Nëse nevojiten masa të tilla të rënda, qarku ka probleme të tjera.
Rëndësia e jastëkëve të ekspozuar (E-Pad)
Ky është një aspekt i lehtë për t'u anashkaluar, por është thelbësor për arritjen e performancës më të mirë dhe shpërndarjen e nxehtësisë së dizajnit të PCB-së.
Pajisja e ekspozuar (Pin 0) i referohet një blloku nën shumicën e IC-ve moderne me shpejtësi të lartë dhe është një lidhje e rëndësishme përmes së cilës i gjithë tokëzimi i brendshëm i çipit lidhet me një pikë qendrore poshtë pajisjes.Prania e një jastëku të ekspozuar lejon që shumë konvertues dhe amplifikues të eliminojnë nevojën për një kunj tokëzimi.Gjëja kryesore është të krijoni një lidhje të qëndrueshme dhe të besueshme elektrike dhe lidhje termike kur bashkoni këtë jastëk në PCB, përndryshe sistemi mund të dëmtohet rëndë.
Lidhjet optimale elektrike dhe termike për jastëkët e ekspozuar mund të arrihen duke ndjekur tre hapa.Së pari, kur është e mundur, jastëkët e ekspozuar duhet të përsëriten në çdo shtresë PCB, e cila do të sigurojë një lidhje termike më të trashë për të gjithë tokën dhe rrjedhimisht shpërndarje të shpejtë të nxehtësisë, veçanërisht e rëndësishme për pajisjet me fuqi të lartë.Nga ana elektrike, kjo do të sigurojë një lidhje të mirë ekuipotenciale për të gjitha shtresat e tokëzimit.Kur përsëriten jastëkët e ekspozuar në shtresën e poshtme, mund të përdoret si një pikë e tokës shkëputëse dhe një vend për montimin e lavamanëve të nxehtësisë.
Më pas, ndani jastëkët e ekspozuar në seksione të shumta identike.Një formë shahu është më e mira dhe mund të arrihet me anë të rrjetave të kryqëzuara të ekranit ose maskave të saldimit.Gjatë montimit të rifluksit, nuk është e mundur të përcaktohet se si rrjedh pasta e saldimit për të vendosur lidhjen midis pajisjes dhe PCB-së, kështu që lidhja mund të jetë e pranishme, por e shpërndarë në mënyrë të pabarabartë, ose më keq, lidhja është e vogël dhe e vendosur në qoshe.Ndarja e jastëkut të ekspozuar në seksione më të vogla lejon që çdo zonë të ketë një pikë lidhjeje, duke siguruar kështu një lidhje të besueshme dhe të barabartë midis pajisjes dhe PCB-së.
Së fundi, duhet të sigurohet që çdo seksion të ketë një lidhje mbi vrimë me tokën.Zonat janë zakonisht mjaft të mëdha për të mbajtur via të shumta.Përpara montimit, sigurohuni që të mbushni secilën vizë me pastë saldimi ose epoksid.Ky hap është i rëndësishëm për të siguruar që pasta e saldimit të ekspozuar të mos rrjedhë përsëri në zgavrat e vizave, gjë që përndryshe do të zvogëlonte shanset për një lidhje të duhur.
Problemi i ndërlidhjes ndërmjet shtresave në PCB
Në dizajnin e PCB-ve, instalimet elektrike të paraqitjes së disa konvertuesve me shpejtësi të lartë në mënyrë të pashmangshme do të kenë një shtresë qarku të ndërthurur me një tjetër.Në disa raste, shtresa e ndjeshme analoge (fuqia, toka ose sinjali) mund të jetë drejtpërdrejt mbi shtresën dixhitale me zhurmë të lartë.Shumica e stilistëve mendojnë se kjo është e parëndësishme sepse këto shtresa janë të vendosura në shtresa të ndryshme.A është ky rasti?Le të shohim një test të thjeshtë.
Zgjidhni një nga shtresat ngjitur dhe injektoni një sinjal në atë nivel, më pas lidhni shtresat e ndërthurura me një analizues spektri.Siç mund ta shihni, ka shumë sinjale të lidhura me shtresën ngjitur.Edhe me një hapësirë prej 40 mils, ekziston një ndjenjë në të cilën shtresat ngjitur ende formojnë një kapacitet, kështu që në disa frekuenca sinjali do të jetë ende i lidhur nga një shtresë në tjetrën.
Duke supozuar se një pjesë dixhitale me zhurmë të lartë në një shtresë ka një sinjal 1V nga një ndërprerës me shpejtësi të lartë, shtresa e padrejtuar do të shohë një sinjal 1mV të shoqëruar nga shtresa e drejtuar kur izolimi midis shtresave është 60dB.Për një konvertues 12-bit analog-në-dixhital (ADC) me një lëkundje në shkallë të plotë 2Vp-p, kjo do të thotë 2LSB (biti më pak i rëndësishëm) i bashkimit.Për një sistem të caktuar, kjo mund të mos jetë problem, por duhet theksuar se kur rezolucioni rritet nga 12 në 14 bit, ndjeshmëria rritet me një faktor prej katër dhe kështu gabimi rritet në 8LSB.
Injorimi i bashkimit ndër-plan/ndërshtresor mund të mos shkaktojë dështimin e dizajnit të sistemit ose dobësimin e dizajnit, por duhet të qëndrojmë vigjilentë, pasi mund të ketë më shumë bashkim midis dy shtresave sesa mund të pritet.
Kjo duhet të theksohet kur një bashkim i rremë i zhurmës gjendet brenda spektrit të synuar.Ndonjëherë instalimet elektrike të paraqitjes mund të çojnë në sinjale të paqëllimshme ose ndërlidhje të shtresave me shtresa të ndryshme.Mbani parasysh këtë kur korrigjoni sistemet e ndjeshme: problemi mund të qëndrojë në shtresën më poshtë.
Artikulli është marrë nga rrjeti, nëse ka ndonjë shkelje, ju lutemi kontaktoni për ta fshirë, faleminderit!
Koha e postimit: 27 Prill 2022