Да ли АГНД и ДГНД слојеве тла треба раздвојити?
Једноставан одговор је да то зависи од ситуације, а детаљан одговор је да се обично не раздвајају.Јер у већини случајева, одвајање слоја земље само ће повећати индуктивност повратне струје, што доноси више штете него користи.Формула В = Л(ди/дт) показује да како се индуктивност повећава, напонски шум расте.А како се струја пребацивања повећава (јер се брзина узорковања претварача повећава), напонски шум ће се такође повећати.Према томе, слојеви уземљења треба да буду повезани заједно.
Пример је да у неким апликацијама, да би се испунили захтеви традиционалног дизајна, прљаво напајање магистрале или дигитална кола морају бити постављени у одређене области, али и због ограничења величине, због чега плоча не може да постигне добар распоред партиције, у овом У случају, одвојени слој уземљења је кључ за постизање добрих перформанси.Међутим, да би целокупни дизајн био ефикасан, ови слојеви уземљења морају бити повезани заједно негде на плочи преко моста или прикључне тачке.Због тога тачке прикључка треба да буду равномерно распоређене по одвојеним слојевима уземљења.На крају крајева, често ће постојати тачка повезивања на штампаној плочи која постаје најбоља локација за пролаз повратне струје без изазивања деградације перформанси.Ова тачка повезивања се обично налази близу или испод претварача.
Када дизајнирате слојеве напајања, користите све бакарне трагове који су доступни за ове слојеве.Ако је могуће, немојте дозволити да ови слојеви деле поравнања, јер додатна поравнања и спојеви могу брзо да оштете слој напајања тако што ће га поделити на мање делове.Резултујући слој ретке снаге може стиснути струјне путање тамо где су најпотребније, наиме пинове напајања претварача.Стискање струје између вијаса и поравнања подиже отпор, узрокујући благи пад напона на пиновима за напајање претварача.
Коначно, постављање слоја напајања је критично.Никада немојте слагати бучни слој дигиталног напајања на врх аналогног слоја напајања, или ће се ова два и даље упарити иако су на различитим слојевима.Да би се смањио ризик од деградације перформанси система, дизајн треба да раздвоји ове типове слојева уместо да их слаже заједно кад год је то могуће.
Може ли се занемарити дизајн ПЦБ система за испоруку енергије (ПДС)?
Циљ дизајна ПДС-а је да се минимизира таласање напона које се ствара као одговор на тренутну потражњу напајања.Сва кола захтевају струју, неки са великом потражњом, а други који захтевају да се струја снабдева брже.Коришћење потпуно одвојеног нискоимпедансног напајања или слоја уземљења и добре ламинације ПЦБ-а минимизира таласање напона због тренутне потражње кола.На пример, ако је дизајн пројектован за струју пребацивања од 1А и импеданса ПДС-а је 10мΩ, максимални талас напона је 10мВ.
Прво, структура ПЦБ стека треба да буде дизајнирана да подржава веће слојеве капацитивности.На пример, стек од шест слојева може да садржи горњи слој сигнала, први слој уземљења, први слој снаге, други слој енергије, други слој земље и доњи слој сигнала.Први слој уземљења и први слој за напајање су предвиђени да буду у непосредној близини један другом у наслаганој структури, а ова два слоја су размакнута 2 до 3 миље да би формирали унутрашњи капацитет слоја.Велика предност овог кондензатора је што је бесплатан и само треба да буде наведен у напоменама о производњи ПЦБ-а.Ако слој напајања мора бити подељен и постоји више ВДД шина за напајање на истом слоју, треба користити највећи могући слој напајања.Не остављајте празне рупе, али обратите пажњу и на осетљива кола.Ово ће максимизирати капацитет тог ВДД слоја.Ако дизајн дозвољава присуство додатних слојева, између првог и другог слоја напајања треба поставити два додатна слоја уземљења.У случају истог размака језгара од 2 до 3 милс, инхерентни капацитет ламиниране структуре ће се у овом тренутку удвостручити.
За идеалну ламинацију ПЦБ-а, кондензатори за раздвајање треба да се користе на почетној улазној тачки слоја напајања и око ДУТ-а, што ће обезбедити да је ПДС импеданса ниска у целом фреквентном опсегу.Коришћење више кондензатора од 0,001 µФ до 100 µФ ће помоћи да се покрије овај опсег.Није неопходно свуда имати кондензаторе;спајање кондензатора директно на ДУТ ће прекршити сва правила производње.Ако су потребне такве озбиљне мере, коло има друге проблеме.
Важност изложених подлога (Е-Пад)
Ово је лако превидети аспект, али је кључан за постизање најбољих перформанси и расипање топлоте дизајна ПЦБ-а.
Изложени јастучић (Пин 0) се односи на подлогу испод већине модерних брзих ИЦ-а, и то је важна веза преко које је сво унутрашње уземљење чипа повезано са централном тачком испод уређаја.Присуство изложене плочице омогућава многим претварачима и појачавачима да елиминишу потребу за уземљењем.Кључ је да се формира стабилна и поуздана електрична и термичка веза приликом лемљења ове плочице на штампану плочу, у супротном систем може бити озбиљно оштећен.
Оптималне електричне и термичке везе за изложене јастучиће могу се постићи следећим три корака.Прво, где је могуће, изложене јастучиће треба реплицирати на сваком слоју ПЦБ-а, што ће обезбедити дебљу термичку везу за све тло и тиме брзо одвођење топлоте, посебно важно за уређаје велике снаге.Са електричне стране, ово ће обезбедити добру еквипотенцијалну везу за све слојеве уземљења.Када се реплицирају изложени јастучићи на доњем слоју, може се користити као тачка за раздвајање уземљења и место за монтирање хладњака.
Затим поделите изложене јастучиће на више идентичних делова.Облик шаховнице је најбољи и може се постићи попречним мрежама или маскама за лемљење.Током монтаже рефлов, није могуће утврдити како паста за лемљење тече да би се успоставила веза између уређаја и ПЦБ-а, тако да веза може бити присутна, али неравномерно распоређена, или још горе, веза је мала и налази се на углу.Подела изложене подлоге на мање делове омогућава свакој области да има тачку везе, чиме се обезбеђује поуздана, уједначена веза између уређаја и ПЦБ-а.
Коначно, треба осигурати да свака секција има везу преко рупе са земљом.Области су обично довољно велике да држе више пролаза.Пре монтаже, обавезно попуните сваки отвор пастом за лемљење или епоксидом.Овај корак је важан како би се осигурало да изложена паста за лемљење не тече назад у шупљине отвора, што би иначе смањило шансе за исправну везу.
Проблем унакрсне спреге између слојева у ПЦБ-у
У дизајну ПЦБ-а, распоред ожичења неких брзих претварача ће неизбежно имати један слој кола унакрсно повезан са другим.У неким случајевима, осетљиви аналогни слој (напајање, земља или сигнал) може бити директно изнад дигиталног слоја високог шума.Већина дизајнера мисли да је ово небитно јер се ови слојеви налазе на различитим слојевима.Да ли је то случај?Хајде да погледамо једноставан тест.
Изаберите један од суседних слојева и убризгајте сигнал на том нивоу, а затим повежите унакрсно спрегнуте слојеве са анализатором спектра.Као што видите, постоји много сигнала повезаних са суседним слојем.Чак и са размаком од 40 милс, постоји осећај у коме суседни слојеви и даље формирају капацитивност, тако да ће на неким фреквенцијама сигнал и даље бити повезан са једног слоја на други.
Под претпоставком да дигитални део са високим нивоом шума на слоју има сигнал од 1В са прекидача велике брзине, слој без покретања ће видети 1мВ сигнал спојен са погоњеног слоја када је изолација између слојева 60дБ.За 12-битни аналогно-дигитални претварач (АДЦ) са замахом пуне скале од 2Вп-п, то значи 2ЛСБ (најмањи значајан бит) спајања.За дати систем то можда и није проблем, али треба напоменути да када се резолуција повећа са 12 на 14 бита, осетљивост се повећава за фактор четири и самим тим се грешка повећава на 8ЛСБ.
Игнорисање повезивања унакрсне/унакрсне равни можда неће проузроковати неуспех дизајна система или ослабити дизајн, али треба остати на опрезу, јер може бити више повезаности између два слоја него што се може очекивати.
Ово треба приметити када се лажна спрега буке нађе у циљном спектру.Понекад ожичење распореда може довести до нежељених сигнала или унакрсног повезивања слојева са различитим слојевима.Имајте ово на уму када отклањате грешке у осетљивим системима: проблем може бити у слоју испод.
Чланак је преузет са мреже, ако постоји било какво кршење, обратите се за брисање, хвала!
Време поста: 27.04.2022