Moet die AGND- en DGND-grondlae geskei word?
Die eenvoudige antwoord is dat dit afhang van die situasie, en die gedetailleerde antwoord is dat hulle gewoonlik nie geskei is nie.Want in die meeste gevalle sal die skeiding van die grondlaag net die induktansie van die terugkeerstroom verhoog, wat meer skade as goed bring.Die formule V = L(di/dt) toon dat soos die induktansie toeneem, die spanningsgeraas toeneem.En soos die skakelstroom toeneem (omdat die omsetter-steekproeftempo toeneem), sal die spanningsgeraas ook toeneem.Daarom moet die grondlae aanmekaar verbind word.
'n Voorbeeld is dat in sommige toepassings, om aan tradisionele ontwerpvereistes te voldoen, vuil buskrag of digitale stroombane in sekere gebiede geplaas moet word, maar ook deur die groottebeperkings, wat maak dat die bord nie 'n goeie uitlegpartisie kan bereik nie, in hierdie In die geval is 'n aparte grondlaag die sleutel om goeie werkverrigting te behaal.Om die algehele ontwerp egter doeltreffend te laat wees, moet hierdie aardlae iewers op die bord deur 'n brug of verbindingspunt aan mekaar verbind word.Daarom moet die verbindingspunte eweredig oor die geskeide grondlae versprei word.Uiteindelik sal daar dikwels 'n verbindingspunt op die PCB wees wat die beste plek word vir terugvoerstroom om deur te gaan sonder om agteruitgang in werkverrigting te veroorsaak.Hierdie verbindingspunt is gewoonlik naby of onder die omskakelaar geleë.
Wanneer jy die kragtoevoerlae ontwerp, gebruik al die koperspore wat vir hierdie lae beskikbaar is.Indien moontlik, moenie toelaat dat hierdie lae belynings deel nie, aangesien bykomende belynings en vias die kragtoevoerlaag vinnig kan beskadig deur dit in kleiner stukke te verdeel.Die gevolglike yl kraglaag kan die stroompaaie druk tot waar dit die nodigste is, naamlik die kragpenne van die omsetter.Deur die stroom tussen die vias en die belynings te druk, verhoog die weerstand, wat 'n effense spanningsval oor die omsetter se kragpenne veroorsaak.
Laastens is die plasing van die kragtoevoerlaag krities.Moet nooit 'n raserige digitale kragtoevoerlaag bo-op 'n analoog kragtoevoerlaag stapel nie, of die twee kan steeds koppel al is hulle op verskillende lae.Om die risiko van agteruitgang van stelselwerkverrigting te verminder, moet die ontwerp hierdie tipe lae skei eerder as om hulle saam te stapel waar moontlik.
Kan 'n PCB se kragleweringstelsel (PDS) ontwerp geïgnoreer word?
Die ontwerpdoelwit van 'n PDS is om die spanningsrimpeling wat gegenereer word in reaksie op kragtoevoerstroomvraag te minimaliseer.Alle stroombane benodig stroom, sommige met 'n hoë aanvraag en ander wat vereis dat stroom teen 'n vinniger tempo voorsien word.Die gebruik van 'n volledig ontkoppelde lae-impedansie-krag of grondlaag en 'n goeie PCB-laminering verminder die spanningsrimpeling as gevolg van die stroomaanvraag van die stroombaan.Byvoorbeeld, as die ontwerp ontwerp is vir 'n skakelstroom van 1A en die impedansie van die PDS is 10mΩ, is die maksimum spanningsrimpeling 10mV.
Eerstens moet 'n PCB-stapelstruktuur ontwerp word om groter lae kapasitansie te ondersteun.Byvoorbeeld, 'n ses-laag stapel kan 'n boonste seinlaag, 'n eerste grondlaag, 'n eerste kraglaag, 'n tweede kraglaag, 'n tweede grondlaag en 'n onderste seinlaag bevat.Die eerste grondlaag en die eerste kragtoevoerlaag word voorsien om naby mekaar te wees in die gestapelde struktuur, en hierdie twee lae is 2 tot 3 mil uitmekaar gespasieer om 'n intrinsieke laagkapasitansie te vorm.Die groot voordeel van hierdie kapasitor is dat dit gratis is en slegs in die PCB-vervaardigingsnotas gespesifiseer hoef te word.As die kragtoevoerlaag verdeel moet word en daar is veelvuldige VDD-kragrelings op dieselfde laag, moet die grootste moontlike kragtoevoerlaag gebruik word.Moenie leë gate los nie, maar let ook op sensitiewe stroombane.Dit sal die kapasitansie van daardie VDD-laag maksimeer.As die ontwerp voorsiening maak vir die teenwoordigheid van bykomende lae, moet twee bykomende aardlae tussen die eerste en tweede kragtoevoerlae geplaas word.In die geval van dieselfde kernspasiëring van 2 tot 3 mils, sal die inherente kapasitansie van die gelamineerde struktuur op hierdie tydstip verdubbel word.
Vir ideale PCB-laminering, moet ontkoppelkapasitors by die begin-ingangpunt van die kragtoevoerlaag en rondom die DUT gebruik word, wat sal verseker dat die PDS-impedansie laag is oor die hele frekwensiereeks.Die gebruik van 'n aantal van 0,001µF tot 100µF kapasitors sal help om hierdie reeks te dek.Dit is nie nodig om kapasitors oral te hê nie;om kapasitors direk teen die DUT te koppel, sal alle vervaardigingsreëls oortree.As sulke streng maatreëls nodig is, het die kring ander probleme.
Die belangrikheid van blootgestelde pads (E-Pad)
Dit is 'n maklike aspek om oor die hoof te sien, maar dit is van kritieke belang om die beste werkverrigting en hitte-afvoer van die PCB-ontwerp te behaal.
Blootgestelde pad (Pin 0) verwys na 'n pad onder die meeste moderne hoëspoed-IC's, en dit is 'n belangrike verbinding waardeur alle interne aarding van die skyfie aan 'n sentrale punt onder die toestel gekoppel word.Die teenwoordigheid van 'n blootgestelde pad laat baie omsetters en versterkers toe om die behoefte aan 'n grondpen uit te skakel.Die sleutel is om 'n stabiele en betroubare elektriese verbinding en termiese verbinding te vorm wanneer hierdie pad aan die PCB soldeer, anders kan die stelsel ernstig beskadig word.
Optimale elektriese en termiese verbindings vir blootgestelde kussings kan bereik word deur drie stappe te volg.Eerstens, waar moontlik, moet die blootgestelde kussings op elke PCB-laag herhaal word, wat 'n dikker termiese verbinding vir alle grond sal bied en dus vinnige hitte-afvoer, veral belangrik vir hoëkragtoestelle.Aan die elektriese kant sal dit 'n goeie ekwipotensiaalverbinding vir alle aardlae verskaf.Wanneer die blootgestelde kussings op die onderste laag gekopieer word, kan dit gebruik word as 'n ontkoppelingsgrondpunt en 'n plek om hitteputte te monteer.
Verdeel dan die blootgestelde kussings in verskeie identiese afdelings.'n Skaakbordvorm is die beste en kan verkry word deur skermkruisroosters of soldeermaskers.Tydens hervloeisamestelling is dit nie moontlik om te bepaal hoe die soldeerpasta vloei om die verbinding tussen die toestel en die PCB te bewerkstellig nie, so die verbinding kan teenwoordig wees maar oneweredig versprei, of erger nog, die verbinding is klein en op die hoek geleë.Deur die blootgestelde pad in kleiner afdelings te verdeel, kan elke area 'n verbindingspunt hê, wat sodoende 'n betroubare, egalige verbinding tussen die toestel en die PCB verseker.
Laastens moet verseker word dat elke gedeelte 'n oorgatverbinding met grond het.Die areas is gewoonlik groot genoeg om verskeie vias te hou.Voor montering, maak seker dat elke vias met soldeerpasta of epoksie gevul word.Hierdie stap is belangrik om te verseker dat die blootgestelde padsoldeerpasta nie terugvloei in die viasholtes nie, wat andersins die kanse op 'n behoorlike verbinding sou verminder.
Die probleem van kruiskoppeling tussen die lae in die PCB
In PCB-ontwerp sal die uitlegbedrading van sommige hoëspoed-omsetters onvermydelik een stroombaanlaag met 'n ander kruisgekoppel hê.In sommige gevalle kan die sensitiewe analoog laag (krag, grond of sein) direk bo die hoë-geraas digitale laag wees.Die meeste ontwerpers dink dit is irrelevant omdat hierdie lae op verskillende lae geleë is.Is dit die geval?Kom ons kyk na 'n eenvoudige toets.
Kies een van die aangrensende lae en spuit 'n sein op daardie vlak in, koppel dan die kruisgekoppelde lae aan 'n spektrumontleder.Soos jy kan sien, is daar baie seine gekoppel aan die aangrensende laag.Selfs met 'n spasiëring van 40 mils, is daar 'n sin waarin die aangrensende lae steeds 'n kapasitansie vorm, sodat die sein by sommige frekwensies steeds van een laag na 'n ander gekoppel sal wees.
Gestel 'n hoë geraas digitale deel op 'n laag het 'n 1V sein van 'n hoëspoed skakelaar, sal die nie-gedrewe laag 'n 1mV sein wat van die aangedrewe laag gekoppel is, sien wanneer die isolasie tussen lae 60dB is.Vir 'n 12-bis analoog-na-digitaal omsetter (ADC) met 'n 2Vp-p volskaalse swaai, beteken dit 2LSB (mins beduidende bietjie) van koppeling.Vir 'n gegewe stelsel is dit dalk nie 'n probleem nie, maar daar moet kennis geneem word dat wanneer die resolusie van 12 tot 14 bisse verhoog word, die sensitiwiteit met 'n faktor van vier toeneem en dus die fout verhoog na 8LSB.
Die ignorering van kruisvlak/kruislaagkoppeling mag nie veroorsaak dat die stelselontwerp misluk, of die ontwerp verswak nie, maar 'n mens moet waaksaam bly, aangesien daar meer koppeling tussen die twee lae kan wees as wat 'n mens kan verwag.
Dit moet opgemerk word wanneer geraas valse koppeling binne die teikenspektrum gevind word.Soms kan uitlegbedrading lei tot onbedoelde seine of laagkruiskoppeling na verskillende lae.Hou dit in gedagte wanneer jy sensitiewe stelsels ontfout: die probleem lê dalk in die laag hieronder.
Die artikel is uit die netwerk geneem, as daar enige oortreding is, kontak asseblief om uit te vee, dankie!
Postyd: 27-Apr-2022