Patutkah lapisan tanah AGND dan DGND dipisahkan?
Jawapan mudah ialah ia bergantung pada keadaan, dan jawapan terperinci ialah mereka biasanya tidak dipisahkan.Kerana dalam kebanyakan kes, memisahkan lapisan tanah hanya akan meningkatkan induktansi arus balik, yang membawa lebih banyak kemudaratan daripada kebaikan.Formula V = L(di/dt) menunjukkan bahawa apabila induktansi meningkat, bunyi voltan meningkat.Dan apabila arus pensuisan meningkat (kerana kadar pensampelan penukar meningkat), bunyi voltan juga akan meningkat.Oleh itu, lapisan pembumian harus disambungkan bersama.
Contohnya ialah dalam beberapa aplikasi, untuk mematuhi keperluan reka bentuk tradisional, kuasa bas kotor atau litar digital mesti diletakkan di kawasan tertentu, tetapi juga dengan kekangan saiz, menjadikan papan tidak dapat mencapai partition susun atur yang baik, dalam hal ini. kes, lapisan pembumian yang berasingan adalah kunci untuk mencapai prestasi yang baik.Walau bagaimanapun, agar reka bentuk keseluruhan menjadi berkesan, lapisan pembumian ini mesti disambungkan bersama di suatu tempat di papan oleh jambatan atau titik sambungan.Oleh itu, titik sambungan hendaklah diagihkan sama rata merentasi lapisan pembumian yang dipisahkan.Akhirnya, selalunya akan terdapat titik sambungan pada PCB yang menjadi lokasi terbaik untuk mengalirkan arus tanpa menyebabkan kemerosotan dalam prestasi.Titik sambungan ini biasanya terletak berhampiran atau di bawah penukar.
Apabila mereka bentuk lapisan bekalan kuasa, gunakan semua kesan tembaga yang tersedia untuk lapisan ini.Jika boleh, jangan benarkan lapisan ini berkongsi penjajaran, kerana penjajaran tambahan dan vias boleh merosakkan lapisan bekalan kuasa dengan cepat dengan membelahnya kepada kepingan yang lebih kecil.Lapisan kuasa jarang yang terhasil boleh memerah laluan semasa ke tempat yang paling diperlukan, iaitu pin kuasa penukar.Memicit arus antara vias dan penjajaran meningkatkan rintangan, menyebabkan penurunan voltan sedikit merentasi pin kuasa penukar.
Akhir sekali, penempatan lapisan bekalan kuasa adalah kritikal.Jangan sekali-kali menyusun lapisan bekalan kuasa digital yang bising di atas lapisan bekalan kuasa analog, atau kedua-duanya mungkin masih berpasangan walaupun ia berada pada lapisan yang berbeza.Untuk meminimumkan risiko kemerosotan prestasi sistem, reka bentuk harus memisahkan jenis lapisan ini daripada menyusunnya bersama-sama apabila mungkin.
Bolehkah reka bentuk sistem penghantaran kuasa (PDS) PCB diabaikan?
Matlamat reka bentuk PDS adalah untuk meminimumkan riak voltan yang dijana sebagai tindak balas kepada permintaan semasa bekalan kuasa.Semua litar memerlukan arus, sesetengahnya mempunyai permintaan tinggi dan yang lain memerlukan arus untuk dibekalkan pada kadar yang lebih pantas.Menggunakan kuasa impedans rendah yang dipisahkan sepenuhnya atau lapisan tanah dan laminasi PCB yang baik meminimumkan riak voltan disebabkan oleh permintaan semasa litar.Sebagai contoh, jika reka bentuk direka untuk arus pensuisan 1A dan impedans PDS ialah 10mΩ, riak voltan maksimum ialah 10mV.
Pertama, struktur tindanan PCB harus direka bentuk untuk menyokong lapisan kapasitans yang lebih besar.Sebagai contoh, tindanan enam lapisan mungkin mengandungi lapisan isyarat atas, lapisan tanah pertama, lapisan kuasa pertama, lapisan kuasa kedua, lapisan tanah kedua dan lapisan isyarat bawah.Lapisan tanah pertama dan lapisan bekalan kuasa pertama disediakan berdekatan antara satu sama lain dalam struktur bertindan, dan kedua-dua lapisan ini dijarakkan 2 hingga 3 mil untuk membentuk kemuatan lapisan intrinsik.Kelebihan besar kapasitor ini ialah ia percuma dan hanya perlu dinyatakan dalam nota pembuatan PCB.Jika lapisan bekalan kuasa mesti dibelah dan terdapat berbilang rel kuasa VDD pada lapisan yang sama, lapisan bekalan kuasa terbesar yang mungkin harus digunakan.Jangan tinggalkan lubang kosong, tetapi juga perhatikan litar sensitif.Ini akan memaksimumkan kapasitansi lapisan VDD itu.Jika reka bentuk membenarkan kehadiran lapisan tambahan, dua lapisan pembumian tambahan harus diletakkan di antara lapisan bekalan kuasa pertama dan kedua.Dalam kes jarak teras yang sama iaitu 2 hingga 3 mil, kapasitansi sedia ada struktur berlamina akan digandakan pada masa ini.
Untuk laminasi PCB yang ideal, kapasitor penyahgandingan hendaklah digunakan pada titik masuk permulaan lapisan bekalan kuasa dan di sekeliling DUT, yang akan memastikan galangan PDS adalah rendah pada keseluruhan julat frekuensi.Menggunakan beberapa kapasitor 0.001μF hingga 100μF akan membantu merangkumi julat ini.Ia tidak perlu mempunyai kapasitor di mana-mana;kapasitor dok terus terhadap DUT akan melanggar semua peraturan pembuatan.Jika langkah-langkah yang teruk diperlukan, litar mempunyai masalah lain.
Kepentingan Pad Terdedah (E-Pad)
Ini adalah aspek yang mudah untuk diabaikan, tetapi adalah penting untuk mencapai prestasi terbaik dan pelesapan haba reka bentuk PCB.
Pad terdedah (Pin 0) merujuk kepada pad di bawah kebanyakan IC berkelajuan tinggi moden, dan ia merupakan sambungan penting yang melaluinya semua pembumian dalaman cip disambungkan ke titik tengah di bawah peranti.Kehadiran pad terdedah membolehkan banyak penukar dan penguat menghilangkan keperluan untuk pin tanah.Kuncinya adalah untuk membentuk sambungan elektrik yang stabil dan boleh dipercayai serta sambungan terma apabila memateri pad ini ke PCB, jika tidak sistem boleh rosak teruk.
Sambungan elektrik dan haba yang optimum untuk pad terdedah boleh dicapai dengan mengikuti tiga langkah.Pertama, jika boleh, pad terdedah hendaklah direplikasi pada setiap lapisan PCB, yang akan menyediakan sambungan haba yang lebih tebal untuk semua tanah dan dengan itu pelesapan haba yang cepat, terutamanya penting untuk peranti kuasa tinggi.Di bahagian elektrik, ini akan menyediakan sambungan ekuipotensi yang baik untuk semua lapisan pembumian.Apabila mereplikasi pad terdedah pada lapisan bawah, ia boleh digunakan sebagai titik tanah penyahgandingan dan tempat untuk memasang sink haba.
Seterusnya, bahagikan pad terdedah kepada beberapa bahagian yang sama.Bentuk papan dam adalah yang terbaik dan boleh dicapai dengan grid silang skrin atau topeng pateri.Semasa pemasangan aliran semula, adalah tidak mungkin untuk menentukan cara tampal pateri mengalir untuk mewujudkan sambungan antara peranti dan PCB, jadi sambungan mungkin ada tetapi diagihkan tidak sekata, atau lebih teruk lagi, sambungannya kecil dan terletak di sudut.Membahagikan pad terdedah kepada bahagian yang lebih kecil membolehkan setiap kawasan mempunyai titik sambungan, sekali gus memastikan sambungan yang boleh dipercayai dan sekata antara peranti dan PCB.
Akhir sekali, ia harus dipastikan bahawa setiap bahagian mempunyai sambungan lebih lubang ke tanah.Kawasan biasanya cukup besar untuk menampung pelbagai vias.Sebelum pemasangan, pastikan anda mengisi setiap vias dengan pes pateri atau epoksi.Langkah ini penting untuk memastikan bahawa pes pateri pad terdedah tidak mengalir kembali ke rongga vias, yang sebaliknya akan mengurangkan peluang sambungan yang betul.
Masalah gandingan silang antara lapisan dalam PCB
Dalam reka bentuk PCB, pendawaian susun atur beberapa penukar berkelajuan tinggi pasti akan mempunyai satu lapisan litar bersilang dengan yang lain.Dalam sesetengah kes, lapisan analog sensitif (kuasa, tanah atau isyarat) mungkin berada tepat di atas lapisan digital hingar tinggi.Kebanyakan pereka menganggap ini tidak relevan kerana lapisan ini terletak pada lapisan yang berbeza.Adakah ini kesnya?Mari lihat ujian mudah.
Pilih salah satu daripada lapisan bersebelahan dan suntikan isyarat pada tahap itu, kemudian, sambungkan lapisan gandingan silang kepada penganalisis spektrum.Seperti yang anda lihat, terdapat banyak isyarat yang digabungkan dengan lapisan bersebelahan.Walaupun dengan jarak 40 mil, terdapat kesan di mana lapisan bersebelahan masih membentuk kapasitans, supaya pada beberapa frekuensi isyarat masih akan digandingkan dari satu lapisan ke lapisan yang lain.
Dengan mengandaikan bahagian digital hingar tinggi pada lapisan mempunyai isyarat 1V daripada suis kelajuan tinggi, lapisan tidak dipacu akan melihat isyarat 1mV digandingkan daripada lapisan terdorong apabila pengasingan antara lapisan ialah 60dB.Untuk penukar analog-ke-digital (ADC) 12-bit dengan ayunan skala penuh 2Vp-p, ini bermakna gandingan 2LSB (bit paling tidak ketara).Untuk sistem tertentu, ini mungkin tidak menjadi masalah, tetapi perlu diperhatikan bahawa apabila resolusi ditingkatkan daripada 12 kepada 14 bit, kepekaan meningkat dengan faktor empat dan dengan itu ralat meningkat kepada 8LSB.
Mengabaikan gandingan satah rentas/rentas lapisan mungkin tidak menyebabkan reka bentuk sistem gagal, atau melemahkan reka bentuk, tetapi seseorang mesti sentiasa berwaspada, kerana mungkin terdapat lebih banyak gandingan antara dua lapisan daripada yang dijangkakan.
Ini harus diperhatikan apabila gandingan palsu bunyi ditemui dalam spektrum sasaran.Kadangkala pendawaian susun atur boleh membawa kepada isyarat yang tidak diingini atau gandingan silang lapisan kepada lapisan yang berbeza.Ingat perkara ini semasa menyahpepijat sistem sensitif: masalahnya mungkin terletak pada lapisan di bawah.
Artikel diambil dari rangkaian, jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi untuk memadam, terima kasih!
Masa siaran: Apr-27-2022