AGND eta DGND lurreko geruzak bereizi behar al dira?
Erantzun sinplea egoeraren araberakoa dela da, eta erantzun zehatza normalean ez direla bereizten.Kasu gehienetan, lurreko geruza bereizteak itzulerako korrontearen induktantzia areagotuko duelako, eta horrek on baino kalte gehiago dakar.V = L(di/dt) formulak erakusten du induktantzia handitu ahala tentsio-zarata handitzen dela.Eta kommutazio-korrontea handitzen den heinean (bihurgailuaren laginketa-tasa handitzen delako), tentsio-zarata ere handituko da.Beraz, lurrerako geruzak elkarrekin konektatu behar dira.
Adibide bat da aplikazio batzuetan, diseinu tradizionalaren eskakizunak betetzeko, bus zikinaren potentzia edo zirkuitu digitala zenbait eremutan jarri behar dela, baina baita tamaina-mugengatik ere, plaka ezin da diseinu-partizio ona lortu, honetan. kasu, lurrerako geruza bereizia da errendimendu ona lortzeko gakoa.Hala ere, diseinu orokorra eraginkorra izan dadin, lurrerako geruza hauek elkarrekin konektatu behar dira taulako nonbait zubi edo konexio puntu baten bidez.Hori dela eta, konexio-puntuak uniformeki banatuta egon behar dira lurrerako bereizitako geruzetan.Azken finean, sarritan egongo da PCBn konexio-puntu bat, korrontea itzultzeko errendimenduan degradaziorik eragin gabe kokapenik onena bihurtzen duena.Konexio-puntu hau bihurgailuaren ondoan edo azpian egon ohi da.
Elikadura-iturri-geruzak diseinatzerakoan, erabili geruza horietarako dauden kobre-arrasto guztiak.Ahal izanez gero, ez utzi geruza hauek lerrokadurak partekatzen, lerrokadura eta bide gehigarriek elikadura-iturri geruza azkar kaltetu dezaketelako zati txikiagoetan zatituz.Sortzen den potentzia geruzak korronte-bideak behar diren tokira estu ditzake, hots, bihurgailuaren potentzia-pinetara.Bideen eta lerrokatzeen arteko korrontea estutzeak erresistentzia igotzen du, bihurgailuaren potentzia-pinetan tentsio-jaitsiera apur bat eraginez.
Azkenik, elikadura-hornidura geruzaren kokatzea funtsezkoa da.Inoiz ez pilatu energia-hornidura digitalaren geruza zaratatsurik elikadura-hornidura analogikoko geruza baten gainean, edo biak elkar daitezke oraindik geruza ezberdinetan egon arren.Sistemaren errendimendua hondatzeko arriskua minimizatzeko, diseinuak geruza mota hauek bereizi behar ditu, ahal den guztietan elkarrekin pilatu beharrean.
PCB baten energia emateko sistema (PDS) diseinua alde batera utzi al daiteke?
PDS baten diseinuaren helburua energia-horniduraren korronte-eskariari erantzunez sortutako tentsio-uhindura murriztea da.Zirkuitu guztiek korrontea behar dute, batzuk eskari handia dutenak eta beste batzuk korrontea azkarrago hornitzea eskatzen dutenak.Inpedantzia baxuko potentzia edo lurrezko geruza guztiz desakoplatua eta PCB laminazio on bat erabiltzeak tentsio-uhindura murrizten du zirkuituaren egungo eskariaren ondorioz.Adibidez, diseinua 1A-ko kommutazio-korronte baterako diseinatuta badago eta PDS-aren inpedantzia 10mΩ bada, tentsio-uhin maximoa 10mV-koa da.
Lehenik eta behin, PCB pila-egitura diseinatu behar da kapazitate-geruza handiagoak onartzeko.Esaterako, sei geruzako pila batek goiko seinale-geruza bat, lehen lurreko geruza, lehen potentzia-geruza, bigarren potentzia-geruza, bigarren lur-geruza eta beheko seinale-geruza izan ditzake.Lehen lurreko geruza eta lehen elikadura-iturri-geruza elkarrengandik hurbil egoteko hornitzen dira pilatutako egituran, eta bi geruza hauek 2 eta 3 mils arteko distantzian daude geruza intrintseko kapazitate bat osatzeko.Kondentsadore honen abantaila handia da doakoa dela eta PCB fabrikazio-oharretan soilik zehaztu behar dela.Elikatze-hornidura-geruza zatitu behar bada eta geruza berean VDD elikatze-errail anitz badaude, ahalik eta elikatze-iturri geruza handiena erabili behar da.Ez utzi zulo hutsik, baina erreparatu ere zirkuitu sentikorrei.Honek VDD geruza horren kapazitatea maximizatuko du.Diseinuak geruza gehigarrien presentzia ahalbidetzen badu, lurrerako bi geruza gehigarri jarri behar dira lehen eta bigarren elikadura geruzen artean.2 eta 3 mils arteko nukleo-tarte berdinaren kasuan, laminatutako egituraren berezko kapazitatea bikoiztu egingo da momentu honetan.
PCB laminazio ezin hobea lortzeko, desakoplamendu-kondentsadoreak elikadura-iturri geruzaren hasierako sarrera puntuan eta DUT inguruan erabili behar dira, eta horrek PDS inpedantzia baxua izango dela maiztasun-tarte osoan bermatuko du.0.001µF eta 100µF arteko kondentsadore kopuru bat erabiltzeak tarte hori estaltzen lagunduko du.Ez da beharrezkoa kondentsadoreak nonahi izatea;DUT-ren aurka zuzenean atrakatzeko kondentsadoreak fabrikazio-arau guztiak hautsiko ditu.Horrelako neurri gogorrak behar badira, zirkuituak beste arazo batzuk ditu.
Agerian dauden kuxinen garrantzia (E-Pad)
Ezagutzeko erraza da alderdi hau, baina PCB diseinuaren errendimendu eta bero xahutze onena lortzeko funtsezkoa da.
Exposed pad (Pin 0) abiadura handiko IC modernoen azpian dagoen pad bati erreferentzia egiten dio, eta konexio garrantzitsua da, zeinaren bidez txiparen barne-lurreratze guztiak gailuaren azpiko puntu zentral batera konektatzen diren.Agerian dagoen pad baten presentziak bihurgailu eta anplifikadore askok lurreko pin baten beharra kentzeko aukera ematen du.Konexio elektriko eta konexio termiko egonkor eta fidagarria osatzea da gakoa, pad hau PCBra soldatzerakoan, bestela sistema oso kaltetuta egon liteke.
Agerian dauden padetarako konexio elektriko eta termiko optimoak lor daitezke hiru urrats jarraituz.Lehenik eta behin, ahal den neurrian, agerian dauden padak PCB geruza bakoitzean errepikatu behar dira, eta horrek konexio termiko lodiagoa emango du lur guztietarako eta, beraz, bero xahutze azkarra, bereziki garrantzitsua potentzia handiko gailuetarako.Alderdi elektrikoan, horrek konexio ekipotentzial ona emango du lurrerako geruza guztientzat.Beheko geruzan agerian dauden padak errepikatzean, desakoplatzeko lur-puntu eta bero-hustugailuak muntatzeko leku gisa erabil daiteke.
Ondoren, zatitu agerian dauden padak hainbat atal berdinetan.Taularen forma da onena eta pantaila gurutze-sareekin edo soldadura-maskarekin lor daiteke.Reflow muntatzean, ezin da zehaztu soldadura-pasta nola isurtzen den gailuaren eta PCBaren arteko konexioa ezartzeko, beraz, konexioa egon daiteke baina modu irregularrean banatuta, edo okerrago, konexioa txikia da eta izkinan kokatuta dago.Agerian dagoen pad-a atal txikiagoetan banatzeak eremu bakoitzak konexio puntu bat izatea ahalbidetzen du, horrela gailuaren eta PCBaren arteko konexio fidagarria eta berdina bermatzen du.
Azkenik, ziurtatu egin behar da atal bakoitzak gain-zulo bat duela lurrera.Eremuak normalean bide ugari edukitzeko nahikoa dira.Muntatu aurretik, ziurtatu bide bakoitza soldadura-pastaz edo epoxiz bete duzula.Urrats hau garrantzitsua da agerian dagoen padaren soldadura-pasta ez dela bide barrunbeetara itzuliko, bestela konexio egokia izateko aukerak murriztuko liratekeela ziurtatzeko.
PCBko geruzen arteko akoplamendu gurutzatuaren arazoa
PCB diseinuan, abiadura handiko bihurgailu batzuen diseinu-kableatuak zirkuitu-geruza bat izango du ezinbestean beste batekin gurutzatuta.Zenbait kasutan, geruza analogiko sentikorra (potentzia, lurra edo seinalea) zarata handiko geruza digitalaren gainean egon daiteke zuzenean.Diseinatzaile gehienek uste dute hori ez dela garrantzirik, geruza hauek geruza ezberdinetan kokatzen direlako.Hau al da kasua?Ikus dezagun proba sinple bat.
Hautatu ondoko geruzetako bat eta injektatu seinale bat maila horretan, gero, gurutzatutako geruzak konektatu espektro analizatzaile batera.Ikus dezakezunez, ondoko geruzarekin akoplatuta dauden seinale asko daude.Nahiz eta 40 milseko tartea izan, ondoko geruzek kapazitate bat osatzen duten zentzua dago, eta, beraz, maiztasun batzuetan seinalea geruza batetik bestera akoplatuko da.
Geruza bateko zarata handiko zati digital batek abiadura handiko etengailu batetik 1V seinalea duela suposatuz, gidatu gabeko geruzak 1mV-ko seinalea ikusiko du bultzatutako geruzatik akoplatuta geruzen arteko isolamendua 60dB denean.2Vp-p eskala osoko swing-a duen 12 biteko analogiko-digital bihurgailurako (ADC) 2LSB (bit esanguratsu txikiena) akoplamendua esan nahi du.Sistema jakin baterako, baliteke hori ez izatea arazo bat, baina kontuan izan behar da bereizmena 12 bitetik 14ra igotzen denean, sentsibilitatea lau aldiz handitzen dela eta horrela errorea 8LSBra igotzen dela.
Plano gurutzatu/geruzen arteko akoplamendua alde batera utzita, baliteke sistemaren diseinuari huts egitea edo diseinua ahultzea, baina adi egon behar da, bi geruzen artean espero zitekeen baino akoplamendu gehiago egon baitaiteke.
Hori kontuan izan behar da xede-espektroaren barnean zarata-akoplamendu faltsuak aurkitzen direnean.Batzuetan, diseinu-kableatzeak nahi gabeko seinaleak edo geruza gurutzatuak geruza ezberdinetara akoplatzea ekar dezake.Kontuan izan sistema sentikorren arazketan: arazoa beheko geruzan egon daiteke.
Artikulua saretik hartua da, arau-hausterik balego, jarri harremanetan ezabatzeko, eskerrik asko!
Argitalpenaren ordua: 2022-04-27