PCB Layout Tips og triks: Slik optimaliserer du avkoblingstilkoblingen

EASIEST way to make popsicle stick butterfly knife - DIY 2018 (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

PCB Layout Tips og triks: Slik optimaliserer du avkoblingstilkoblingen


Denne artikkelen utforsker det noe kompliserte problemet med nøyaktig hvordan du kobler en avkoblingskondensator til en strømnål.

Relatert informasjon

  • Rengjør strøm for hver IC: Forstå omformekondensatorer
  • Rengjør strøm for hver IC: Velge og bruke bypasskondensatorene

Noen aspekter av PCB-oppsettet endres ikke mye når du overgår fra lavfrekvent design til høyfrekvente design. Fordelaktig komponentplassering, teknikker for å flytte varmen vekk fra kraftkomponenter, tilpasning av sporbredde til strømbærende krav, finjustering av en stencil for riktig reflow lodding-disse delene av oppsettprosessen er mer eller mindre det samme om bordets signaler er i 1-5 MHz-området eller 20-50 MHz-serien.

Høyfrekvent avkobling

En ting som krever spesiell vurdering, er imidlertid avkopling. De grunnleggende konseptene endres ikke når du flytter fra lavfrekvenser til høye frekvenser, men implementeringen kan trenge noen forbedringer, ganske enkelt fordi lavfrekvente design ofte vil være fullt funksjonelle når bypassing er suboptimal eller til og med rett og slett middelmådig. Med andre ord, lavfrekvente kretser er ganske tilgivende når det gjelder avkoblingsteknikker, og derfor kan vi utvikle designvaner som egentlig ikke passer for høyfrekvente systemer.

Problemet er følgende: I forbindelse med digitale kretser, avkoble kapslingslading og levere denne ladningen til IC-er for å kompensere for de forbigående forstyrrelsene som oppstår ved halvlederbrytervirkning. Ved lave driftsfrekvenser har kondensatoren rikelig med tid til utladning og deretter oppladning før IC trenger en annen utbrudd av strøm. Etter hvert som frekvensen øker, må brettdesigneren forsøke å redusere den parasittiske motstanden og induktansen som hindrer hettenes evne til å levere den nødvendige ladningen.

Den typiske anbefalingen for avkopling går noe slikt: "Bruk en 0, 1 μF keramisk kondensator plassert så nær strømnettet som mulig." For eksempel:

hvor h er høyden i mm og d er diameteren i mm. La oss si at vi bruker en 10 mil (= 0, 254 mm) bor for vias og vi har standard 63 mil (= 1, 6 mm) PCB tykkelse. Dette tilsvarer en viainduktans på 1, 3 nH. Dermed ville to vias gi oss mindre enn 3 nH, sammenlignet med omtrent 3, 5 nH for en halv tommers PCB-sporing. En reduksjon på 0, 5 nH er ikke så imponerende, men dette er et veldig forsiktig estimat fordi strømmen kommer fra kraftplanet, ikke på undersiden av PCB. Med andre ord, det trenger ikke å passere gjennom alle induktansens via.

La oss si at kraftplanet ligger på laget ved siden av IC, og prepregtykkelsen er ca. 10 mils (= 0, 254 mm).

Kobberlagsavstandsavstander for en typisk 63-mil tykk PCB. Basert på informasjon utgitt av avanserte kretser.

Nå er den beregnede induktansen bare 0, 12 nH, og vi kan se at paret vias kan gi ytelse langt bedre enn sporet.

Konklusjon

Vi har diskutert en viktig teknikk for å lage en høy ytelse forbindelse mellom en avkobling kondensator og en høyhastighets digital IC som er på samme PCB lag. Vi diskuterer ytterligere avkoblingsdetaljer i neste artikkel.