AGND және DGND жер қабаттарын бөлу керек пе?
Қарапайым жауап - бұл жағдайға байланысты, ал егжей-тегжейлі жауап - олар әдетте бөлінбейді.Өйткені көп жағдайда жер қабатын бөлу тек қайтару тоғының индуктивтілігін арттырады, бұл жақсылықтан гөрі көп зиян әкеледі.V = L(di/dt) формуласы индуктивтіліктің жоғарылауымен кернеу шуының жоғарылайтынын көрсетеді.Ал коммутация тогы артқан сайын (себебі түрлендіргіштің іріктеу жылдамдығы артады), кернеу шуы да артады.Сондықтан жерге қосу қабаттары бір-біріне қосылуы керек.
Мысалы, кейбір қолданбаларда дәстүрлі дизайн талаптарына сәйкес келу үшін лас шина қуаты немесе цифрлық схема белгілі бір аймақтарға орналастырылуы керек, сонымен қатар өлшем шектеулері бойынша тақта жақсы орналасу бөліміне қол жеткізе алмайды, бұл жағдайда жағдайда, бөлек жерге қосу қабаты жақсы өнімділікке жетудің кілті болып табылады.Дегенмен, жалпы дизайн тиімді болуы үшін бұл жерге қосу қабаттары тақтаның бір жерінде көпір немесе қосылым нүктесі арқылы біріктірілуі керек.Сондықтан қосылу нүктелері бөлінген жерге тұйықтау қабаттары бойынша біркелкі бөлінуі керек.Сайып келгенде, ПХД-да өнімділіктің төмендеуін тудырмай, токты қайтару үшін ең жақсы орынға айналатын қосылым нүктесі жиі болады.Бұл қосылым нүктесі әдетте түрлендіргіштің жанында немесе астында орналасады.
Қуат беру қабаттарын жобалау кезінде осы қабаттар үшін қол жетімді барлық мыс іздерін пайдаланыңыз.Мүмкін болса, бұл қабаттарға теңестіруді бөлісуге рұқсат бермеңіз, өйткені қосымша туралаулар мен жолдар қуат беру қабатын кішкене бөліктерге бөлу арқылы жылдам зақымдауы мүмкін.Алынған сирек қуат қабаты ағымдағы жолдарды ең қажет жерлерге, атап айтқанда түрлендіргіштің қуат түйреуіштеріне сыға алады.Визалар мен туралаулар арасындағы токты қысу қарсылықты арттырады, бұл түрлендіргіштің қуат түйреуіштеріндегі кернеудің аздап төмендеуіне әкеледі.
Ақырында, қуат көзі қабатын орналастыру өте маңызды.Ешқашан шулы сандық қуат көзі қабатын аналогтық қуат көзі қабатының үстіне қоймаңыз, әйтпесе екеуі әртүрлі қабаттарда болса да, жұптасуы мүмкін.Жүйе өнімділігінің нашарлау қаупін азайту үшін дизайн мүмкіндігінше қабаттасудың орнына осы қабат түрлерін бөлуі керек.
ПХД қуат жеткізу жүйесінің (PDS) дизайнын елемеу мүмкін бе?
PDS дизайнының мақсаты электрмен жабдықтау тоғының сұранысына жауап ретінде туындаған кернеу толқынын азайту болып табылады.Барлық тізбектер токты қажет етеді, кейбіреулері жоғары сұранысқа ие, ал басқалары токты жылдамырақ қамтамасыз етуді қажет етеді.Толығымен ажыратылған төмен кедергісі бар қуатты немесе жер қабатын және жақсы ПХД ламинациясын пайдалану тізбектің ағымдағы сұранысына байланысты кернеу толқынын азайтады.Мысалы, егер конструкция 1А коммутациялық токқа арналған болса және PDS кедергісі 10мОм болса, максималды кернеу толқыны 10мВ болады.
Біріншіден, ПХД стек құрылымы сыйымдылықтың үлкенірек қабаттарын қолдау үшін жобалануы керек.Мысалы, алты қабатты стек жоғарғы сигнал қабатын, бірінші жер қабатын, бірінші қуат қабатын, екінші қуат қабатын, екінші жер қабатын және төменгі сигнал қабатын қамтуы мүмкін.Бірінші жер қабаты мен бірінші қуат беру қабаты қабаттасқан құрылымда бір-біріне жақын болу үшін қамтамасыз етілген және бұл екі қабат ішкі қабаттың сыйымдылығын қалыптастыру үшін бір-бірінен 2-3 миль қашықтықта орналасқан.Бұл конденсатордың үлкен артықшылығы - ол тегін және тек ПХД өндірісі туралы ескертулерде көрсетілуі керек.Қуат беру қабатын бөлу керек болса және бір қабатта бірнеше VDD қуат рельстері болса, мүмкін болатын ең үлкен қуат көзі қабатын пайдалану керек.Бос саңылауларды қалдырмаңыз, сонымен қатар сезімтал тізбектерге назар аударыңыз.Бұл VDD қабатының сыйымдылығын барынша арттырады.Егер дизайн қосымша қабаттардың болуына мүмкіндік берсе, бірінші және екінші қуат көзінің қабаттары арасында екі қосымша жерге қосу қабатын орналастыру керек.Бірдей өзек аралығы 2-3 миль болған жағдайда, ламинатталған құрылымның сыйымдылығы осы уақытта екі есе артады.
ПХД-ны тамаша ламинациялау үшін қуат беру қабатының бастапқы кіріс нүктесінде және DUT айналасында ажыратылатын конденсаторларды пайдалану керек, бұл PDS кедергісінің барлық жиілік диапазонында төмен болуын қамтамасыз етеді.0,001 мкФ пен 100 мкФ конденсаторлар санын пайдалану осы ауқымды қамтуға көмектеседі.Барлық жерде конденсаторлар болуы міндетті емес;конденсаторларды тікелей DUT-ге қарсы қою барлық өндіріс ережелерін бұзады.Мұндай қатаң шаралар қажет болса, схемада басқа мәселелер бар.
Ашық төсемдердің маңыздылығы (E-Pad)
Бұл елеусіз қалдыру оңай аспект, бірақ бұл ПХД дизайнының ең жақсы өнімділігі мен жылуды диссипациялауына қол жеткізу үшін өте маңызды.
Ашық төсем (Pin 0) қазіргі заманғы жоғары жылдамдықты IC-лердің көпшілігінің астындағы төсемді білдіреді және ол чиптің барлық ішкі жерге тұйықталуы құрылғының астындағы орталық нүктеге қосылатын маңызды қосылым болып табылады.Ашық төсемнің болуы көптеген түрлендіргіштер мен күшейткіштерге жердегі түйреуіш қажеттілігін жоюға мүмкіндік береді.Ең бастысы, бұл тақтаны ПХД-ге дәнекерлеу кезінде тұрақты және сенімді электр қосылымын және жылу қосылымын қалыптастыру, әйтпесе жүйе қатты зақымдалуы мүмкін.
Ашық төсемдер үшін оңтайлы электр және жылу қосылымдарына үш қадамды орындау арқылы қол жеткізуге болады.Біріншіден, мүмкіндігінше ашық төсемдерді әрбір ПХД қабатында қайталау керек, бұл барлық жер үшін қалыңырақ жылу қосылымын және осылайша жылдам жылуды таратуды қамтамасыз етеді, әсіресе жоғары қуатты құрылғылар үшін маңызды.Электрлік жағынан бұл барлық жерге қосу қабаттары үшін жақсы эквипотенциалды қосылымды қамтамасыз етеді.Төменгі қабаттағы ашық төсемдерді қайталағанда, оны ажырататын жер нүктесі және жылу қабылдағыштарды орнату орны ретінде пайдалануға болады.
Әрі қарай, ашық төсемдерді бірнеше бірдей бөліктерге бөліңіз.Шахмат тақтасының пішіні ең жақсы және оған экранның көлденең торлары немесе дәнекерлеу маскалары арқылы қол жеткізуге болады.Қайта ағынды жинау кезінде құрылғы мен ПХД арасындағы байланысты орнату үшін дәнекерлеу пастасы қалай ағып жатқанын анықтау мүмкін емес, сондықтан қосылым болуы мүмкін, бірақ біркелкі емес таратылады немесе одан да жаманы, байланыс кішкентай және бұрышта орналасқан.Ашық төсемді кішірек бөліктерге бөлу әрбір аймақтың қосылу нүктесіне ие болуына мүмкіндік береді, осылайша құрылғы мен ПХД арасындағы сенімді, біркелкі қосылымды қамтамасыз етеді.
Соңында, әрбір секцияның жерге саңылау арқылы қосылуын қамтамасыз ету керек.Аудандар әдетте бірнеше жолдарды өткізуге жеткілікті үлкен.Құрастыру алдында әрбір вентильді дәнекерлеу пастасы немесе эпоксидпен толтыруды ұмытпаңыз.Бұл қадам ашық дәнекерлеу пастасы веналық қуыстарға кері ағып кетпеуін қамтамасыз ету үшін маңызды, әйтпесе дұрыс қосылу мүмкіндігін азайтады.
ПХД-дағы қабаттар арасындағы айқаспалы байланыс мәселесі
ПХД дизайнында кейбір жоғары жылдамдықты түрлендіргіштердің орналасу сымдары сөзсіз бір тізбек қабаты екіншісімен қиылысады.Кейбір жағдайларда сезімтал аналогтық қабат (қуат, жер немесе сигнал) шуы жоғары цифрлық қабаттың үстінде болуы мүмкін.Көптеген дизайнерлер мұны маңызды емес деп санайды, өйткені бұл қабаттар әртүрлі қабаттарда орналасқан.Бұл жағдай ма?Қарапайым тестті қарастырайық.
Көрші қабаттардың бірін таңдап, сол деңгейде сигналды енгізіңіз, содан кейін айқаспалы байланысқан қабаттарды спектр анализаторына қосыңыз.Көріп отырғаныңыздай, көрші қабатқа қосылған сигналдар өте көп.Тіпті аралығы 40 миль болса да, іргелес қабаттар әлі де сыйымдылықты құрайтын мағына бар, сондықтан кейбір жиіліктерде сигнал бір қабаттан екіншісіне жалғасады.
Қабаттағы жоғары шулы цифрлық бөлікте жоғары жылдамдықты қосқыштан 1 В сигналы бар деп есептесек, қабаттар арасындағы оқшаулау 60 дБ болғанда, басқарылмайтын қабат басқарылатын қабаттан қосылған 1 мВ сигналды көреді.2Vp-p толық масштабты ауытқуы бар 12-биттік аналогты-цифрлық түрлендіргіш (ADC) үшін бұл 2LSB (ең аз маңызды бит) муфтаны білдіреді.Берілген жүйе үшін бұл мәселе болмауы мүмкін, бірақ ажыратымдылық 12-ден 14 битке дейін жоғарылағанда, сезімталдық төрт есе артады және осылайша қате 8LSB дейін өсетінін ескеру қажет.
Көлденең жазықтықты/қабатты ілінісуді елемеу жүйе дизайнының сәтсіздікке ұшырауына немесе дизайнның әлсіреуіне әкелмеуі мүмкін, бірақ сергек болу керек, өйткені екі қабаттың арасында күткендегіден көп байланыс болуы мүмкін.
Бұны мақсатты спектрде шудың жалған байланысы табылған кезде ескеру қажет.Кейде орналасу сымдары күтпеген сигналдарға немесе әртүрлі қабаттарға қабаттың айқаспалы қосылуына әкелуі мүмкін.Сезімтал жүйелерді жөндеу кезінде мұны есте сақтаңыз: мәселе төмендегі қабатта болуы мүмкін.
Мақала желіден алынды, егер қандай да бір бұзушылықтар болса, жою үшін хабарласыңыз, рахмет!
Жіберу уақыты: 27 сәуір 2022 ж