რა არის PCB მარშრუტიზაციის მნიშვნელოვანი წესები, რომლებიც უნდა დაიცვან მაღალსიჩქარიანი კონვერტორების გამოყენებისას?

უნდა განცალკევდეს თუ არა AGND და DGND მიწის ფენები?

მარტივი პასუხი არის ის, რომ ეს დამოკიდებულია სიტუაციაზე და დეტალური პასუხი არის ის, რომ ისინი ჩვეულებრივ არ არიან განცალკევებული.რადგან უმეტეს შემთხვევაში, მიწის ფენის გამოყოფა მხოლოდ გაზრდის დაბრუნების დენის ინდუქციურობას, რაც უფრო მეტ ზიანს მოაქვს, ვიდრე სიკეთეს.ფორმულა V = L(di/dt) გვიჩვენებს, რომ ინდუქციურობის მატებასთან ერთად იზრდება ძაბვის ხმაური.და როგორც გადართვის დენი იზრდება (რადგან კონვერტორის ნიმუშის აღების სიჩქარე იზრდება), ასევე გაიზრდება ძაბვის ხმაური.ამიტომ, დამიწების ფენები ერთმანეთთან უნდა იყოს დაკავშირებული.

მაგალითი არის ის, რომ ზოგიერთ აპლიკაციაში, ტრადიციული დიზაინის მოთხოვნების შესასრულებლად, ბინძური ავტობუსის სიმძლავრე ან ციფრული სქემები უნდა განთავსდეს გარკვეულ ადგილებში, მაგრამ ასევე ზომის შეზღუდვების გამო, რაც დაფას არ შეუძლია მიაღწიოს კარგ განლაგებას. შემთხვევაში, ცალკე დამიწების ფენა არის გასაღები კარგი შესრულების მისაღწევად.თუმცა, იმისათვის, რომ მთლიანი დიზაინი ეფექტური იყოს, ეს დამიწების ფენები ერთმანეთთან უნდა იყოს დაკავშირებული სადმე დაფაზე ხიდით ან დამაკავშირებელი წერტილით.ამიტომ, კავშირის წერტილები თანაბრად უნდა იყოს განაწილებული გამოყოფილი დამიწების ფენებზე.საბოლოო ჯამში, PCB-ზე ხშირად იქნება კავშირის წერტილი, რომელიც ხდება საუკეთესო ადგილი დასაბრუნებელი დენის გასატარებლად, შესრულების დეგრადაციის გამოწვევის გარეშე.ეს კავშირი წერტილი ჩვეულებრივ მდებარეობს კონვერტორის მახლობლად ან მის ქვემოთ.

ელექტრომომარაგების ფენების დაპროექტებისას გამოიყენეთ ყველა სპილენძის კვალი, რომელიც ხელმისაწვდომია ამ ფენებისთვის.თუ ეს შესაძლებელია, არ დაუშვათ ამ ფენების გასწორება, რადგან დამატებით გასწორებებსა და ვიზებს შეუძლიათ სწრაფად დააზიანოს ელექტრომომარაგების ფენა პატარა ნაჭრებად დაყოფით.მიღებულ მწირ დენის ფენას შეუძლია შეაჭიმოს მიმდინარე ბილიკები იქ, სადაც ისინი ყველაზე მეტად საჭიროა, კერძოდ, კონვერტორის დენის ქინძისთავები.დენის შეკუმშვა ვიზებსა და ხაზებს შორის ზრდის წინააღმდეგობას, რაც იწვევს ძაბვის მცირე ვარდნას კონვერტორის დენის პინებს შორის.

და ბოლოს, ელექტრომომარაგების ფენის განთავსება კრიტიკულია.არასოდეს დააწყოთ ხმაურიანი ციფრული ელექტრომომარაგების ფენა ანალოგური ელექტრომომარაგების ფენის თავზე, ან ეს ორი შეიძლება კვლავ დაწყვილდეს, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი სხვადასხვა ფენებზე არიან.სისტემის მუშაობის დეგრადაციის რისკის შესამცირებლად, დიზაინმა უნდა გამოყოს ამ ტიპის ფენები, ვიდრე შეძლებისდაგვარად დალაგდეს ისინი ერთად.

შეიძლება თუ არა PCB-ის დენის მიწოდების სისტემის (PDS) დიზაინის იგნორირება?

PDS-ის დიზაინის მიზანია მინიმუმამდე დაიყვანოს ძაბვის ტალღა, რომელიც წარმოიქმნება ელექტრომომარაგების მიმდინარე მოთხოვნილების საპასუხოდ.ყველა წრეს ესაჭიროება დენი, ზოგს დიდი მოთხოვნილება აქვს და სხვები, რომლებიც საჭიროებენ დენის მიწოდებას უფრო სწრაფი სიჩქარით.სრულად გათიშული დაბალი წინაღობის სიმძლავრის ან გრუნტის ფენისა და კარგი PCB ლამინირების გამოყენება მინიმუმამდე ამცირებს ძაბვის ტალღებს მიკროსქემის მიმდინარე მოთხოვნილების გამო.მაგალითად, თუ დიზაინი განკუთვნილია გადართვის დენისთვის 1A და PDS-ის წინაღობა არის 10mΩ, მაქსიმალური ძაბვის ტალღა არის 10mV.

უპირველეს ყოვლისა, PCB სტეკის სტრუქტურა უნდა იყოს შემუშავებული, რათა უზრუნველყოს ტევადობის უფრო დიდი ფენები.მაგალითად, ექვს ფენის დასტა შეიძლება შეიცავდეს ზედა სიგნალის ფენას, პირველ ადგილზე ფენას, პირველ დენის ფენას, მეორე დენის ფენას, მეორე ადგილზე ფენას და ქვედა სიგნალის ფენას.პირველი გრუნტის ფენა და ელექტრომომარაგების პირველი ფენა გათვალისწინებულია ერთმანეთთან ახლოს დაწყობილ სტრუქტურაში, და ეს ორი ფენა ერთმანეთისგან 2-დან 3 მილამდეა დაშორებული, რათა შექმნან ფენის შიდა ტევადობა.ამ კონდენსატორის დიდი უპირატესობა ის არის, რომ ის უფასოა და მხოლოდ PCB-ის წარმოების შენიშვნებში უნდა იყოს მითითებული.თუ ელექტრომომარაგების ფენა უნდა გაიყოს და ერთსა და იმავე ფენაზე არის რამდენიმე VDD დენის რელსი, უნდა იქნას გამოყენებული ელექტრომომარაგების ყველაზე დიდი შრე.არ დატოვოთ ცარიელი ხვრელები, არამედ ყურადღება მიაქციეთ მგრძნობიარე სქემებს.ეს გაზრდის ამ VDD ფენის ტევადობას.თუ დიზაინი იძლევა დამატებითი ფენების არსებობის საშუალებას, ელექტრომომარაგების პირველ და მეორე ფენებს შორის უნდა განთავსდეს ორი დამატებითი დამიწების ფენა.ბირთვის ერთი და იგივე მანძილის შემთხვევაში 2-დან 3 მილამდე, ლამინირებული სტრუქტურის თანდაყოლილი ტევადობა ამ დროს გაორმაგდება.

იდეალური PCB ლამინირებისთვის, დაწყვილების კონდენსატორები უნდა იყოს გამოყენებული ელექტრომომარაგების ფენის საწყის წერტილში და DUT-ის გარშემო, რაც უზრუნველყოფს PDS წინაღობის დაბალი სიხშირის მთელ დიაპაზონში.0.001µF-დან 100µF-მდე კონდენსატორების გამოყენება დაგეხმარებათ ამ დიაპაზონის დაფარვაში.არ არის აუცილებელი ყველგან იყოს კონდენსატორები;დოკ კონდენსატორები პირდაპირ DUT-ის საწინააღმდეგოდ დაარღვევს წარმოების ყველა წესს.თუ ასეთი მკაცრი ზომებია საჭირო, წრეს სხვა პრობლემები აქვს.

ღია ბალიშების მნიშვნელობა (E-Pad)

ეს არის მარტივი ასპექტი, რომელიც შეუმჩნეველია, მაგრამ მნიშვნელოვანია PCB დიზაინის საუკეთესო შესრულებისა და სითბოს გაფრქვევის მისაღწევად.

ექსპოზიციური პანელი (Pin 0) ეხება ბალიშს უმეტეს თანამედროვე მაღალსიჩქარიანი IC-ების ქვეშ და ეს არის მნიშვნელოვანი კავშირი, რომლის მეშვეობითაც ჩიპის მთელი შიდა დამიწება დაკავშირებულია მოწყობილობის ქვეშ არსებულ ცენტრალურ წერტილთან.დაუცველი ბალიშის არსებობა ბევრ გადამყვანს და გამაძლიერებელს საშუალებას აძლევს აღმოფხვრას დამიწების ქინძის საჭიროება.მთავარია სტაბილური და საიმედო ელექტრო კავშირი და თერმული კავშირი ჩამოყალიბდეს ამ ბალიშის PCB-ზე შედუღებისას, წინააღმდეგ შემთხვევაში სისტემა შეიძლება სერიოზულად დაზიანდეს.

ღია ბალიშებისთვის ოპტიმალური ელექტრო და თერმული კავშირების მიღწევა შესაძლებელია სამი ნაბიჯის შემდეგ.პირველ რიგში, სადაც ეს შესაძლებელია, ღია ბალიშები უნდა განმეორდეს თითოეულ PCB ფენაზე, რაც უზრუნველყოფს უფრო სქელ თერმულ კავშირს ყველა ადგილზე და, შესაბამისად, სითბოს სწრაფ გაფრქვევას, განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მაღალი სიმძლავრის მოწყობილობებისთვის.ელექტრული მხრივ, ეს უზრუნველყოფს კარგ ეკვიპოტენციურ კავშირს დამიწების ყველა ფენისთვის.დაუცველი ბალიშების ქვედა ფენაზე გამეორებისას, ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც დასაბუთების წერტილი და ადგილი სითბოს ნიჟარების დასამონტაჟებლად.

შემდეგი, გაყავით ღია ბალიშები რამდენიმე იდენტურ ნაწილად.ჭადრაკის ფორმა საუკეთესოა და მიიღწევა ეკრანის ჯვარედინი ბადეებით ან შედუღების ნიღბებით.ხელახალი აწყობის დროს შეუძლებელია იმის დადგენა, თუ როგორ მიედინება შედუღების პასტა მოწყობილობასა და PCB-ს შორის კავშირის დასამყარებლად, ამიტომ კავშირი შეიძლება იყოს, მაგრამ არათანაბრად განაწილებული, ან უარესი, კავშირი მცირეა და მდებარეობს კუთხეში.ღია ბალიშის უფრო მცირე ნაწილებად დაყოფა საშუალებას აძლევს თითოეულ ზონას ჰქონდეს კავშირის წერტილი, რაც უზრუნველყოფს საიმედო, თანაბარ კავშირს მოწყობილობასა და PCB-ს შორის.

და ბოლოს, უზრუნველყოფილი უნდა იყოს, რომ თითოეულ მონაკვეთს ჰქონდეს ნახვრეტიანი კავშირი მიწასთან.ტერიტორიები, როგორც წესი, საკმარისად დიდია მრავალჯერადი გადასასვლელად.შეკრების წინ, დარწმუნდით, რომ შეავსეთ თითოეული ჩიპი შედუღების პასტით ან ეპოქსიდით.ეს ნაბიჯი მნიშვნელოვანია იმის უზრუნველსაყოფად, რომ დაუცველი ბალიშის გამაგრილებელი პასტა არ შემოვა უკან სავალი ღრუში, რაც სხვაგვარად შეამცირებს სათანადო კავშირის შანსებს.

PCB-ში ფენებს შორის ჯვარედინი დაწყვილების პრობლემა

PCB-ის დიზაინში, ზოგიერთი მაღალსიჩქარიანი გადამყვანის გაყვანილობის განლაგება აუცილებლად ექნება ერთ წრედს მეორესთან ჯვარედინი ფენას.ზოგიერთ შემთხვევაში, მგრძნობიარე ანალოგური ფენა (დენი, დამიწება ან სიგნალი) შეიძლება იყოს პირდაპირ მაღალი ხმაურის ციფრული ფენის ზემოთ.დიზაინერების უმეტესობა ფიქრობს, რომ ეს შეუსაბამოა, რადგან ეს ფენები განლაგებულია სხვადასხვა ფენებზე.ეს ასეა?მოდით შევხედოთ მარტივ ტესტს.

შეარჩიეთ ერთ-ერთი მიმდებარე ფენა და შეიტანეთ სიგნალი ამ დონეზე, შემდეგ შეაერთეთ ჯვარედინი დაწყვილებული ფენები სპექტრის ანალიზატორთან.როგორც ხედავთ, ძალიან ბევრი სიგნალია მიმდებარე ფენასთან დაკავშირებული.40 მილი მანძილის შემთხვევაშიც კი, არსებობს აზრი, რომ მიმდებარე ფენები კვლავ ქმნიან ტევადობას, ასე რომ ზოგიერთ სიხშირეზე სიგნალი კვლავ შეერთდება ერთი ფენიდან მეორეზე.

თუ ვივარაუდებთ, რომ ფენაზე მაღალი ხმაურის ციფრულ ნაწილს აქვს 1V სიგნალი მაღალი სიჩქარით გადამრთველიდან, უმართავი ფენა დაინახავს 1mV სიგნალს ამოძრავებული ფენიდან, როდესაც ფენებს შორის იზოლაცია არის 60dB.12-ბიტიანი ანალოგური ციფრული გადამყვანისთვის (ADC) 2Vp-p სრულმასშტაბიანი რხევით, ეს ნიშნავს 2LSB (ნაკლებად მნიშვნელოვანი ბიტი) დაწყვილებას.მოცემული სისტემისთვის ეს შეიძლება არ იყოს პრობლემა, მაგრამ უნდა აღინიშნოს, რომ როდესაც გარჩევადობა იზრდება 12-დან 14 ბიტამდე, მგრძნობელობა იზრდება ოთხჯერ და, შესაბამისად, შეცდომა იზრდება 8LSB-მდე.

ჯვარედინი სიბრტყეზე/შრეთაშორისი დაწყვილების იგნორირებამ შეიძლება არ გამოიწვიოს სისტემის დიზაინის წარუმატებლობა, ან შეასუსტოს დიზაინი, მაგრამ სიფხიზლე უნდა იყოს, რადგან ორ ფენას შორის შეიძლება იყოს იმაზე მეტი დაწყვილება, ვიდრე მოსალოდნელია.

ეს უნდა აღინიშნოს, როდესაც ხმაურის ყალბი შეერთება აღმოჩენილია სამიზნე სპექტრში.ზოგჯერ განლაგების გაყვანილობამ შეიძლება გამოიწვიოს არასასურველი სიგნალები ან ფენების ჯვარედინი დაწყვილება სხვადასხვა ფენებთან.გაითვალისწინეთ ეს სენსიტიური სისტემების გამართვისას: პრობლემა შეიძლება იყოს ქვედა ფენაში.

სტატია აღებულია ქსელიდან, თუ რაიმე დარღვევაა, გთხოვთ დაგვიკავშირდეთ წასაშლელად, გმადლობთ!