AGND болон DGND газрын давхаргыг тусгаарлах ёстой юу?
Энгийн хариулт нь нөхцөл байдлаас шалтгаална, нарийвчилсан хариулт нь ихэвчлэн тусгаарлагддаггүй.Учир нь ихэнх тохиолдолд газрын давхаргыг тусгаарлах нь зөвхөн буцах гүйдлийн индукцийг нэмэгдүүлэх бөгөөд энэ нь сайнаас илүү их хор хөнөөл учруулдаг.V = L(di/dt) томьёо нь индукц нэмэгдэхийн хэрээр хүчдэлийн дуу чимээ ихсэж байгааг харуулж байна.Шилжүүлэгч гүйдэл нэмэгдэхийн хэрээр (хувиргагчийн түүвэрлэлтийн хурд нэмэгддэг тул) хүчдэлийн дуу чимээ ч нэмэгдэх болно.Тиймээс газардуулгын давхаргууд хоорондоо холбогдсон байх ёстой.
Жишээ нь, зарим хэрэглээнд уламжлалт дизайны шаардлагад нийцүүлэхийн тулд бохир автобусны хүч эсвэл дижитал хэлхээг тодорхой газар байрлуулах ёстой, гэхдээ хэмжээ хязгаараас хамааран самбарыг сайн зохион байгуулалтын хуваалтад хүрч чадахгүй болгож байна. Тусдаа газардуулгын давхарга нь сайн гүйцэтгэлд хүрэх түлхүүр юм.Гэсэн хэдий ч ерөнхий дизайныг үр дүнтэй болгохын тулд эдгээр газардуулгын давхаргууд нь самбар дээрх хаа нэгтээ гүүр эсвэл холболтын цэгээр холбогдсон байх ёстой.Тиймээс холболтын цэгүүд нь тусгаарлагдсан газардуулгын давхаргуудаар жигд тархсан байх ёстой.Эцсийн эцэст, ПХБ дээр холболтын цэг байх нь ихэвчлэн гүйцэтгэлийг доройтуулахгүйгээр гүйдлийг эргүүлэх хамгийн сайн байршил болдог.Энэ холболтын цэг нь ихэвчлэн хөрвүүлэгчийн ойролцоо эсвэл доор байрладаг.
Цахилгаан хангамжийн давхаргыг төлөвлөхдөө эдгээр давхаргад байгаа бүх зэсийн ул мөрийг ашиглана.Боломжтой бол эдгээр давхаргууд хоорондоо зэрэгцүүлэхийг бүү зөвшөөр, учир нь нэмэлт шугамууд нь цахилгаан хангамжийн давхаргыг жижиг хэсгүүдэд хуваах замаар хурдан гэмтээж болно.Үүссэн сийрэг цахилгаан давхарга нь одоогийн замыг хамгийн их хэрэгцээтэй газар, тухайлбал хөрвүүлэгчийн тэжээлийн зүү рүү шахаж чаддаг.Дамжуулагч ба шугамын хоорондох гүйдлийг шахах нь эсэргүүцлийг нэмэгдүүлж, хөрвүүлэгчийн тэжээлийн зүү дээр бага зэрэг хүчдэлийн уналт үүсгэдэг.
Эцэст нь цахилгаан хангамжийн давхаргыг байрлуулах нь чухал юм.Хэзээ ч дуу чимээ ихтэй дижитал тэжээлийн давхаргыг аналог цахилгаан хангамжийн давхаргын дээр бүү тавь, эс тэгвээс эдгээр нь өөр өөр давхарга дээр байгаа ч хосолсон хэвээр байж болно.Системийн гүйцэтгэлийн доройтлын эрсдлийг багасгахын тулд дизайн нь эдгээр төрлийн давхаргыг аль болох давхарлахаас илүүтэйгээр тусгаарлах ёстой.
ПХБ-ийн цахилгаан дамжуулах системийн (PDS) загварыг үл тоомсорлож болох уу?
PDS-ийн дизайны зорилго нь эрчим хүчний хангамжийн одоогийн эрэлтийн хариуд үүссэн хүчдэлийн долгионыг багасгах явдал юм.Бүх хэлхээнүүд нь гүйдэл шаарддаг бөгөөд зарим нь өндөр эрэлт хэрэгцээтэй байдаг бол бусад нь илүү хурдан гүйдэл шаарддаг.Бүрэн салгасан бага эсэргүүцэлтэй хүч эсвэл газрын давхаргыг ашиглах, сайн ПХБ-ийн цоолборлох нь хэлхээний одоогийн эрэлтээс шалтгаалан хүчдэлийн долгионыг багасгадаг.Жишээлбэл, хэрэв загвар нь 1А-ийн шилжих гүйдэлд зориулагдсан бөгөөд PDS-ийн эсэргүүцэл 10мΩ бол хамгийн их хүчдэлийн долгион нь 10мВ байна.
Нэгдүгээрт, ПХБ-ийн стекийн бүтцийг илүү том багтаамжийн давхаргыг дэмжихээр төлөвлөх хэрэгтэй.Жишээлбэл, зургаан давхаргат стек нь дээд дохионы давхарга, эхний газрын давхарга, эхний цахилгаан давхарга, хоёр дахь цахилгаан давхарга, хоёр дахь газрын давхарга, доод дохионы давхаргыг агуулж болно.Эхний газрын давхарга ба цахилгаан хангамжийн эхний давхарга нь давхарласан байгууламжид бие биенээсээ ойрхон байхаар хангагдсан бөгөөд эдгээр хоёр давхаргыг бие биенээсээ 2-3 милийн зайд байрлуулж, давхаргын дотоод багтаамжийг бүрдүүлнэ.Энэхүү конденсаторын давуу тал нь үнэ төлбөргүй бөгөөд зөвхөн ПХБ-ийн үйлдвэрлэлийн тэмдэглэлд зааж өгөх шаардлагатай байдаг.Хэрэв цахилгаан хангамжийн давхаргыг хуваах шаардлагатай бөгөөд нэг давхарга дээр олон VDD цахилгаан дамжуулагч байгаа бол хамгийн том цахилгаан хангамжийн давхаргыг ашиглах хэрэгтэй.Хоосон нүхийг бүү орхи, гэхдээ эмзэг хэлхээнд анхаарлаа хандуулаарай.Энэ нь VDD давхаргын багтаамжийг нэмэгдүүлэх болно.Хэрэв загвар нь нэмэлт давхаргууд байх боломжтой бол цахилгаан тэжээлийн эхний болон хоёр дахь давхаргын хооронд газардуулгын хоёр нэмэлт давхаргыг байрлуулна.Цөмийн хоорондох зай 2-оос 3 миль байх тохиолдолд энэ үед давхарласан бүтцийн багтаамж хоёр дахин нэмэгдэнэ.
Хамгийн тохиромжтой ПХБ-ийн цоолборлохын тулд цахилгаан тэжээлийн давхаргын эхлэлийн оролтын цэг болон DUT-ийн эргэн тойронд салгах конденсаторыг ашиглах ёстой бөгөөд энэ нь PDS эсэргүүцлийг бүх давтамжийн мужид бага байлгах болно.0.001μF-ээс 100μF хүртэлх тооны конденсаторыг ашиглах нь энэ хүрээг хамрахад тусална.Энэ нь хаа сайгүй конденсатор байх албагүй;Конденсаторуудыг шууд DUT-ийн эсрэг залгах нь үйлдвэрлэлийн бүх дүрмийг зөрчих болно.Хэрэв ийм ноцтой арга хэмжээ авах шаардлагатай бол хэлхээнд өөр асуудал гардаг.
Ил гарсан дэвсгэрийн ач холбогдол (E-Pad)
Энэ нь үл тоомсорлоход хялбар тал боловч ПХБ-ийн дизайны хамгийн сайн гүйцэтгэл, дулаан ялгаруулалтыг бий болгоход чухал ач холбогдолтой юм.
Ил гарсан дэвсгэр (Pin 0) нь ихэнх орчин үеийн өндөр хурдны IC-ийн доорх дэвсгэрийг хэлдэг бөгөөд энэ нь чипийн бүх дотоод газардуулга нь төхөөрөмжийн доор байрлах төв цэгт холбогдсон чухал холболт юм.Нээлттэй дэвсгэр байгаа нь олон хувиргагч болон өсгөгчийг газардуулгын зүү шаардлагагүй болгох боломжийг олгодог.Хамгийн гол нь энэ дэвсгэрийг ПХБ-д гагнах үед тогтвортой, найдвартай цахилгааны болон дулааны холболтыг бий болгох явдал юм, эс тэгвээс систем ноцтой гэмтэж болзошгүй.
Ил гарсан дэвсгэрүүдийн цахилгаан ба дулааны оновчтой холболтыг гурван алхамыг дагаж хийж болно.Нэгдүгээрт, боломжтой бол ил гарсан дэвсгэрүүдийг ПХБ-ийн давхарга бүр дээр хуулбарлах хэрэгтэй бөгөөд энэ нь бүх газарт илүү зузаан дулааны холболтыг хангаж, улмаар дулааныг хурдан тараах, ялангуяа өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмжүүдэд чухал ач холбогдолтой.Цахилгааны тал дээр энэ нь газардуулгын бүх давхаргын тэнцвэртэй сайн холболтыг хангана.Доод давхарга дээр ил гарсан дэвсгэрийг хуулбарлахдаа үүнийг салгах газар болгон ашиглаж, дулаан шингээгч суурилуулах газар болгон ашиглаж болно.
Дараа нь ил гарсан дэвсгэрүүдийг хэд хэдэн ижил хэсгүүдэд хуваа.Шатны самбарын хэлбэр нь хамгийн тохиромжтой бөгөөд дэлгэцийн хөндлөн тор эсвэл гагнуурын маск ашиглан хийж болно.Дахин урсгах угсралтын үед төхөөрөмж болон ПХБ-ийн хоорондох холболтыг тогтоохын тулд гагнуурын зуурмаг хэрхэн урсаж байгааг тодорхойлох боломжгүй тул холболт нь байж болох ч жигд бус тархсан, эсвэл бүр дордох нь холболт нь жижиг, буланд байрладаг.Ил гарсан дэвсгэрийг жижиг хэсгүүдэд хуваах нь хэсэг бүрийг холбох цэгтэй болгох боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр төхөөрөмж болон ПХБ-ийн хооронд найдвартай, жигд холболтыг хангана.
Эцэст нь, хэсэг бүр нь газардуулгатай хэт нүхтэй холболттой байх ёстой.Талбайнууд нь ихэвчлэн олон дамжуулалт хийх хангалттай том байдаг.Угсрахаасаа өмнө сав бүрийг гагнуурын зуурмаг эсвэл эпоксиоор дүүргэхээ мартуузай.Энэ алхам нь ил гарсан дэвсгэр гагнуурын зуурмаг нь хоолойн хөндий рүү буцаж урсахгүй байх нь чухал бөгөөд энэ нь зөв холболт хийх боломжийг бууруулдаг.
ПХБ дахь давхаргууд хоорондын хөндлөн холболтын асуудал
ПХБ-ийн дизайнд зарим өндөр хурдны хөрвүүлэгчийн схемийн утаснууд нь нэг хэлхээний давхарга нь нөгөөтэй огтлолцсон байх нь гарцаагүй.Зарим тохиолдолд мэдрэмтгий аналог давхарга (эрчим хүч, газар, дохио) нь дуу чимээ ихтэй тоон давхаргын шууд дээр байж болно.Ихэнх дизайнерууд эдгээр давхаргууд нь өөр өөр давхаргад байрладаг тул энэ нь хамааралгүй гэж үздэг.Ийм тохиолдол байна уу?Энгийн тестийг авч үзье.
Зэргэлдээх давхаргуудын аль нэгийг сонгоод тухайн түвшинд дохиог оруулаад хөндлөн холбосон давхаргыг спектр анализаторт холбоно.Таны харж байгаагаар зэргэлдээ давхаргатай холбоотой маш олон дохио байдаг.Хэдийгээр 40 миль зайтай байсан ч зэргэлдээх давхаргууд нь багтаамжийг үүсгэдэг хэвээр байгаа тул зарим давтамжид дохио нэг давхаргаас нөгөөд холбогдсон хэвээр байх болно.
Давхаргын өндөр дуу чимээтэй дижитал хэсэг нь өндөр хурдны унтраалгаас 1V дохиотой байна гэж үзвэл давхаргын хоорондох тусгаарлалт 60дБ байх үед жолоодлогогүй давхарга нь хөтлөгч давхаргаас холбосон 1мВ дохиог харна.2Vp-p бүрэн хэмжээний хэлбэлзэлтэй 12 битийн аналог-тоон хөрвүүлэгчийн (ADC) хувьд энэ нь 2LSB (хамгийн бага ач холбогдолтой бит) холболт гэсэн үг юм.Тухайн системийн хувьд энэ нь асуудал биш байж болох ч нягтралыг 12-оос 14 бит болгон нэмэгдүүлэхэд мэдрэмж нь дөрөв дахин нэмэгдэж, улмаар алдаа нь 8LSB болж нэмэгддэг гэдгийг анхаарах хэрэгтэй.
Хөндлөн хавтгай/давхарга хоорондын холболтыг үл тоомсорлох нь системийн дизайныг бүтэлгүйтүүлэхгүй, эсвэл дизайныг сулруулахгүй байж болох ч хоёр давхаргын хооронд төсөөлж байснаас илүү холболт үүсч болзошгүй тул сонор сэрэмжтэй байх ёстой.
Зорилтот спектр дотор дуу чимээний хуурамч холболт илэрсэн тохиолдолд үүнийг анхаарах хэрэгтэй.Заримдаа зохион байгуулалтын утаснууд нь санамсаргүй дохио эсвэл өөр өөр давхаргад давхаргын хөндлөн холболтод хүргэдэг.Мэдрэмтгий системийг дибаг хийхдээ үүнийг санаарай: асуудал доорх давхаргад байж болно.
Нийтлэлийг сүлжээнээс авлаа, хэрэв зөрчил байвал холбогдож устгана уу, баярлалаа!
Шуудангийн цаг: 2022 оны 4-р сарын 27