|
Возвратный путь для сигналов в TQFP корпусе |
|
|
|
Jun 26 2018, 08:48
|

Универсальный солдатик
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 634
Регистрация: 1-11-05
Из: Минск
Пользователь №: 10 362

|
Покажу картинку, о чем хочу затеять разговор.
 РЈРСВВеньшено Р В Р’В Р СћРІР‚ВР С• 82%
945 x 820 (218.46 килобайт)
|
Есть корпус TQFP, на нижней стороне платы блокировочные конденсаторы для него. Синие площадки - земля, красные - питания. Места, как всегда, мало, ставлю конденсаторы под корпусом (те, что с фиолетовыми площадками, и хочу остальные впихнуть, сколько смогу). Для ВЧ токов питания пути очевидны - площадка питания конденсатора, переходное отверстие, ножка питания микросхемы, кристалл в центре корпуса, ножка земли микросхемы, переходное отверстие, площадка земли конденсатора, конденсатор. Этот путь короче не сделать. Чем ближе конденсатор к выводам микросхемы, тем короче путь. Вопрос же в том, как идут сигналы, приходящие к корпусу снаружи. Дорожка, площадка сигнала корпуса, кристалл в центре корпуса, площадка земли корпуса, п ереходное отверстие под корпусом, земляной полигон. Имеется петля для возвратного тока от кристалла к ножке земли, потом под корпус и только потом по земле наружу, к источнику сигнала. А если бы блокировочные конденсаторы стояли снаружи корпуса (как сейчас с красными площадками стоят), этой петли не было бы. Важно ли это? Нет ли у тока такого свойства, что если он бежит туда (по проводам и выводам корпуса), а потом обратно (по земляному полигону), то этого пути как бы и нет, или он не равен геометрической сумме проводников. В принципе, вопрос можно упростить: если ток идет по петле из прижатых один к другому проводников, как учитывать такую петлю? А если подумать, то производители микросхем не заморачиваются, что сигналы к кристаллу добираются по проводникам внутри такого большого корпуса. Чего же мне неймется?
|
|
|
|
|
 |
Ответов
(45 - 59)
|
Jun 28 2018, 06:59
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 869
Регистрация: 28-02-08
Из: СПБ
Пользователь №: 35 463

|
QUOTE (Uree @ Jun 28 2018, 09:50)  Тоже не всегда нужно. На малых нагрузках дроссели хороши, в случае если нагрузка может изменяться быстро и в широких пределах(dI/dt) они могут конкретно все испортить. Нет, речь о Chip Beade (или ферритовые бусины по народному) всё же думаю, а не о дросселях как индуктивностях. Обязаны быть, ничего не портят при правильном выборе номинала, поскольку у них активное сопротивление только в широком диапазоне частот. Помогают почти всегда фильтровать высокие гармоники, теже "звоны" в питающих цепях и сигнальных также. Петля добавляет малую индуктивность совсем. А емкий конденсатор имеет высокий ESR. По тому и ставят их по два по три в цепях с сильноточным питанием, чтобы уменьшить общий ESR в широкой полосе, что не вызовет "звона" при высокой скорости нарастания напряжения.
|
|
|
|
|
Jun 28 2018, 08:10
|

Ally
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 6 232
Регистрация: 19-01-05
Пользователь №: 2 050

|
Цитата(ViKo @ Jun 28 2018, 10:36)  Так откройте даташит на любой регулятор питания и найдите там график зависимости выходного сопротивления от частоты. Будет вам основа. DC/DC конвертеры имеют полосу регулирования всего до нескольких сотен килогерц. Если речь о дросселях типа EMI Suppression Ferrite Bead, то они на таких частотах не работают. Если же это реальные дроссели, то не представляю как вы делаете компенсацию в DС/DC Она там просто на такое не рассчитана. Цитата(ViKo @ Jun 28 2018, 10:53)  И это не DC/DC, а линейные. Линейные также требуют компенсации, только попроще поскольку не рассчитывают на индуктивность. А если появляются дроссели, то линейным также снесет крышу как и импульсным.
|
|
|
|
|
Jun 28 2018, 08:38
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 284
Регистрация: 21-01-05
Пользователь №: 2 104

|
Цитата(ViKo @ Jun 28 2018, 10:53)  Вернемся к петле. Выскажитесь, что лучше, мой "грязный" вариант (обведенный кругом) или EvilWrecker-а с отдельными переходными? Ваш вариант, имеет меньшую площадь петли, за счет того что виа расположены ближе. У EvilWrecker - набор вариантов, и его подключение пинов к плейну не оптимален.
|
|
|
|
|
Jun 28 2018, 08:44
|
Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 415
Регистрация: 10-06-05
Из: Наукоград Кольцово(Новосибирск)
Пользователь №: 5 898

|
Развожу для себя платы изредка и больше для удовольствия. Поэтому прошу строго не судить. Есть две стратегии разводки питания. Первая - на каждый вывод по конденсатору и где-то электролит. Конденсатор поближе к ножке питания. Или даже несколько конденсаторов разных номиналов. Конденсаторы с меньшей емкостью ставят поближе к ножке микросхемы. Переходное отверстие в начале цепочки конденсаторов. На мой взгляд эта подходит до каких-то определенных частот. Я так разводил, например, на двухслойке Cyclone II. На каждый вывод по 0,1 мкФ, максимальная частота 48 МГц. Всё без проблем. Вторая - уже на более высокие частоты и с использованием выделенных слоев для питания и земли. Здесь уже стоит поиграться с моделированием. Я использовал Power Distribution Network для Altera. Идеология такая - на плате "реализуем" идеальный конденсатор с использованием конденсаторов (компонентов) и межслойного конденсатора. Т.е. на самых высоких частотах, когда уже компоненты не работают, в основном работает ёмкость между слоем питания и земли. Поэтому стараются снизить расстояние между этими слоями или использовать специальные препреги с высокой диэлектрической проницаемостью. В этом случае конденсаторы размещают в любом месте над полигоном(слоем) питания, но с минимальной индуктивностью от конденсатора до слоя питания. Поэтому выбирают ту сторону платы для установки конденсатора, до которой ближе слой питания, чтобы переходные отверстия были покороче. Делают несколько переходных отверстий. Уменьшают корпус конденсатора. Используют разные номиналы конденсаторов. Я, например, для Cyclone V использовал 0,001 мкФ, 0,0033 мкФ, 0,01 мкФ, 0,1 мкФ, 1 мкФ и 22 мкФ. Подводить же питание и землю к выводам микросхем также стараются с минимальной индуктивностью. Так добиваются, чтобы полное сопротивление слоя питания на всех частотах не превышало какого-то значения. Так вот вы разводите по первой стратегии, а ваш оппонент предлагает по второй. Я за вторую. P.S. Использую ферритовые бусины для того чтобы отвязать чувствительные части схемы от помех. Это, например, питание pll. Там не бывает больших и быстрых dI/dt, поэтому не стоит тут чего-то боятся. Но стоит опасаться возникновения резонансов поэтому желательно добавить конденсатор с приличной емкостью с заданным ESR.
|
|
|
|
|
Jun 28 2018, 08:49
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 284
Регистрация: 21-01-05
Пользователь №: 2 104

|
Цитата(ViKo @ Jun 28 2018, 10:53)  на питание ПЛИС дросселей я как раз и не ставлю Очень смело, если учесть что вы не моделируете PDN на наличие резонансных частот. У Altera есть PDN tool где быстро и просто можно приблизително глянуть, что же будет. https://www.altera.com/support/support-reso...ion-network.htm
|
|
|
|
|
Jun 28 2018, 09:09
|

Универсальный солдатик
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 634
Регистрация: 1-11-05
Из: Минск
Пользователь №: 10 362

|
Цитата(AlexandrY @ Jun 28 2018, 11:10)  DC/DC конвертеры имеют полосу регулирования всего до нескольких сотен килогерц. Если речь о дросселях типа EMI Suppression Ferrite Bead, то они на таких частотах не работают. Если же это реальные дроссели, то не представляю как вы делаете компенсацию в DС/DC Она там просто на такое не рассчитана. DC/DC использую готовые, а за ними - линейные. Цитата Линейные также требуют компенсации, только попроще поскольку не рассчитывают на индуктивность. А если появляются дроссели, то линейным также снесет крышу как и импульсным. Пусть сносит.  В данной теме речь о другом. Цитата(dinam @ Jun 28 2018, 11:44)  Так вот вы разводите по первой стратегии, а ваш оппонент предлагает по второй. Категорически не согласен. Я за такую же вторую, как и все. Для того имеется два внутренних слоя земли и питаний. Разница в мелочах. Чем ближе конденсатор к выводам ПЛИС, тем лучше он работает. В том числе и при наличии плоскостей питания и земли. Замечу также, что Via с меньшими размерами у EvilWrecker-а имеют бОльшую индуктивность, чем мои.
|
|
|
|
|
Jun 28 2018, 09:36
|

Универсальный солдатик
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 634
Регистрация: 1-11-05
Из: Минск
Пользователь №: 10 362

|
Цитата(dinam @ Jun 28 2018, 12:19)  Позволю с вами не согласиться. Смысл конкретного конденсатора, чтобы уменьшить сопротивление в конкретном диапазоне частот нашего "идеального" конденсатора. А вы предлагаете для конкретных двух выводов микросхемы. А "идеальный" конденсатор нам для чего? Не для того разве, чтобы сделать путь для ВЧ (импульсных) токов в ПЛИС с как можно меньшим импедансом. А просто в вакууме он никому не нужен. Цитата Также не совсем понял про via sharing. Чувствую, что там токи могут складываться и это вроде плохо. Плоховато для температурного режима, однако, думаю, не в данном случае. Здесь Via не "шарится" для нескольких источников больших постоянно текущих токов.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|