и снова разводка питания Опции

[shf_05]

возможно вопрос довольно надуманный, но
4-х слойная плата, один слой gnd, под ИМС (DSP, CPLD, ASIC- не важно), полигон GND на top, на bot конденсаторы (на top не куда ставить), последовательно с питанием стоит одна на всю ИМС бусина. питание по плате - полигон 3,3V.

как лучше подвести питание к каждой ноге- по слою bot дорожкой, как на 1-м рисунке или сделать "локальный" полигон - "3,3В после бусины" как на 2-м рисунке (полигон 3,3V не залит для наглядности)?
или сделать полигон+дорожка bot?
имхо- для имс на частотах до 200МГц и шине единицы МГц это не очень критично(???)

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Ant_m]

По моему нужно выбрать один из вариантов:
- или просто дорожка;
- или полигон.

Предложенный вами второй вариант не очень хорош, потому что вы делаете полигон, а на другом слое дорожку. И получается рамочная антенна, т. к дорожка замыкается полигоном с 2-х сторон.

Есть еще один момент - ферритовую бусину вы поставили а дальше? Где конденсаторы для фильтра?
Поставьте до дросселя конденсатор(ы), рядом, хотя бы по 1 мкф, а лучше 4,7мк.

[shf_05]

По моему нужно выбрать один из вариантов:
- или просто дорожка;
- или полигон.
Предложенный вами второй вариант не очень хорош, потому что вы делаете полигон, а на другом слое дорожку. И получается рамочная антенна, т. к дорожка замыкается полигоном с 2-х сторон.
Есть еще один момент - ферритовую бусину вы поставили а дальше? Где конденсаторы для фильтра?
Поставьте до дросселя конденсатор(ы), рядом, хотя бы по 1 мкф, а лучше 4,7мк.

тоже думал про антенну. однако площадь антены очень мала- полигон в слое pwr очень близко к слою bot и ПО довольно близко др. к др. и их несколько, вобщем есть мнения, что это некритично(реально мне сложно судить).

неподалеку от бусины (около 1-2см) стоит тантал на 10мкф и 0,1мк, хотя еще 10мк после бусины мне кажется делают их не очень нужными.

про полигон в слое pwr идет разговор типа если он будет просто 3,3V, то емкость полигон-разводка на слое bot зашунтирует бусину.(что, имхо- сомнительно).

тогда если есть полигон, мне непонятно зачем дорожка в bot.

выходит простой вопрос и столько разных мнений...

[Ant_m]

про полигон в слое pwr идет разговор типа если он будет просто 3,3V, то емкость полигон-разводка на слое bot зашунтирует бусину.(что, имхо- сомнительно).

Я подразумевал что полигон, который под микросхемой, подключен к бусине. Примерно так:


Если сделать 2 полигона друг над другом, один 3,3В, а другой фильтрованное 3,3, то конечно ситуация ухудшится за счет емкости.

По поводу емкости находящейся в 2 см от дросселя - не забываем что переменный ток (в данном случае шум) который вы фильтруете "бусиной", замыкается на ближайшем конденсаторе. Т.е по плате, будет гулять переменный ток, между бусиной и конденсатором 0,1мк, который в 2см. Поэтому, весьма желательно конденсатор ставить как можно ближе. Хотя критичность всего этого, зависит от частоты и от токов, которые потребляет микросхема. На малых токах, 10-100мА, этот пройдет, а на больших, будете ловить иглы по плате.

[cioma]

Огласите весь стекап. Может, на слое 3 место под полигон питания есть?

[shf_05]

Огласите весь стекап. Может, на слое 3 место под полигон питания есть?

top-gnd-pwr-bot

Я подразумевал что полигон, который под микросхемой, подключен к бусине. Примерно так:


Если сделать 2 полигона друг над другом, один 3,3В, а другой фильтрованное 3,3, то конечно ситуация ухудшится за счет емкости.

По поводу емкости находящейся в 2 см от дросселя - не забываем что переменный ток (в данном случае шум) который вы фильтруете "бусиной", замыкается на ближайшем конденсаторе. Т.е по плате, будет гулять переменный ток, между бусиной и конденсатором 0,1мк, который в 2см. Поэтому, весьма желательно конденсатор ставить как можно ближе. Хотя критичность всего этого, зависит от частоты и от токов, которые потребляет микросхема. На малых токах, 10-100мА, этот пройдет, а на больших, будете ловить иглы по плате.

1. так и включен полигон.
2. имееется ввиду не 2 полигона, а полигон 3,3В (слой pwr) и над ним разведено дорожкой 3,3В за бусиной+емкости (слой bot).
3. я так понимаю емкости, установленные близко к пинам как раз направлены против "пиковых" токов, а электролит уже для более медленных токов но большей величины. а бусина является "резистором" для токов частотой >300МГц, где от емкостей толку немного.(???)

[DuMaH]

1. так и включен полигон.

Простите, а какой смысл в конденсаторе, включенном до бусины? Если применяете феррит, то и ставьте конденсатор после нее.

2. имееется ввиду не 2 полигона, а полигон 3,3В (слой pwr) и над ним разведено дорожкой 3,3В за бусиной+емкости (слой bot).

Если у Вас есть полигон для "чистых 3,3В", то для чего еще дорожка? Я бы не делал.

3. я так понимаю емкости, установленные близко к пинам как раз направлены против "пиковых" токов, а электролит уже для более медленных токов но большей величины.

Электролит, в силу высокой паразитной индуктивности, плохо фильтрует высокочастотные помехи. Тем не менее, рекомендую его поставить. Причем после бусины.

а бусина является "резистором" для токов частотой >300МГц, где от емкостей толку немного.(???)

Бусина работает в паре с конденсаторами, образуя частотно-зависимый делитель.

[shf_05]

Простите, а какой смысл в конденсаторе, включенном до бусины? Если применяете феррит, то и ставьте конденсатор после нее.
Если у Вас есть полигон для "чистых 3,3В", то для чего еще дорожка? Я бы не делал.
Электролит, в силу высокой паразитной индуктивности, плохо фильтрует высокочастотные помехи. Тем не менее, рекомендую его поставить. Причем после бусины.
Бусина работает в паре с конденсаторами, образуя частотно-зависимый делитель.

электролит имеется после бусины на 10мк+0,1мк на каждую ногу питания, до бусины электролит на 100мк "на всю плату" после стабилизатора.
дорожку думал сделать, чтобы с бусины на полигон чистых 3,3в питание шло через несколько ПО.
ага, хотя ряд производителей указывают на практически полную несостоятельность конденсаторов фильтровать гармоники "прямоугольных" токов.

[Scanner]

хотя ряд производителей указывают на практически полную несостоятельность конденсаторов фильтровать гармоники "прямоугольных" токов.
Может выложить документ где это написано?

[shf_05]

хотя ряд производителей указывают на практически полную несостоятельность конденсаторов фильтровать гармоники "прямоугольных" токов.
Может выложить документ где это написано?

например здесь (Texas Instruments sdya011.pdf), есть еще более категоричные статьи (вроде тоже TI и еще производитель бусин, к сож. не могу сейчас найти статью), когда речь идет о частотах выше 300МГц.

Прикрепленные файлы

 _________________________.pdf ( 187.68 килобайт ) Кол-во скачиваний: 119

 

[DuMaH]

например здесь (Texas Instruments sdya011.pdf), есть еще более категоричные статьи (вроде тоже TI и еще производитель бусин, к сож. не могу сейчас найти статью), когда речь идет о частотах выше 300МГц.

Во-первых, в данном документе описана совершенно иная конструкция платы. Длинные узкие шины питания и земли, образующие, вкупе с керамическими развязывающими конденсаторами, высокодобротные колебательные контуры, звенящие на высокой частоте. Те же контуры работают как рамочные антенны и передают этот "звон" в эфир. И статья-то собственно про ЭМС и уменьшение излучения. На Вашей плате такая ситуация исключена в принципе, так как разводка питания выполнена плоскостью и единым (я надеюсь) слоем "земли".
Во-вторых, я не нашел там упоминания о неэффективности конденсаторов для фильтрации напряжения питания ИС.

[shf_05]

Во-первых, в данном документе описана совершенно иная конструкция платы. .....выполнена плоскостью и единым (я надеюсь) слоем "земли".
Во-вторых, я не нашел там упоминания о неэффективности конденсаторов для фильтрации напряжения питания ИС.

1. ну да, тем не менее такая проблема есть?
,..., да (только gnda и gnd разделены).

2. да, здесь речь не совсем о неэффективности фильтрации, тем не менее (к сожалению не могу найти источник) развязка конденсаторами 0,1мкф (1206 или 0805) малоэффективна при больших частотах, (особо любят приводить хар-ки сопротивления конденсаторов), а вот 0,1+0,01илидаже+0,001мкф+емкость полигона якобы уже "тема" хотя в моем конкретном случае это не так.

пс- не берусь судить справедливости этих выкладок, пока сам не по измеряю приборами, а так приходится оприаться на теорию и чужую практику.
а ЭМС- имхо- дело взаимное, если плата хорошо "излучает", то и хорошо ловит.

[Alexer]

Как известно, идеальный конденсатор характеризуется очень большим полным сопротивление на низких частотах и очень малым сопротивлением на высоких частотах. Но реальный конденсатор имеет паразитную индуктивность, которая в первую очередь зависит от конструкции корпуса конденсатора. Так вот, чем меньше корпус тем меньше его индуктивность. При повышении частоты полное сопотивление падает, но при достижении определенного минимума происходит резкий рост полного сопротивления, обусловленного индуктивностью корпуса конденсатора и эффективность конденсатора начинает резко снижаться. Уменьшение корпуса позволяет отодвинуть эту точку минимума в область более высоких частот.
Вот почему применение корпусов 1210 и 0805 на высоких частотах не оправдано.

[shf_05]

именно так, однако мне приходится ставить 0805 из-за технологических соображений(((.
давайте не будем более упираться на св-ва конденсаторов. более интересен был вопрос топологии платы.
пс- я решил все таки оставить и полигон и дорожку на bot, там где не получается дорожкой, буду делать полигон + несколько ПО рядом с бусинкой.

[b.igor]

именно так, однако мне приходится ставить 0805 из-за технологических соображений(((.

И зачем их тогда ставить, если они не выполняют своих функций?

[DuMaH]

И зачем их тогда ставить, если они не выполняют своих функций?

Боже, что же делать!

Уменьшение корпуса позволяет отодвинуть эту точку минимума в область более высоких частот.
Вот почему применение корпусов 1210 и 0805 на высоких частотах не оправдано.

Вот характеристики керамических кондеров, производства КЕМЕТ  F3102_CE_p71.pdf ( 405.12 килобайт ) Кол-во скачиваний: 192

Как можно заметить:
1) Конденсаторы разных типоразмеров, но одной и той же емкости имеют примерно похожую зависимость Z от частоты.
Даже, я бы сказал, что 0805 и 1206 чуть выигрывают.
2) Резонансная частота выше для конденсаторов меньшей емкости.
Вывод: не от размера корпуса зависит импеданс, а от емкости, которая пропроциональна числу слоев в структуре конденсатора. Меньше слоев - меньше емкость, но и индуктивность (и омическое сопротивление, кстати) меньше.
Теперь насчет "применение не оправдано". Как видим, к примеру, импеданс конденсатора 0,1мкФ в корпусе 1206 (диэлектрик X7R) на 300МГц примерно равен 4Ом. Ровно столько же, сколько на 300кГц. Оправдано ли применение этого конденсатора для фильтрации помехи 300кГц?

[cioma]

B про индуктивность монтажа не стоит забывать, а она обычно превышает индуктивность конденсатора.

[Scanner]

Да вроде простой вопрос с конденсаторами, а выходит и не такой простой. Вспоминаю ка под лупой разглядывал видеокарту и там встречались ёмкостя 0,1 и 1000пф на одной шине питания.

[shf_05]

И зачем их тогда ставить, если они не выполняют своих функций?

ну как не выполняют- выполняют только в опр. полосе частот, у меня все работает до 200МГц + емкость полигон-земля помогает по идее.
не все же совсем потеряно- ну будет сопротивление 1206 на 1ГГц 10Ом не страшно.

Вот характеристики керамических кондеров, производства КЕМЕТ  F3102_CE_p71.pdf ( 405.12 килобайт ) Кол-во скачиваний: 192

КЕМЕТ хорошие конденсаторы.
вот для др. производителей бывает что размеры посильнее влияют на индуктивность и сопротивление у них повыше.

Да вроде простой вопрос с конденсаторами, а выходит и не такой простой. Вспоминаю ка под лупой разглядывал видеокарту и там встречались ёмкостя 0,1 и 1000пф на одной шине питания.

есть прямые рекомендации ставить 1+0,01+0,001мки меньшей емкости ближе к ногам питания и на слое топ (чтобы не было ПО). хотя референс боард сделан 0,1+0,01 и на боттоме (конд. 0603). так что рекомендации рекомендациями а сам производитель делает как "проще". все равно работать будет.

а вот полигоны Gnd вещь нужная- один бывший коллега развел плату на основе DSP с тактовой всего 28МГц без полигонов, разбивал лоб, говорил будет работать. ну работало, сильно грешили на "глючность" ПО, пока не переделалм плату с полигонами, "глюки" ПО как то сразу исчезли...

вот пара статей про развязку

Прикрепленные файлы

 mlcbypas.pdf ( 159.04 килобайт ) Кол-во скачиваний: 84
 MT_101.pdf ( 954.06 килобайт ) Кол-во скачиваний: 237

 

[DuMaH]

КЕМЕТ хорошие конденсаторы.
вот для др. производителей бывает что размеры посильнее влияют на индуктивность и сопротивление у них повыше.

Напомнило анекдот.
Профессор спрашивает студентов-химиков:
- Вот скажите мне, чем надо закусывать хороший коньяк?
- Лимоном! Шоколадом!
- Неправильно! Хороший коньяк закусывать не нужно. А чем закусывать плохой коньяк?
- Ириской! Огурцом!
- Неправильно! Плохой коньяк не нужно пить!
ИМХО, я бы не ставил конденсаторы (как и любые другие компоненты) неизвестного производителя или неподходящие по параметрам. Пусть мне их хоть даром отдадут. Дороже выйдет в итоге.

а вот полигоны Gnd вещь нужная- один бывший коллега...

Его уволили? Есть за что...

... развел плату на основе DSP с тактовой всего 28МГц без полигонов, разбивал лоб, говорил будет работать. ну работало, сильно грешили на "глючность" ПО, пока не переделалм плату с полигонами, "глюки" ПО как то сразу исчезли...

Не на тактовую частоту надо обращать внимание. Важна длительность фронтов сигнала и их электрическая длина в сравнении с физической длиной линии. Все по заветам Джонсона и Грэхема

Сообщение отредактировал DuMaH - Jul 6 2010, 07:41

[trigger1985]

Уважаемые коллеги маленький вопрос по теме.
У нас на производство просит питание/землю делать сеткой с окнами 0.5х0.5 т.к.
меньшие окна не протравливаются. Если перетравливать, то проводники расположенные в этих слоях также перетравливаются.
Сплошными полигонами против, т.к. агдезия препрегов к меди значительно хуже, чем к ядрам.
В технологические особенности вникать не хочу.
Требуется обосновать необходимость сплошных полигонов, тогда руководство согласиться изготавливать на стороне. А на производстве, как увидят, что заказы мимо идут, глядишь научаться нормально делать.

[shf_05]

Требуется обосновать необходимость сплошных полигонов, тогда руководство согласиться изготавливать на стороне. А на производстве, как увидят, что заказы мимо идут, глядишь научаться нормально делать.

это вряд ли, если только новое оборудование поставят.
а вот сплошные полигоны с точки зрения ЭМС вряд ли удастся обосновать- они практически не отличаются от сплошных, если не гонять по плате амперные токи, а вы поставьте какой нибудь корпус, который отводит тепло на полигон и будет Вам обоснование.

[DuMaH]

Требуется обосновать необходимость сплошных полигонов, тогда руководство согласиться изготавливать на стороне.

На Вашем месте, я бы сперва обосновал руководству необходимость отдельного слоя "земли" без дорожек.
Насчет сетки. Во-первых, неплохо бы знать еще и ширину линий сетки, т.к. именно она определяет индуктивность сетчатого полигона питания. Можно даже попробовать примерно расчитать паразитную индуктивность в цепи питания какой-нибудь микросхемы.
Во-вторых, даже без расчетов понятно, что плата с сетчатыми полигонами будет излучать лучше, чем со сплошными. Возможны проблемы с ЭМС.

[shf_05]

Во-вторых, даже без расчетов понятно, что плата с сетчатыми полигонами будет излучать лучше, чем со сплошными. Возможны проблемы с ЭМС.

если шаг сетки менее 1/10 (некоторые указывают даже 1/4) длины волны макс. частоты на плате, то разница оччень мала.
даже несколько || дорожек, расположенных очень близко эквивалентны по индуктивности равной по толщине.

[cioma]

Вот и вопрос - какие фронты ходят по плате? После этого можно будет ответить и по сетчатым полигонам.
Хотя это, конечно, технология 30-летней давности.

[shf_05]

Вот и вопрос - какие фронты ходят по плате? После этого можно будет ответить и по сетчатым полигонам.
Хотя это, конечно, технология 30-летней давности.

оффтоп:
на нек-х оборонных предприятиях нельзя использовать покупные платы, они делают сами. например мой знакомый работает с циклон3, разведенным на 2-х слойке, после 2-3 паек дорожки отслаиваются от платы, маски нет. все это выглядит и вправду по "военному"...

[Rex]

Полигон-сетка хуже пригоден для обеспечения волнового сопротивления, что важно для высокоскоростных сигналов.
Между прочим, нельзя сводить сетку лишь к технологическим аспектам. Возможны ситуации, когда нужно не разрывая полигона земли пустить обратный ток сигнала в обход определенного участка платы. Сетка обладает бОльшими сопротивлением и индуктивностью, так что обратка потечет по границе сплошного и сетчатого участков полигона.