Много неразвязанных питаний 0.9-3.3В/5А с платы на плату, скажите, пожалуйста, как сделать, чтобы не шумело? Опции

[iiv]

Добрый день,
борюсь с шумами по питанию, пожалуйста, подсобите советом.

Есть плата с кучей разных потребителей, несколько аналоговых компонент, плиска (5-ый циклон), контроллер, ембеддед линукс. Над ней еще одна плата, уже с кучей ДС-ДС для питания. Платы примерно 2х15см габаритов, питаний 17 штук, все с общей землей, расстояние между плат около 5мм. Между платой питания и основной собираюсь проложить какой-то экран.

Основные потребители 1.1В/5А плиска, несколько контроллеров на 1.8В/1А, и в диапазоне 2.5В-3.3В куча аналоговой рассыпухи АЦП, усилители, миксеры, ОА, кварцы суммарно съедающих где-то 3А - к каждому веду свое питание, так как если их параллелить они сильно друг на друга шумят.

С платы на плату могу поставить пины сколько надо и в местах, где сидят потребители и жестко их спаять. Меня устроит, что конструкция будет не разборной.
Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю:
1. каждое питание вести парой - сигнал-земля, и на плате питания, и на плате с потребителем у переходника поставить по конденсатору (какому, как правильно его емкость рассчитать?),
2. стоит ли где-то ставить ферритовые бусины или супрессоры?
3. между платами поставить прослойку - силиконовая прокладка (3мм) - фольга - феррит (2мм), фольгу заземлить, ферритом к плате питания, силиконом - к плате потребителей.
4. могу вместо пинов, которые соединяют платы, поставить вертикально жирные ферритовые бусины и через них вести питание. Если так правильно, то как правильно посчитать их номинал?

Габариты и место на плате с потребителями сильно играет роль...
Спасибо!

ИИВ

[_4afc_]

борюсь с шумами по питанию, пожалуйста, подсобите советом.

Кто шумит - давим шумы.
На кого шумит - увеличиваем помехозащищённосить.

1. каждое питание вести парой - сигнал-земля, и на плате питания, и на плате с потребителем у переходника поставить по конденсатору (какому, как правильно его емкость рассчитать?),
2. стоит ли где-то ставить ферритовые бусины или супрессоры?

Феррит имеет сопротивление. После сопротивления будут пульсации питания эквивалентные току потребления.
Феррит лучше ставить перед цифровыми, малопотребляющими или источниками питания или помех.

Поставьте проходной конденсатор наибольшей ёмкости доступной на ваше напряжение и ток.

3. между платами поставить прослойку - силиконовая прокладка (3мм) - фольга - феррит (2мм), фольгу заземлить, ферритом к плате питания, силиконом - к плате потребителей.
4. могу вместо пинов, которые соединяют платы, поставить вертикально жирные ферритовые бусины и через них вести питание. Если так правильно, то как правильно посчитать их номинал?

Рано настолько усложнять плату. Приведите схему 17 питаний.

[iiv]

То, что есть сейчас на фото. Современная конструкция состоит из сборки двух плат, слева - аналог, по середине цифра, справа - питалово. Несколько DC-DC видны на нижней плате справа, все остальные под эдисонами.

Собираюсь модифицировать, что-то из аналога можно выбросить, объединить две плиски в одну, получится одна плата, но питалово воткнуть будет не куда, а его-то и перенести на другую плату.

Кто шумит - давим шумы.

1. шумит несколько DC-DC на частотах где-то 3МГц, я использую tps82085, один из таких комплектов сидит на верхней плате на фото справа, остальные 6 под эдисоном.
2. шумит плиска, вернее питалово плиски - при ее работе питание и земля колбасится сильно, передавая по земле шум в аналог.

Сама сборка содержит контакты, чтобы подать внешнее питание. Если к ним подключиться от хорошего источника по коаксиалу, шумы пропадают.

На плате, которая сверху аналог жестко разделен с цифрой, поэтому там шума нет, если подключаться от внешнего источника.
На нижней плате такого жесткого разделения нет, поэтому шум есть в аналоге от цифре, особенно когда нагружаешь плиску вычислениями (64 плисочных умножителя на 160МГц молотят скалярные произведения)

Феррит имеет сопротивление. После сопротивления будут пульсации питания эквивалентные току потребления.
Феррит лучше ставить перед цифровыми, малопотребляющими или источниками питания или помех.

да, перед питанием плиски, вернее перед 1.1В и 2.5В, перед питанием АЦПшки (3.0В, 0.5А), перед усилителями 5В/0.5А и еще импульсным усилителем 12В/0.2А. То есть чтобы питание каждого потребителя было развязано ферритами в том числе и по земле от остальных потребителей.

Рано настолько усложнять плату. Приведите схему 17 питаний.

привел, все еще рано?

Ограничение по габаритам, все должно быть по высоте не больше 10мм.

Фольгой надо было соединить земли плат.

а если сделать аналоговую плату, и полностью ее обернуть фольгой и заземлить, а сквозь фольгу проткнуть несколько контактов питания, скажите, пожалуйста, так правильнее?

И еще, скажите, пожалуйста, стоит ли делать два раздельных экрана для аналога и для цифры? Территориально всяко у меня аналог на плате с одной стороны в размерах 2х7см поместится, а цифра - дальше - в центре и справа.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[_4afc_]

привел, все еще рано?

Я хотел схему, не конструкцию. Я бы поставил перед каждой схемой tps82085 по дросселю. Они у вас не синхронные друг другу, не противофазные. Дёргают входное питание кто во что горазд с биениями между собой во всей полосе частот.

шумит несколько DC-DC на частотах где-то 3МГц

А ферритовые бусины давят выше 100МГц... лучше смотреть в сторону NFM31PC276

шумит плиска, вернее питалово плиски - при ее работе питание и земля колбасится сильно, передавая по земле шум в аналог.

А аналогу шум в какой полосе и с каким уровнем вреден? Вход у аналога дифференциальный?

На плате, которая сверху аналог жестко разделен с цифрой, поэтому там шума нет, если подключаться от внешнего источника.
На нижней плате такого жесткого разделения нет, поэтому шум есть в аналоге от цифре, особенно когда нагружаешь плиску вычислениями (64 плисочных умножителя на 160МГц молотят скалярные произведения)

Т.е. шумит питание ядра ПЛИС.

а если сделать аналоговую плату, и полностью ее обернуть фольгой и заземлить, а сквозь фольгу проткнуть несколько контактов питания, скажите, пожалуйста, так правильнее?

Зачем что-то заворачивать или обкладывать экранами, если вы говорите что есть другой вариант платы без экранов, но с хорошим питанием который не шумит?

[iiv]

Я хотел схему, не конструкцию.

схему нескольких DC-DC приложил, в ней вместо R91, R97 и R104 припаяны ферритовые бусины BLM21PG121SN1D: 0805 на 120Ом, конденсаторы все по 10мкФ как в даташите.

Я бы поставил перед каждой схемой tps82085 по дросселю. Они у вас не синхронные друг другу, не противофазные. Дёргают входное питание кто во что горазд с биениями между собой во всей полосе частот.

посоветуйте, пожалуйста, что конкретно, я брал BLM21PG121SN1D, все равно шумит, но это же все-таки ферритовые бусины, а не дроссели. Дроссели побоялся поставить из-за возможных переколебаний, которые я не смог просчитать.

А ферритовые бусины давят выше 100МГц... лучше смотреть в сторону NFM31PC276

ой как классно, спасибо!!!

А аналогу шум в какой полосе и с каким уровнем вреден? Вход у аналога дифференциальный?

в аналоге есть два дифф-усилителя, шесть миксеров, два кварца, два ОА, два оцифровщика (160МГц/16бит и 120КГц/24бита), все аналоговое, суммарно 5Ватт, 1.8В, 3.0, 3х3.3В, 2х5.0В, 12В.

Все сигналы дифференциальные, только сигнал на грани определения, из-за этого весь огород.

В плиске я могу оценить качество входного сигнала имея супер маленькое потребление. Тогда все хорошо. Если включить плиску на среднее потребление (примерно 1Ватт) то шум уже есть, если на то, что должно быть - шум ужасный.

Аналог широкополосный - примерно 1-100МГц.

Между аналогом и цифрой ошибок нет, я имею ввиду и SPI от оцифровщика, и LVDS функционируют нормально.

У плиски, бывает, сбивается внутренний PLL. Я все 8 штук питалов PLL на двух плисках и два 2.5В опорных в плисках развел от одного источника 2.5В через ферритовую бусину, понятно с конденсаторами по краям...

Зачем что-то заворачивать или обкладывать экранами, если вы говорите что есть другой вариант платы без экранов, но с хорошим питанием который не шумит?

не, вы меня не поняли. Я все равно эту конструкцию переразвожу и планирую положить всю аналоговую часть на одну плату, а не на две, как раньше. Дополнительно смог вместо двух сингл-борд-компьютеров и двух плисок все поместить в один комплект плиска + сингл-борд-компьютер.

Теперь и думаю, как разобраться с питанием.

Собственно то, что хочу: поместить аналог в футляр из фольги, будет на первой плате слева,
поместить цифру тоже в футляр, но другой, будет на первой плате справа,
Вынести все питания на вторую плату, поместить сверху на второй плате. Между платами пробросить контакты питания.

Вот как их разумно сделать и чтобы шум давить по питанию, и внешние помехи тоже, с радостью послушаю Ваши советы и соображения!

Спасибо!

Эскизы прикрепленных изображений