Покритикуйте трассировку, Двуслойка, компаратор и цифровая часть Опции

[R2R]

Приветствую!
Вот один из моих проектов - покритикуйте трассировку, пожалуйста. Особый интерес представляет аналоговый узел с компаратором DA3 - возвратные (земляные) проводники контуров входных сигналов (FB, OCD) и полигон аналоговой земли соединены звездой на пине GND компаратора. Полигоны аналоговой и цифровой земель соединены звездой на GND выходного конденсатора стабилизатора напряжения.
В архиве проект в Altium Designer 15, а также схема и печатка в pdf.
 SRHBIC_v.1.0.rar ( 866.95 килобайт ) Кол-во скачиваний: 122

[ViKo]

Как не надо делать, здесь выкладывали много раз. Кто бы выложил, как надо?

[EvilWrecker]

Здесь криво все- от схемы до разводки, даже сложно сказать что из них выбивается в лидеры. Впрочем смотря на ультимативно кривое заземление и "разделение" земель(сила, аналог и разводка CPLD), сквозные виа в падах и виа через термалы, супер кривые teardrops и многое другое я бы однозначно ставил на борду

Это ваша первая борда в жизни?

[R2R]

Это ваша первая борда в жизни?

Ага, первая плата и сразу с МК и ПЛИС.

Здесь криво все- от схемы до разводки, даже сложно сказать что из них выбивается в лидеры.

А схема чем не угодила? Я даже не выкладывал ее описание, а Вы уже решили, что она не годится.

Впрочем смотря на ультимативно кривое заземление и "разделение" земель(сила, аналог и разводка CPLD), сквозные виа в падах и виа через термалы, супер кривые teardrops и многое другое я бы однозначно ставил на борду

Вии с термопадами здесь реально вредны, я упустил этот момент. А чем плохи вии в падах капов, минимальный импеданс же получается, нет?

Тирдропы плохо вышли (их совсем недавно начал применять) - надо менять настройки.

С разделением земель я как раз хочу разобраться. Без аналогового узла все было бы предельно просто - один сплошной земляной полигон. Но здесь есть аналоговые сигналы (в качестве ИОНов компаратора), подверженные помехам от цифровых цепей. При трассировке придерживался двух правил: 1) соединять земли звездой, чтобы устранить помеху через общий импеданс; 2) прокладывать возвратные проводники рядом с прямыми (вести оба проводника в одном слое рядом параллельно или один в верхнем слое, а другой в нижнем - прямо под ним), чтобы минимизировать восприимчивость и эмиссию помехи. К сожалению, без проблем не обошлось - пришлось разделить цифровой полигон, чтобы добраться до силовой земли. Получается, что проводник аналоговой земли проходит под шиной SPI, заставляя ее возвратные сигналы проходить по периметру прорези в цифровом полигоне - явное нарушение 2-го правила. Ничего лучше я не придумал, надеюсь на ваши советы.

А что еще можно поправить?

[aaarrr]

А схема чем не угодила? Я даже не выкладывал ее описание, а Вы уже решили, что она не годится.

Не нужно описания, достаточно посмотреть на последовательное включение L7805 и AMS1117-3.3, чтобы сразу забраковать

[Карлсон]

Как вам уже написали, схема ужасна. К приколу с стабилизаторами добавляется прикол с контроллером. Он у вас просто не запустится как надо. Почему? Почитайте на досуге http://www.st.com/content/ccc/resource/tec....DM00089834.pdf

[x736C]

Вангую, L7805 будет адски греться. С 23 до 5В. Потом еще одним линейным преобразователем до 3.3В.
Вы рассчитывали цепи питания, токи?
Посадочное место под DA1 какое-то странное. Возможно, я просто не разобрался.
Переходные отверстия лучше не совмещать с посадочными местами компонентов (C9, C23).
R14 какого типоразмера, 0805? Выглядит ненадежно.
Какие частоты на плате (сигналы от и на CPLD)?
Питание плохо разведено. Но что касается целостности сигналов, цепей питания, то... Все это, возможно, как-то заработает.
Непонятно, как соединяются два больших полигона «земли» и соединяются ли вообще. И где они соединяются с «землей» выпрямителя.
Потом, до стабилизатора всего 100мкФ? Надеюсь, опытные схемотехники подскажут. Кренка, конечно, подавит пульсации, но обычно их все-таки стараются дополнительно ослабить сглаживающим фильтром. И как вообще выбраны емкости C1, C4, C5? По-моему, «от балды».
Есть очень много мелочей, которые долго расписывать. И улучшать можно многое. Например, на подпору компаратора тоже повесить емкость.
Разводку «земли» конденсаторов для BQ1 тоже можно поменять в соответствии с многочисленными рекомендациями, которые можно найти в Сети.
МК+BT я бы отнес куда-нибудь левее, а не скучивал все в одном месте. А DA1 правее.
У вас полно места на плате и сложность её такова, что не обязательно все заплетать в такой клубок. На мой взгляд, лучше, когда все структурные элементы устройства немного отстоят друг от друга, и о каждом блоке можно позаботиться отдельно в плане его питания и т.п. Это не в любом проекте возможно, но в вашем случае я бы пошел таким путем.

Сообщение отредактировал x736C - Oct 11 2017, 21:54

[EvilWrecker]

Не нужно описания, достаточно посмотреть на последовательное включение L7805 и AMS1117-3.3, чтобы сразу забраковать

Поддерживаю- хоть это не единственное, но вообще говоря необходимое и достаточное.

Ага, первая плата и сразу с МК и ПЛИС.

Это вы зря- начинать имеет смысл с силовых плат.

А схема чем не угодила? Я даже не выкладывал ее описание, а Вы уже решили, что она не годится.

Я думаю если вы приложите описания то аргументов "против" прибавится кратно.

А чем плохи вии в падах капов, минимальный импеданс же получается, нет?

Гуглите что такое DFM/DFA.

С разделением земель я как раз хочу разобраться.

Прежде чем разбираться с разделением земли вам явно следует сначала понять как эта земля работает- вы слишком рано взялись за проектирование плат, имеет смысл почитать хотя бы базовые гайды. После этого пытаться разбираться какие гайды по делу а какие нету, какие подходят а какие не очень(т.е. не слепо им следовать а разбираться в сути)- и только после этого браться за разводку плат.

Без аналогового узла все было бы предельно просто - один сплошной земляной полигон.

О чем и речь- вы неправильно понимаете "звезду" и разделение земель, здесь вам в любом случае имеет смысл класть сплошную землю, лучше на обоих слоях.

А что еще можно поправить?

Да вообще все на плате включая библиотеки футпринтов

[R2R]

Не нужно описания, достаточно посмотреть на последовательное включение L7805 и AMS1117-3.3, чтобы сразу забраковать

Два стабилизаторы включены последовательно только потому, что у меня в запасах горы L78XX и AMS1117-3.3. Последняя имеет максимальное входное напряжение 15 В, поэтому не может быть использована здесь самостоятельно. Также L78XX в D2PAK рассеивает все потери мощности, чего не сможет AMS1117-3.3. То, что вариант с одним стабилизатором на нужные характеристики лучше, думаю, ни у кого сомнений не вызывает.

Как вам уже написали, схема ужасна. К приколу с стабилизаторами добавляется прикол с контроллером. Он у вас просто не запустится как надо. Почему? Почитайте на досуге http://www.st.com/content/ccc/resource/tec....DM00089834.pdf

Хочу сразу прояснить один момент - на схеме не все номиналы правильные (что-то проверенное взял с предыдущих проектов, а что-то добавил, но не успел посчитать). Это на тот случай, если у кого-то возникнут замечания по функционированию.

С запуском МК никаких проблем нет - ранее я делал макетку для этого же проекта, которая отличается отсутствием аналоговой части и супервизора, и наличием измерительных контактов.

[aaarrr]

...Также L78XX в D2PAK рассеивает все потери мощности, чего не сможет AMS1117-3.3. То, что вариант с одним стабилизатором на нужные характеристики лучше, думаю, ни у кого сомнений не вызывает.

Так сколько той мощности выходит в конечном итоге, считали? Делать из 23-х вольт 3.3 линейными стабилизаторами при токе потребления выше единиц мА* вообще плохая идея, вне зависимости от их количества.

*) Даже при > 1мА не стоит, но уж ладно

[R2R]

Так сколько той мощности выходит в конечном итоге, считали? Делать из 23-х вольт 3.3 линейными стабилизаторами при токе потребления выше единиц мА* вообще плохая идея, вне зависимости от их количества.

*) Даже при > 1мА не стоит, но уж ладно

Где-то 1,6 Вт выходит - около половины от максимальной мощности, рассеиваемой D2PAK.
Не разделяю Ваших опасений по поводу потребляемой мощности - для данной задачи это требование не в приоритете.

[x736C]

С разделением земель я как раз хочу разобраться.

Наверное соберу себе шишек от коллег, но давно хотел высказаться.
Мне думается, многие разработчики чрезмерно и рьяно заботятся о целостности сигналов, правилах разводки питания. Там, где надо, и не надо.
Для сложных проектов с прецизионными аналоговыми устройствами и всякой аналоговой частью, от которой требуется получить хорошие характеристики, без этого не обойтись. Высокочастотные устройства с большими и сильно потребляющими ИМС, СВЧ и т.п. — спору нет.

Но в вашем случае не стоит загоняться так сильно, чтобы проводники пускать один над другим везде где только можно.
99% успеха в вашем конкретном случае (и вообще в подобных проектах) — это хорошая схемотехника. Правильно выбранные емкости. Фильтрация разных сегментов питания, и так далее. Сконцентрируйтесь на схеме, она плохая, как многие отметили.

Просто вспомните, какие устройства были 25-30 лет назад и как прекрасно они работали. И все было сделано на однослойках с перемычками. Телевизоры, осциллографы и лабораторные источники питания так делались.
Посмотрите, какие проекты делает Elm Chan и какой разводкой он при этом пользуется. Вообще советую брать хорошие схемы от грамотных инженеров. Смотреть, как у них сделано. Анализировать, почему именно так. И брать на вооружение. К программированию такой подход тоже отлично применим. Помимо чтения хороших книг, это тоже очень обогащает.


Да простят меня коллеги, я очень скептически отношусь к ситуации, когда кто-то выкладывает плату покритиковать, и вдруг кто-то замечает какую-то петлю и давай писать: «Ой, у вас же петля! Да кто же так делает?! Припаяйте провод и раскрутите над головой». Если по уму сделать шину питания петлёй, то и она будет нормально работать.

[aaarrr]

Где-то 1,6 Вт выходит - около половины от максимальной мощности, рассеиваемой D2PAK.
Не разделяю Ваших опасений по поводу потребляемой мощности - для данной задачи это требование не в приоритете.

1.6Вт в такой конфигурации будет просто больно при работе без перчаток. И не может D2PAK сам по себе рассеивать 3Вт.

Там, где надо, и не надо.

ИМХО, надо везде. То есть просто не надо делать плохо даже в тех случаях, когда это как бы простительно.

[x736C]

ИМХО, надо везде. То есть просто не надо делать плохо даже в тех случаях, когда это как бы простительно.

Это безусловно так. Специально плохо никто делать не будет. В общем случае бывают ситуации, когда правильно развести не хватает слоев, тогда можно развести допустимым образом. В случае же ТС до разводки необходимо оптимизировать схему.

[Карлсон]

С запуском МК никаких проблем нет - ранее я делал макетку для этого же проекта, которая отличается отсутствием аналоговой части и супервизора, и наличием измерительных контактов.

Флаг вам в руки, как говорится.