Podłączenie kondensatora odsprzęgającego bezpośrednio do płaszczyzny uziemienia

10

Zawsze myślałem, że jeśli układ scalony jest uziemiony do płaszczyzny uziemienia, wówczas dopuszczalne jest podłączenie kondensatora odsprzęgającego do VDD po ​​jednej stronie i prosto do płaszczyzny uziemienia po drugiej stronie, jak pokazano poniżej:

Czy to źle?

Jednak, jak rozumiem, ten źle napisany przewodnik z głębi Internetu mówi mi, że cały czas się myliłem, a poprawnym sposobem jest prześledzenie śladu między stykiem uziemienia układu scalonego a kondensatorem, a następnie połączenie z płaszczyzną uziemienia:

Czy to jest poprawne?

Wydaje mi się, że używałem d), co jest jakoś złe. Czy ktoś bardziej doświadczony może rzucić nieco światła na ten temat, który z nich jest preferowaną metodą? Dziękuję Ci.

Nie mam pojęcia co robię
źródło
d) jest niewłaściwy, a f) jest poprawny - patrz wyjaśnienia. Dlaczego ich nie zauważyłeś?
Leon Heller
4
@LeonHeller Nie jestem przekonany, że zdanie „VCC i GND prowadzą do przepływu prądu szumu zasilającego nie przez DeCap. DeCap nie działa” jest pełnym wyjaśnieniem dla wszystkich na świecie. Większość ludzi uważa samolot za zwarcie, nawet niektórzy profesjonaliści, więc szczególnie dla D jest to bardzo mało. To, że a, c i e są złe, jest bardziej oczywiste, b w mniejszej ilości. Jako takie uważam to pytanie za ważne.
Asmyldof
1
Zgadzam się z Asmyldofem. To ważne pytanie, a przykłady te są głupio niejasne, cały ten kondensator ma za zadanie pochłonąć szum fal i być magazynem ładunków dla obciążenia układu scalonego o wysokiej intensywności. Zapytaj
ARMATAV
2
Jeśli chodzi o to, co warto, komentarze do przykładów „a” i „c” na zdjęciu to BS. Nie zaufałbym zbytnio źródłu, w którym znalazłeś obraz.
Photon

Odpowiedzi:

4

Ma to związek z kierunkiem przepływu prądu, jak trudny jest i co może powodować.

Na przykład z d polega na tym, że przełączanie szumu z uC może powodować rozsądne skoki prądu. Prądy te są wstrzykiwane bezpośrednio do płaszczyzny uziemienia i jej zestawu pojemności i indukcyjności. Na pewnym etapie energia ta jest częściowo kompensowana przez kondensator odsprzęgający, ale będzie za późno. Kolec znajduje się już w obszarze uziemienia, a prąd może indukować skok lub oscylację wzdłuż płaszczyzny uziemienia, ponieważ nie jest to po prostu metalowa płytka. Ma w sobie bardzo trudny zestaw równań matematycznych dotyczących własnej indukcyjności i pojemności do innych obszarów miedzi.

Przyznanie faktycznego pierścienia na płaszczyźnie naziemnej nie jest łatwe do osiągnięcia, szczególnie przy małej pętli, ale lepiej mieć straszydła, który raczej się nie zdarzy, niż zakładać całe słońce każdego dnia.

Chcesz, aby wszystkie impulsy szumów zawsze widziały kondensator, zanim zobaczy cokolwiek innego, na obu torach, więc wiesz, że wolałby pobierać energię z kondensatora niż z płaszczyzn mocy i wstrzykiwać swój szum bezpośrednio do reszty systemu.

EDYTOWAĆ:

Istnieją (ograniczone) powody, aby używać D. W przypadku pierwszego zdjęcia może być jeden. Jeśli ślady muszą być długie, aby twoje komponenty widziały czapkę bezpośrednio, przejście do płaszczyzny może być mniejszym z dwóch złych. Długi ślad odetnie prąd przełączania dostępny dla układu scalonego / złożonego. I może wykorzystać te prądy do generowania szumu z powrotem do układu, jeśli zdarzy się, że poprowadzisz go poniżej podłoży (może to być rzadkie). Ale ogólnie zasada, że ​​chip widzi najpierw pojemność na obu ścieżkach, jest dobra i większość urządzeń typu uC / uP / FPGA ma swoje styki, dzięki czemu jest to możliwe przy bardzo krótkich śladach. Wyłączono niektóre części rodzin typu ATTiny i PIC, ale czego chcesz za pojedynczy $?

Chociaż widać, że rodzina Tiny261 ma dużo AD, a także zdecydowała się na umieszczenie pinów zasilania obok siebie dla obu domen. Zbieg okoliczności?

Asmyldof
źródło
2

Wszystko zależy od konkretnych charakterystyk przełączania komponentów i konkretnych płytek drukowanych. W przypadku większości projektów nie będzie to miało żadnego znaczenia. W przypadku projektów, w których ma to znaczenie, jeśli częstotliwość przełączania jest bardzo wysoka, powinieneś zrozumieć, dlaczego w ogóle przeszkadzasz kondensatorom odsprzęgającym. Gdy pojawi się zbocze zegara, wiele tranzystorów wewnątrz przełącza się jednocześnie, a do prawidłowego działania wszystkie z nich potrzebują zasilania VDD, aby pozostały stabilne, w przeciwnym razie ich wyjścia nie będą działały dobrze. A ponieważ wszystkie z nich prowadzą inne bramy tansistorów, prąd początkowy jest dość wysoki. Tak więc impuls prądu pochodzi z kondensatora odsprzęgającego. Jeśli ślad indukcyjności między nim a stykiem układu scalonego jest wysoki, nie pozwoli na wystarczający prąd. To właśnie dlatego czasami potrzebujesz kapsli 0201 - mniejsza obudowa ma mniejszą indukcyjność. Teraz, przelotki mają zwykle niższą indukcyjność niż kilka mm śladu. Płaszczyzna ma prawie zerową indukcyjność, jeśli nie ma w niej zbyt wielu otworów.

Gregory Kornblum
źródło
Ach, rozumiem, ta część wydaje się teraz jasna. Teraz wspomniałeś, że indukcyjność przelotek jest znacznie niższa niż śladów. Czy to oznacza, że ​​w sytuacjach, gdy konieczne jest długie śledzenie wokół elementów, szpilek lub innych śladów, aby połączyć niektóre szpilki, bardziej warte jest po prostu dodanie przelotek do płaszczyzny uziemienia i dodanie małego skrótu między szpilkami, czy też lepiej jest pozostawić płaszczyznę uziemienia tak nienaruszoną, jak to możliwe i prześledzić wszystko na jednej warstwie, o ile jest to wykonalne, nawet jeśli sprawia, że ​​ślady są długie?
Nie mam pojęcia, co robię
1
Wow, to pytanie za milion dolarów. Musisz zachować równowagę nienaruszonej płaszczyzny i krótkich śladów. Ślady mogą być używane w niektórych przypadkach w szerszym zakresie, gdzie nie oczekujesz szybkiego przełączania i gdzie używasz grubego śladu i gdzie masz kondensator. Z drugiej strony samolot nie jest obalony przez jedną dziurę, więc wiele zależy od twojego zdrowego rozsądku. I oczywiście zobaczysz, że w większości projektów nie ma dużej różnicy. Zwykle wystarczający jest ścisły kondensator odsprzęgający. Konstrukcja musi być wyjątkowo ostrożna w przypadku układów 0,5 GHz i wyższych, poniżej których wystarczy zdrowy rozsądek.
Gregory Kornblum
I zawsze rezerwuj czas i pieniądze na drugi układ.
Gregory Kornblum