Я здогадуюсь, що я був трохи невідомий, коли мова йде про більш точні деталі компонування друкованої плати. Останнім часом я прочитав пару книжок, які намагаються зробити все можливе, щоб вести мене прямо і вузько. Ось кілька прикладів недавньої шахти, і я виділив три кришки для розв’язки. MCU - це пакет LQFP100, а кришки - 100nF в 0402 пакетах. Віаси підключаються до земної та силової площини.

Верхня кришка (C19) розміщується відповідно до кращих практик (наскільки я їх розумію). Інші два - ні. Я не помітив жодних проблем. Але знову ж таки дошка ніколи не була поза лабораторією.

Я думаю, моє запитання таке: наскільки це велика угода? Поки доріжки короткі, це має значення?

Штифти Vref (опорна напруга для АЦП) також мають ковпачок 100nF поперек них. Vref + походить від бортового регулятора шунта TL431. Vref- іде на землю. Чи потрібна їм спеціальна обробка, наприклад, екранування або місцева земля?

EDIT

Дякуємо за чудові пропозиції! Мій підхід завжди був покладатися на безперебійну земну площину. Земна площина матиме найменший можливий опір, але такий підхід може бути занадто спрощеним для сигналів високої частоти. Я зробив швидкий удар, додавши локальну та місцеву потужність під MCU (деталь - це NXP LPC1768, що працює на 100 МГц). Жовті шматочки - це кришки для розв’язки. Я перегляну паралельні шапки. Локальна земля та потужність підключені до шару GND та шару 3V3, де зазначено.

Місцева земля та потужність виготовляються за допомогою багатокутників (заливки). Це буде основна робота з перенаправлення, щоб мінімізувати довжину "треків". Ця методика обмежить кількість сигнальних треків, які можуть бути прокладені під та впоперек пакету.

Це прийнятний підхід?

Правильний обхід і заземлення - це, на жаль, предмети, які здаються погано вивченими та погано вивченими. Насправді це два окремих питання. Ви запитуєте про обхід, але також неявно потрапили в заземлення.

Для більшості проблем із сигналом, і цей випадок не є винятком, він допомагає розглянути їх як у часовій, так і в частотній області. Теоретично ви можете проаналізувати будь-яке і перетворити математично інший, але кожен дає різні уявлення людському мозку.

Роз'єднання забезпечує майже резервуар енергії, щоб згладити напругу від дуже короткочасних змін струму. Лінії, що повертаються до джерела живлення, мають деяку індуктивність, і для подачі напруги потрібно трохи часу, щоб реагувати на падіння напруги, перш ніж воно виробить більше струму. На одній дошці вона може наздогнати зазвичай протягом декількох мікросекунд (нас) або десятки з нас. Однак цифрові мікросхеми можуть змінити поточний малюнок великої кількості лише за кілька наносекунд (нс). Роз'єднувальний ковпачок повинен бути близьким до потужності цифрового мікросхеми, а заземлення призводить до виконання своєї роботи, інакше індуктивність в цих відведеннях перешкоджає подачі додаткового струму швидко, перш ніж основний живильний блок може наздогнати.

Це був перегляд доменного часу. У частотній області цифрові мікросхеми є джерелами струму змінного струму між їх потужністю та заземленням. При постійному струмі живлення відбувається від основного джерела живлення, і все в порядку, тому ми будемо ігнорувати постійний струм. Це джерело струму генерує широкий діапазон частот. Деякі з частот настільки високі, що мала індуктивність за відносно тривалий час призводить до того, що основний блок живлення починає набувати значного опору. Це означає, що ці високі частоти спричинять місцеві коливання напруги, якщо з ними не вирішуватись. Байпасний ковпак - маневровий шар низького опору для цих високих частот. Знову ж таки, відводи до байпасного ковпачка повинні бути короткими, інакше їх індуктивність буде занадто високою і перешкоджатиме конденсатору затримувати струм високої частоти, що генерується мікросхемою.

З цього погляду всі ваші макети виглядають чудово. Ковпачок близький до потужності та заземлення мікросхем у кожному конкретному випадку. Однак мені не подобається жодна з них з іншої причини, і ця причина є обґрунтованою.

Гарне заземлення важче пояснити, ніж обходити. Це дійсно знадобилося б цілій книзі, щоб дійсно зайнятися цим питанням, тому я лише збираюся згадати твори. Перше завдання заземлення - це надання універсальної опорної напруги, яку ми зазвичай вважаємо 0В, оскільки все інше вважається відносно заземлення. Однак подумайте, що відбувається під час запуску поточного через ґрунтову мережу. Його опір не дорівнює нулю, тому це викликає невелику різницю напруги між різними точками землі. Опір мідної площини постійного струму на друкованій платі зазвичай досить низький, так що це не є великою проблемою для більшості схем. Чисто цифровий контур має щонайменше 100 мкв меж шуму, тому декілька 10 або 100 секунд зміщення наземного струму не є великою справою. У деяких аналогових схемах це так, але це не проблема, яку я намагаюся тут знайти.

Подумайте, що відбувається, коли частота струму, що проходить через земну площину, стає все більшою та більшою. У якийсь момент вся площина землі становить лише 1/2 довжини хвилі. Тепер у вас більше немає заземлення, крім патч-антени. Тепер пам’ятайте, що мікроконтролер - це широкосмуговий джерело струму з високочастотними компонентами. Якщо ви пропрацюєте його безпосередній струм заземлення через площину заземлення ще трохи, у вас є патч-антена з центральним живленням.

Я зазвичай використовую рішення, і для цього я маю кількісне підтвердження, що воно добре працює - це утримати локальні струми високої частоти від площини землі. Ви хочете зробити локальну мережу з підключень живлення мікроконтролера та заземлення, обійти їх локально, а потім мати лише одне підключення кожної мережі до основної системи живлення та мережевих мереж. Струми високої частоти, що генеруються мікроконтролером, виходять із силових штифтів, через обхідні ковпачки та повертаються в заземлення. Навколо цього циклу може бути дуже багато неприємного струму високої частоти, але якщо цей цикл має лише одне з'єднання з мережевою силою та заземлювальною мережею, то ці струми значною мірою залишаться від них.

Отже, щоб повернути це до вашого макета, що мені не подобається, це те, що кожен обхідний ковпачок, здається, має окреме значення для живлення та заземлення. Якщо це основні силові та наземні площини плати, то це погано. Якщо у вас достатньо шарів і віаси дійсно збираються в місцеві енергетичні та наземні літаки, то це нормально, якщо ці місцеві літаки підключені до основних літаків лише в одній точці .

Для цього не потрібні місцеві літаки. Я звичайно використовую локальну техніку живлення та наземних мереж навіть на двошарових дошках. Я вручну підключаю всі заземлюючі штифти та всі силові штифти, потім байпасні ковпачки, потім кришталевий контур перед тим, як маршрутизувати щось інше. Ці локальні мережі під мікроконтролером можуть бути зіркою або будь-якою правою, і все ж дозволяють прокручувати інші сигнали навколо них у міру необхідності. Однак, знову ж таки, ці локальні мережі повинні мати рівно одне підключення до мережі живлення основної плати та заземлення. Якщо у вас є площину заземлення на рівень плати, то буде один через яке - то місце , щоб підключити локальну мережу заземлення для заземлення.

Зазвичай я йду трохи далі, якщо можу. Я кладу керамічні ковпачки на 100nF або 1uF якомога ближче до потужностей і заземлюючих штифтів, потім направляю дві локальні мережі (потужність і заземлення) до точки подачі і надягаю на них більший (10uF зазвичай) ковпачок і здійснюю єдине з'єднання до заземлення та мережевих мереж прямо з іншого боку цоколя. Цей вторинний ковпачок забезпечує ще одне шунтування до струмів високої частоти, які уникали перемикання за допомогою окремих байпасних ковпачків. З точки зору решти плати, потужність / заземлення на мікроконтролер чудово ведеться без великої кількості неприємних високих частот.

Отож, нарешті, щоб вирішити ваше питання щодо того, чи є у вас макет у порівнянні з тим, що, на вашу думку, є найкращими методами. Думаю, ви досить добре обійшли власні / заземлені шпильки мікросхеми. Це означає, що він повинен працювати нормально. Однак якщо кожен має окреме місце до основної площини, то пізніше у вас можуть виникнути проблеми з ЕМІ. Ваша схема працює нормально, але ви, можливо, не зможете законно продати її. Майте на увазі, що передача та прийом радіочастот є взаємними. Схема, яка може випромінювати РЧ від своїх сигналів, також чутлива до того, що ці сигнали піднімають зовнішній радіочастот і мають звук вгорі сигналу, тому це не лише проблема когось іншого. Ваш пристрій може справно працювати, доки, наприклад, не запуститься компресор, що знаходиться поблизу. Це не просто теоретичний сценарій. Я бачив випадки саме так,

Ось анекдот, який показує, як цей матеріал може по-справжньому змінитися. Компанія виготовляла маленькі штучки, які коштували їм 120 доларів. Мене найняли оновити дизайн і отримати виробничу вартість нижче 100 доларів, якщо це можливо. Попередній інженер не дуже розумів викиди та заземлення РЧ. У нього був мікропроцесор, який випромінював багато лайно РФ. Його рішення пройти тестування FCC полягало в тому, щоб укласти весь бардак у банку. Він виготовив 6-шарову дошку із землею нижнього шару, а потім мав на замовлення шматок листового металу, припаяний над неприємною секцією під час виробництва. Він подумав, що просто уклавши все в метал, щоб воно не випромінювало. Це неправильно, але дещо вбік я зараз не збираюся вступати. Кан може зменшити викиди, так що вони просто скрипіли тестуванням FCC з 1/2 дБ, щоб зекономити (що '

Моя конструкція використовувала лише 4 шари, одну площину наземної площини, без силових площин, але локальні площини заземлення для декількох ІС вибору з одноточковими з'єднаннями для цих локальних наземних площин та локальних мереж живлення, як я описав. Щоб коротша історія була коротшою, це перевищило межу FCC на 15 дБ (це дуже багато). Побічною перевагою було те, що цей пристрій частково також був радіоприймачем, і набагато тихіша схема подавала менше радіо в радіо і ефективно подвоювала його дальність (це теж багато). Кінцева вартість виробництва склала 87 доларів. Інший інженер більше ніколи не працював у цій компанії.

Отже, правильне обхід, заземлення, візуалізація та поводження з струмами високої частоти дійсно має значення. У цьому випадку це сприяло зробити продукт кращим і дешевшим одночасно, а інженер, який не отримав його, втратив роботу. Ні, це справді справжня історія.

Основна мета мережі розподілення електроенергії - зменшити індуктивність між підключеними компонентами. Це найважливіше для будь-якої площини, яку ви використовуєте в якості еталону (наприклад, "земля", "vref" або "повернення"), оскільки напруга в цій мережі використовується як орієнтир для напруг на ваших сигналах. (Наприклад, пороги VIL / VIH сигналу TTL посилаються на штифт GND мікросхеми, а не VCC.) Опір насправді не так важливий у більшості програм друкованих плат, оскільки компонент індуктивності загального опору домінує. (Однак на мікросхемі мікросхеми це обернено: опір є домінуючою частиною імпедансу.)

Зверніть увагу, що ці питання є найбільш важливими для швидкісних схем (> 1 МГц).

Опорний літак як згущений вузол

Перше, що потрібно перевірити, - чи можна вважати вашу опорну площину кульовим вузлом, на відміну від лінії електропередачі. Якщо час підйому вашого сигналу більше, ніж час, необхідний для переходу світла з одного краю плати на інший і назад ( мідно ; хороше правило великого пальця - 8 дюймів на наносекунд), тоді ви можете розглянути опорну площину бути елементом згущення, і відстань від навантаження до роз'єднувального конденсатора не має значення. Це важливе рішення, оскільки це впливає на вашу стратегію розміщення енергетичних розрядів та конденсаторів.

Якщо розміри площини більші, то вам не тільки потрібно розкласти роз'єднані конденсатори навколо, ви також потребуєте їх більше, і конденсатори повинні знаходитися в межах відстані часу підйому навантаження, яке вони відокремлюють.

Через індуктивність

Продовжуючи наші зусилля з мінімізації індуктивності, якщо площина є згущеним елементом, то індуктивність між частиною та площиною стає домінуючою. Розглянемо С19 у своєму першому прикладі. Індуктивність, видно з площини до мікросхеми, безпосередньо пов'язана з площею, замкнутою слідами. Іншими словами, пройдіться по шляху від площини живлення, до мікросхеми, потім повернути шпильку до заземлення, остаточно закривши петлю назад до живлення через. Мінімізація цієї області є вашою метою, оскільки менша індуктивність означає більшу пропускну здатність до того, як індуктивність стане домінуючою над роз'єднаною ємністю. Пам’ятайте, довжина віа від поверхні до площини є частиною шляху; утримання опорних площин біля поверхонь дуже допомагає. Не рідкість, коли дошки 6 та більше шарів для першого та останнього внутрішніх шарів обидва є опорними площинами.

Отже, хоча у вас є досить невелика індуктивність для початку (я здогадуюсь 10-20 н.е.), її можна зменшити, надавши ІС власний набір віасів: з огляду на ваш розмір via, один через pin 97 та інший поблизу контактний 95 зменшить індуктивність до 3 нГ або близько того. Якщо ви можете собі це дозволити, тут допоможуть менші флакони. (Хоча, чесно кажучи, оскільки ваша частина - це LQFP замість BGA, це може не допомогти величезній кількості, тому що провідна рамка в пакеті може сама по собі внести 10 н.ш. А може, це не так багато через ... )

Взаємна індуктивність

Лінії і віаси, що ведуть до навантаження або конденсатора, не існують у вакуумі. Якщо є лінія постачання, то повинна бути лінія повернення. Оскільки це дроти зі струмами, що протікають через них, вони генерують магнітні поля, і якщо вони досить близькі один до одного, вони створюють взаємну індуктивність. Це може бути як шкідливим (коли він збільшує загальну індуктивність), так і корисним (коли зменшується загальна індуктивність).

Якщо струми в кожному з паралельних проводів (я кажу "провід" для включення як сліду, так і через) йдуть в одному напрямку, тоді взаємна індуктивність додає до самоіндуктивності, збільшуючи загальну індуктивність. Якщо струми в кожному проводі йдуть у протилежних напрямках, тоді взаємна індуктивність віднімається від самоіндуктивності, зменшуючи загальну. Цей ефект посилюється, коли відстань між проводами зменшується.

Тому пара проводів, що йдуть до однієї площини, повинна бути далеко одна від одної (правило великого пальця: більша, ніж удвічі відстань від поверхні до площини; припустимо, товщина друкованої плати, якщо у вас ще не з'ясовано стек), щоб зменшити загальну індуктивність . Пара проводів, що йдуть на різні літаки, як-от кожен приклад, який ви розмістили, повинна бути якомога ближче один до одного.

Різати площини

Оскільки індуктивність є домінуючою, а (для швидкісних сигналів) визначається шляхом, яким струм проходить через сітку, слід уникати розрізів площин, особливо якщо є сигнали, що перетинають цей розріз, оскільки зворотний струм (який воліє слідувати за a Шлях безпосередньо під сигнальним слідом для мінімізації ділянки петлі і, таким чином, індуктивності) повинен робити великий об'їзд, збільшуючи індуктивність.

Одним із способів пом'якшити індуктивність, створену розрізами, є наявність локальної площини, яка може бути використана для перестрибування над порізом. У цьому випадку слід використовувати декілька віасів, щоб мінімізувати довжину шляху зворотного струму, однак, оскільки це віаси, які йдуть до однієї площини і, таким чином, мають струм потоку в одному напрямку, їх не слід розміщувати близько до кожного інші, але повинні бути принаймні двома площинними відстанями або приблизно одна від одної.

Однак слід бути обережним із сигнальними слідами, які є досить довгими, щоб бути лініями передачі (тобто протягом одного часу підйому або падіння в довжину, залежно від того, що коротше), тому що засипка ґрунту біля сліду змінить опір цього сліду, викликаючи відображення (тобто простріл, підкреслення або дзвінок). Це найбільш помітно в гігабітних швидкостях.

Несвоєчасно

Я хотів би розібратися в тому, як стратегія "один конденсатор 0,1 уФ на силовий штифт" є контрпродуктивною для сучасних конструкцій, які можуть мати десятки шпильок живлення на частину, але мені справді доводиться зараз працювати. Деталі містяться у посиланнях PDN BeTheSignal та Altera нижче.

Рекомендації (TL; DR)

• Перемістіть роз'єднані конденсаторні флакони ближче один до одного, якщо ці ВІА переходять в різні площини.
• Введення візиту в килимок - найкращий варіант, якщо ви можете собі це дозволити (вам потрібно заповнити платівку та зафіксувати накладку поверх заливки, що додає день чи два на виготовлення та коштує більше грошей). Друге найкраще - поставити дві ампули на одну і ту ж сторону ковпачка, максимально наближені один до одного і конденсатор. Додатковий набір віаз може бути розміщений на протилежній стороні конденсатора, щоб розрізати індуктивність навпіл, але переконайтесь, що ці дві групи через принаймні товщину плати (або дві площини).
• Надайте СК власні віаси на владу та землю, тримаючи протилежні сітки ВІАС поблизу один від одного та сіткові сітчасті ВІА далі. Ці віаси можна поділити з конденсаторами для роз'єднання, але краще мати більше площинних ВІС, ніж подовжувати сліди до плоских ВІА. (Моя звичайна техніка компонування - розмістити навантаження, потім встановити силові та заземлені віаси, і, нарешті, розмістити конденсатор роз'єднання на протилежній стороні плати, якщо є місце. (Якщо немає місця, конденсатор рухається, а не віас! )
• Мінімізуйте найдовший розмір кожної опорної площини, щоб мінімізувати індуктивність і дозволити простішу модель з куповим елементом для вашої площини. Порізи літаків повинні бути зведені до мінімуму, а місцеві літаки можна використовувати для їх пом'якшення.

Дивитися також

• Генрі Отт, інженерія електромагнітної сумісності
• BeTheSignal.com
• Інструмент дизайну та додаток до мережі роздачі електроенергії Altera - вони зосереджені на продуктах Altera, але основні стратегії стосуються будь-якого високошвидкісного цифрового дизайну. Інструмент PDN чудово підходить для розрахунку площинного опору за фізичними параметрами та роз'єднання конденсаторів. Перекладає міф «один ковпак на 0,1 уФ на живлення», показуючи, що насправді відбувається.

Мені здається, що це допомагає подумати про еквівалентні RC-ланцюги форми слідів, коли вам потрібно врахувати поведінку ліній електропередач (сліди, наприклад, ^{справді невеликі} резистори) та роз'єднувальні ковпачки.

Ось проста схема ескізу трьох шапок, які ви маєте у своєму дописі:
^{Полярності в зображенні немає, тому просто припустіть, що один "Power" є ґрунтовим, а інший - VCC.}

В основному є два підходи до розв'язки - A і C. B - це не дуже гарна ідея.

A буде найефективнішим для запобігання шуму від ІМС від поширення назад у силові рейки вашої системи. Однак він менш ефективний при фактичній роз'єднанні струмів комутації від пристрою - струм стаціонарного струму та комутаційний струм повинні протікати через один і той же слід.

C є найбільш ефективним при фактичному роз'єднанні ІС. У вас є окремий шлях для перемикання струмів на конденсатор. Тому високочастотний опір штифта до землі нижчий. Однак більший шум від комутації пристрою дозволить повернути його до рейки живлення.
З іншого боку, це призводить до меншої дисперсії напруги на штирі ІК та зменшує шум електроживлення високої частоти, ефективніше перекладаючи його на землю.

Фактичний вибір конкретний для впровадження. Я з наметом їхати з C і просто використовувати декілька силових рейок, коли це можливо. Однак будь-яка ситуація, коли у вас немає місця на платі для декількох рейок і змішують аналоговий та цифровий, A може бути гарантованим, якщо припустити, що втрата ефективності роз'єднання не завдає шкоди.

Якщо ви намалюєте еквівалентний ланцюг змінного струму, різниця між підходами стає більш зрозумілою:

C має дві окремі траси змінного струму до землі, тоді як A має лише один.

Відповіді на ваші запитання (усі вони) багато в чому залежать від того, які частоти працюють навколо вашого PWA.

Незалежно від іншого, що я збираюся сказати, пам’ятайте, що більшість дискретних ковпачків для роз'єднання стають марними вище приблизно 70 МГц. Використання кількох паралельних ковпачків може підняти це число трохи вище.

Основне правило полягає в тому, що об’єкт починає діяти як антена при L = довжина хвилі / 10. Довжина хвилі = c / f; тому нам потрібен L <c / (10f). Характеристики розмірів 1 см стають важливими на рівні близько 3 ГГц. Перш ніж полегшити зітхання (адже ваш годинник працює лише, скажімо, на 50 МГц), пам’ятайте, що вам потрібно подумати про спектральний вміст країв тактових частот та чіп-переходи вводу-виводу.

Взагалі, ви хочете поставити безліч ковпачків навколо плати та / або використовувати плату зі спеціально розробленими площинами потужності та заземлення, які в основному перетворюють всю плату на розподілений конденсатор.

Індуктивність свинцю та сліду (L) становить приблизно 15 нГ / дюйм. Це дорівнює приблизно 5 Ом / дюйм для спектрального вмісту на 50 МГц, і приблизно 20 Ом / дюйм для спектрального вмісту на 200 МГц.

Паралельні "N" обмеження значення C збільшать C на коефіцієнт N, а L зменшать приблизно на коефіцієнт N. Ваша схема роз'єднання має корисний діапазон частот. Низький кінець цього частотного діапазону встановлюється загальною ефективною ємністю всіх ваших шапок. ВИСОКИЙ кінець діапазону частот не має нічого спільного з ємністю ваших конденсаторів: Це функція провідних індуктивностей ваших конденсаторів та кількості конденсаторів (та їх розміщення) в мережі. Ефективна загальна індуктивність обернено пропорційна N. Ні. Десять ковпачків по 10 нФ в кожній області є кращими, ніж 1 кришка 100 нФ. 100 ковпачків по 1 нФ у кожного ще краще.

Для того, щоб ваша мережа EFFECTIVE для роз'єднання C була високою, а ваша мережа EFFECTIVE для роз'єднання L низькою, ви повинні розподілити ковпачки (не збивати їх в одному чи кількох місцях).

Захист ваших A / D перетворень від шуму - це загальна тема, яку я зараз передам.

Я сподіваюся, що це допомогло відповісти на деякі ваші запитання.

Обхідні конденсатори виконують чотири основні функції:

1. Вони зводять до мінімуму швидкі зміни струмів, що надходять на провід живлення (такі зміни в струмовому розтягуванні можуть спричинити EMI або можуть парувати шум для інших пристроїв плати)
2. Вони мінімізують зміни напруги між VDD і VSS
3. Вони мінімізують напруги між VSS та землею
4. Вони мінімізують напруги між VDD і позитивною рейкою плати

Діаграма (A) у відповіді підробленої назви на сьогодні найкраща для мінімізації змін, що проводяться на провідних джерелах живлення, оскільки зміни в струмі, проведеному процесором, повинні будуть змінювати напругу на заглушці, перш ніж вони можуть спричинити будь-які зміни струму живлення. На відміну від цього, на діаграмі (C), якщо індуктивність до основного джерела живлення була в десять разів більша, ніж при переході до обхідного ковпачка, то джерело живлення побачило б 10% будь-яких поточних шипів незалежно від того, наскільки великим чи наскільки досконалим може бути кришка.

Діаграма (C), мабуть, найкраща з точки зору мінімізації змін напруги між VDD та VSS. Я б припустив, що, мабуть, важливіше мінімізувати зміни струму живлення, але якщо важливіше підтримувати стабільність напруги VDD-VSS, діаграма (C) може мати невелику перевагу.

Єдиною перевагою, яку я бачу на діаграмі (B), є те, що вона, ймовірно, мінімізує диференціальну напругу між VDD та позитивною платою подачі плати. Не дуже велика перевага, але якби перевернути рейки, це мінімізувало б різницю напруги між VSS та землею. У деяких додатках це може бути важливо. Зауважте, що штучне підвищення індуктивності між позитивною подаючою рейкою та VDD може сприяти зменшенню диференціальних напруг між VSS та землею.

В якості бічної записки, окремої від проблеми компонування, зауважте, що є причини використовувати асортимент конденсаторних значень (наприклад, 1000pf, 0.01uF і 0.1uF), а не всього лише 0,1uF конденсаторів.

Причина в тому, що конденсатори мають паразитарну індуктивність. Хороші керамічні конденсатори мають дуже низький опір на резонансній частоті, при імпедансі переважає ємність на нижчих частотах і переважає паразитна індуктивність на більш високих частотах. Резонансна частота, як правило, зменшується зі збільшенням ємності частини (головним чином через те, що індуктивність приблизно однакова). Якщо ви використовуєте лише 0,1uF конденсатори, вони дають хороші показники на нижчих частотах, але обмежують ваш високочастотний обхід. Суміш значень конденсаторів дає хороші показники на діапазоні частот.

Раніше я працював з одним з інженерів, який зробив схематичну конструкцію + макет двигуна Segway, і він зменшив аналого-цифровий шум перетворювача DSP (основним джерелом є системний годинник DSP) на 5 разів 10 шляхом зміни значень конденсатора та мінімізації опору площини заземлення за допомогою мережевого аналізатора.

Є ще одна хитрість у мінімізації опору між внутрішніми рельсами GND та VCC в MCU та силовими площинами.

Кожен невикористаний штифт вводу / виводу MCU повинен бути підключений до GND або VCC, вибраних таким чином, щоб приблизно стільки ж невикористаних штифтів переходили до VCC, як до GND. Ці штифти повинні бути налаштовані як виходи, а їх логічне значення має бути встановлено відповідно до того, до якої силової шини підключений вихід.

Таким чином ви забезпечуєте додаткові з'єднання між внутрішніми шинами MCU та силовими площинами на платах. Ці з'єднання просто проходять через пакет індуктивності та ШОЕ, а також ШОЕ MOSFET, який увімкнено у вихідному драйвері GPIO.

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Ця методика настільки ефективна, щоб утримувати інтер'єр MCU пов'язаний із силовими площинами, що іноді варто вибирати пакет для даного MCU, який має більше штифтів, ніж потрібно, просто для збільшення кількості зайвих штифтів потужності. Якщо ваш виробник плати може вирішити цю проблему, вам також слід віддати перевагу пакетам без свинцю (LCC), оскільки вони, як правило, мають нижчу індуктивність на платформі. Ви можете перевірити це, звернувшись до моделі IBIS для свого MCU, якщо така є.

Завжди найкраще застосовувати добру практику, тим більше, що це не передбачає більше роботи або витрат на цей тип дизайну.

Ви повинні мати віаси якомога ближче до колодок конденсатора, щоб мінімізувати індуктивність. Конденсатор повинен бути близьким до живлення та заземленням мікросхеми. Слід уникати маршрутизації у другому зображенні, а перше не є ідеальним. Якщо це прототип, я б змінив розв'язку для виробничої версії.

Крім несправності мікросхеми в деяких умовах, ви можете збільшувати небажані викиди.

Навіть незважаючи на те, що ваша конструкція "працює" так, як на моєму досвіді, я виявив, що якщо ви не зробите "хорошої" роботи з роз'єднанням і обходом, ваші схеми будуть менш надійними і більш чутливими до електричного шуму. Ви також можете виявити, що те, що працює в лабораторії, може не працювати в полі.