Схема мікроконтролера друкованої плати в змішаній сигнальній системі


12

Це пряме продовження цього питання . Отже, ось моя схема, що ви думаєте про сторону мікроконтролера?

ОНОВЛЕННЯ Квітень 2019 : Я побудував дошку навесні / влітку 2016 року, але жодного разу не оминувся, щоб оновити результати тут. Плата працює чудово, і єдиний помітний витік цифрового шуму до аналогових сигналів відбувся через певний неправильний вибір схеми схеми в аналоговому / цифровому інтерфейсі, а не макет / заземлення (і виправлення того, що в наступній редакції видалено і цей маленький шум) . Тепер я просто мав комерційну плату, в якій дизайн секцій процесора в основному базувався на показаному тут макеті, проходив тести EMC ЄС, тож відповідь полягає в тому, що цей макет принаймні досить хороший, щоб виконати свою роботу.

Наступне власне старе питання:


EDIT : грунтуючись на відповіді Армандаса, я зараз маю враження, що схема мікроконтролера досить хороша. Я все ще був би дуже зацікавлений, якщо хтось може сказати більше про те, наскільки це добре в плані запобігання протікання цифрового шуму на аналогову сторону, по суті, мою точку 4. нижче. Звичайно, будь-які подальші коментарі щодо мікроконтролера також вітаються.

Склад є

  • ТОП: сигнал
  • GND: суцільна основа землі, ніде не надрізи та сліди
  • PWR: потужність
  • BOT: сигнал

TOP (червоний) та PWR (фіолетовий) шари, з верхнім шовковим екраном

TOP (червоний) та PWR (фіолетовий) шари, з верхнім шовковим екраном [див. Оновлення нижче ]

BOT (зелений), з верхнім шовковим екраном для орієнтації

BOT (зелений), з верхнім шовковим екраном для порівняння з вище

±15

UC - це STM32F103VF, і я запускаю його на 72 МГц. Кристал - 8 МГц. Праворуч від ЦК розташований розділ із позначкою "Управління 1", який містить два ЦАП та мультиплексор, що мультиплексує вихід внутрішнього ЦАП ЦК1. У правій нижній частині розташований ще один мультиплексор біля "Control 2", що мультиплексує DAC2 UC. Доріжки, що приймають сигнали з ЦАП ЦК до операційного підсилювача, який їх буферизує (UREF1) перед тим, як перейти до мультиплексорів, - це два треки, що йдуть від ВІА вправо вгорі праворуч від C712. ЦАПів з'єднано з шиною SPI, яка виходить з правого верхнього кута UC.

18

Інші сліди, що залишають UC, це:

  • Адреса вибирає та вмикає MUXes, починаючи з верхньої частини uC для MUX1 та правого боку для MUX2.
  • ШІМ сигналізує, переходячи до резисторного масиву RR901. Це те, що я намагаюся випробувати, і по суті генерує хвилеподібні форми, комбінуючи певні форми ШІМ. Якщо це не працює, або через цей шлях просочується занадто багато шуму, це нормально, я просто залишу його в наступній редакції. Я б подумав, що по цьому шляху не протікає шум, якщо я залишу RR901?
  • сигнал АЦП, що надходить з кінцевого аудіовиходу (не показано) на контакт 26 в нижній правій частині ЦК. Це використовується для калібрування певних особливостей аналогової сторони, тому якщо вона дає ефективні 10-бітну точність точності, все добре (це 12-бітний АЦП).
  • У силовій площині посилання ЦАП / АЦП походить від UREF1 (мені дуже не потрібна дуже конкретна опорна напруга, але мені потрібно точно порівняти, який максимальний вихід ЦАПів).
  • GPIO, що переходять до деяких резисторів між цифровою та аналоговою секціями (наприклад, R713 та R710), включають і вимикають різні речі в аналоговому розділі. R супроводжуються C, щоб спробувати відфільтрувати будь-який цифровий шум з UC, див. Це питання .
  • нарешті, RC-мережі R715, R716, C709 фільтрують і послаблюють вихід GPIO, використовуваний як ступінчастий вхід до VCF (не показано) для його калібрування.

Деякі конкретні моменти, про які я хотів би знати:

  1. Чи кристал достатньо близький, і добре прокладений? Мені довелося помістити кришталеві роз'єднувальні ковпачки uC між кристалом і uC, оскільки там розташовані штифти.
  2. C715 - кришка для роз'єднання для VDDA. Зауважте, що для того, щоб з’єднати роз'єднувальний ковпачок C717 для Vref +, Vrefly, мені довелося прокласти VDD до C715 досить довгою доріжкою навколо C717. Це погано?
  3. VREF- і VSSA переходять безпосередньо до глобальної землі, як і основна частина заглушок для розв'язки для VREF + та VDDA. Це відповідає тому, що Олін сказав у попередньому запитанні, тож я припускаю, що зараз має бути нормально?
  4. Це виглядає так, що є ймовірність досить чистого виходу з ЦАПів? Я сподіваюся на приблизно 12 біт ефективного сигналу-шуму. UC ЦАП є 12-бітними, зовнішні - 16-бітовими для прототипу (є 12-бітова версія, сумісна з розгортанням, тому я завжди можу вимкнутись згодом).

Будь-які інші коментарі чи пропозиції також дуже вітаються, оскільки я не є професійним спеціалістом, тому я також можу тут робити дурні помилки :)

Оновлення:

Я зберу останню версію відповідно до пропозицій тут.

Зміни верхнього шару відповідно до пропозицій Armandas:

  • порядок заміни C715 і C717
  • збільшити зазор верхньої площини потужності з 6 до 9 міль (будь-який більший і літак не буде протікати через штирі, залишаючи, наприклад, землю C712 відключену)

Оновлений ТОП

TOP v2


"змішаний сигнал" "Цифровий / аналоговий розкол (логічно, площина заземлення суцільна)" Ух о. Зазвичай обидві підстави повинні з'єднуватися лише в одній точці. Те саме з кришталевим захисним кільцем.
Ігнасіо Васкес-Абрамс

Можливо, це лише мої погані очі, але навантаження на кришталь виглядає непов'язаною?
Dejvid_no1

@ Dejvid_no1 їх заземлена сторона з'єднана з локальною площиною заземлення.
Тимо

@ IgnacioVazquez-Abrams - це останнє правило щодо того, що при правильному розташуванні площин краще не розділяти площини, дивіться, наприклад, це . Питання, яке я тут задаю, - це, звичайно, чи правильний мій макет у цьому сенсі.
Тімо

У вас немає безперервної опорної площини для ваших нижніх сигналів. Це призведе до того, що лінії E feild облягають набагато далі, ніж зазвичай, і можуть вплинути на інші сигнали, наприклад ваш аналог.
efox29

Відповіді:


2
  1. Так. Сліди дуже короткі.
  2. Чомусь ви вирішили поставити кришку біля штифта V SSA, а потім запустіть доріжку до V DDA . Я б запропонував розмістити ковпачок біля V DDA і коротко простежити його до штифта. Наземна накладка ковпачка повинна йти до площини через віа. V SSA повинен бути з'єднаний із землею за допомогою входу. Зберігайте сліди від GND vias якомога коротше.
  3. Крім сказаного, це виглядає чудово. Маршрутизація C717 - це добре.

Додаткові коментарі:

  • Зазор багатокутника на верхньому шарі виглядає зовсім невеликим. Ви можете перевірити це ще раз.
  • Ваші шапки 100nF і 10uF однакового розміру. Чи є більші шапки танталу?

Щодо 2: Я думаю, що моя логіка полягала в тому, що завжди обходить пару штифтів, штифт подачі та заземлення, і тут пари будуть VDDA і VSSA, а VREF + і VREF-. Звичайно, правда, що просто відкинути цю логіку тут і дозволити обхідному ковпаку і VSSA мати окремі віа до GND, те, що ви говорите, має ідеальний сенс
Тимо

Обидві кришки керамічні 0603 (я буду вручну паяти дошку, тому я вирішив не використовувати 0402).
Тимо

@Timo Ваша логіка для парі живлення добре. Ще один спосіб поглянути на це - ви хочете, щоб петля між прокладками «віас / ковпачок» та пристроєм була якомога меншою. У таких ситуаціях, коли колодки живлення та заземлення розділені, однак, я завжди кладу кришку біля штифта живлення.
Армандас

1
Мій коментар щодо шапки полягає в тому, що ви будете намагатися знайти 10uF шапки в пакеті 0603. Можливо, вам пощастить з танталом, але я просто хотів згадати про це, якщо ви думаєте, що можете піти з кераміки.
Армандас

1
@Timo Це кришка на 16 В X5R. Ви можете бути в порядку на 3.3V. При 5 В ви, ймовірно, втратите близько 10% від ємності, і я впевнений, що ви не підключили жодного з них до +/- 15 В. Погляньте на цю презентацію , добре прочитайте. Зверніть особливу увагу на таблиці на сторінці 3.
Армандас
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.