(Це питання у мене виникло в результаті іншого питання тут.)

Я, як правило, захоплююсь використанням конденсаторів для роз'єднання поблизу всіх штифтів живлення на ІМС, великих і малих, аналогових або цифрових. Я також використовую силові та наземні літаки в конструкціях друкованих плат, коли це можливо. Як правило, я намагаюся використовувати «добру практику», щоб отримати надійний надійний дизайн. І, наскільки я можу сказати, я досяг успіху.

Питання в тому, які показники недостатньої розв’язки. Припустимо, я вирішив не включати обхідні ковпачки на силові штифти мікроконтролера або CAN-приймача чи щось інше.

Є деякі очевидні показники, такі як мікроконтролер, який мимовільно перезавантажується, але повинні бути більш тонкі проблеми, які я, можливо, навіть не бачу або не можу пояснити недостатньою розв'язкою.

Симптоми полягають у тому, що більшу частину часу все буде добре, за винятком випадків, якщо це не може бути. Це може залежати від даних і дуже важко відтворити.

Подумайте, що відбувається. Якась фішка раптово збільшила поточний попит. Це призвело до негайного зниження напруги живлення до деякого рівня, коли правильна робота вже не гарантована. Навіть якщо ні, швидка зміна напруги живлення може спричинити неприємності.

Дуже важко передбачити, яка саме може бути ця проблема і на якому порозі напруги чи похідної напруги вона виникає. Рядок даних може бути тимчасово інтерпретований у неправильному стані. Шльопанець може перевернутись. Ви не знаєте. Що б не сталося, це також функція температури, рівномірного нагрівання штампу. Спробуйте відтворити це саме від одного тесту до іншого.

Таким чином, підсумок - це те, що речі можуть отримати лускатий Можливо. Іноді.

Проблеми, які ви отримаєте, будуть сильно відрізнятися залежно від використовуваної схеми та використовуваних ІМС. Я думаю, що найкраще робити не шукати задану проблематичну поведінку ланцюга, а просто перевірити напрям напруги Vcc-GND на вашому просторі якомога ближче до шпильки ваших ІС.

Під час роботи ви повинні побачити рівну лінію (чиста напруга постійного струму). Якщо ви отримуєте брижі, це підказка, що ваша розв'язка є недостатньою. Ви повинні спостерігати за напругою для всіх станів, які може мати ваша схема, і протягом тривалого періоду часу. Пульсації можуть періодично з'являтися під час цифрової передачі лише для зразка. Крім того, ви повинні повторити це вимірювання для всіх ІМС на друкованій платі, навіть якщо вони знаходяться на одній шині живлення.

Частота пульсацій є дуже важливою, оскільки вона підкаже, який саме конденсатор вам потрібен для ослаблення цієї конкретної пульсації. Для прикладу пульсація низької частоти (нижче 1 кГц) легко фільтрується алюмінієвим конденсатором, тоді як високочастотна пульсація (100 кГц або 1 МГц) буде легше фільтруватися плівковим конденсатором або керамічним конденсатором.

Амплітуда пульсації дає вам уявлення про те, скільки Фараду повинен бути ваш конденсатор для роз'єднання.

Я думаю, що цей метод найкраще бути впевненим, що ваша схема не страждає від поганої розв'язки, а не шукати дивну / непослідовну поведінку ланцюга.

Я маю простішу та коротшу відповідь:

Якщо у вас недостатня сила, у вас з’являться всілякі дивні проблеми, які зазвичай не пов’язані між собою і які на перший погляд здаються неможливими.

Ця відповідь має 4 частини: тремтіння, драйвер живлення, АЦП та встановлення даних / ОЗУ.

Ваші характеристики джиттера не будуть досяжними, а відтворення звуку буде "галасливим". Ваш фазовий шум (він же джиттер) не буде досяжним, і ваше бездротове з'єднання може навіть не синхронізуватися; ваші показники бітових помилок або пакетних помилок будуть неприйнятними; ваші дуплексні бездротові зв’язки (призначені для дозволу одночасної передачі та прийому) зменшуватимуться, оскільки фазовий шум із перемикачем буде безпосередньо входити в заплановану для приймача частину спектру.

Для ІС драйверів живлення, з урахуванням тривалих відводів GND та VDD, очікуйте, що рейки спочатку згортаються, а потім дзвонять вгору, набагато вище від VDD. На 5 або 10 вольт, даючи 3 см дроту в відведеннях не поверхневого Cbypass або за відсутності наземної площини.

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

Таким чином ............ самознищення є результатом не локальних обхідних конденсаторів.

Резонансна схема - це індуктивність свинцю і вбудована мікросхема C_well_substrate, яка набагато менша, ніж PCBpass.

[редагувати] Що стосується OpAmps та ADC: ваші вимірювання показуватимуть широкий КОД ПРОМИСЛОВОСТІ. Ваш Ompamp Vout ніколи не влаштується, оскільки їх VDD дзвонить на високих частотах і безпосередньо з’являється у Vout OpAmp, щоб бути оцифрованим ADC.

Ваше DataEye буде невловимим, галасливим, з не плоскими вершинами, таким чином, не випромінюючи інтерференцію між символами, оскільки VDD ніколи не тихий, ніколи не затихає, а пульсація VDD вибухає прямо через OpAmps на ваш сигнал, оскільки OpAmps мають 0dB PSRR на високому рівні (конденсатор-свинцевий дзвінок) частоти.

Якість поставок, цілісність сигналу та похибка до помилки!

Якщо ви вже знаєте, що означає DVT, і виконуєте суворі DFM, DFT та DVT на проектних специфікаціях, то, можливо, ви хочете розглянути можливість додавання тесту на надійність сприйнятливості у свій план перевірки перевірки дизайну. Сюди входить: примушення напруги живлення до меж +/- 10% та зміна частот кристалів +/- для пошуку функціональних помилок (ака-тест Шмоо). - Ви робите те ж саме з високим / темпером високого рівня та високою власністю, вводячи імпульсний шум 1А, використовуючи петлю над мікросхемами, шукаючи доріжки високого опору з високими джерелами імпедансу, які не можуть придушити зв'язаний шум.
- Ви можете обнюхати дошку заземленим дротом зонда та заглянути на аналізатор спектру чи область із максимальною чутливістю, шукаючи шум, а потім ввести шум назад, використовуючи петлю аналогічного розміру з 1-амперного генератора імпульсів, який шукає функціональні проблеми.

Так само, як прогнозувати, коли скло розіб'ється, бінарні системи в аналоговому світі відмінно працюють, поки вони не розіб'ються.

Для того, щоб зрозуміти запас симптоматичних помилок, треба зрозуміти, куди надходить і йде шум.

ШУМ можна точно виміряти і визначати границю до помилки.

• Джерела: кондукцією, індукцією або зчепленням С
  • $V=Ldi/dt$$I_c=CdV/dt$$t_R$$t_D$ на трасі.

    • ESD до gnd-кадру також є EMI, який з'єднується як зсув землі або перешкоди сигналу.

• місця призначення: за допомогою кондукції, індукції або зчеплення С
  • PSRR: Кожен затвор має лінійну зону, але на відміну від Op Ampers із зміщенням джерела струму, коефіцієнт відхилення шуму живлення нелінійний і критичний лише під час перемикання, коли і драйвери Nch, і Pch активні, і не тільки подають шум з рейки, але проводять шум від або рейкою до виходу. Різничний шум подачі між відправленням і приймачем має на увазі зсув порогу для максимальної точки переходу у часі, який визначає, чи можуть кілька переходів через ворота чи ні. Коли комутатор повністю проводиться, імпеданс / реактивна здатність треку може бути набагато вище, ніж імпеданс драйвера, який коливається від 22 до 33 або 50 +/- 20% Ом для різних логічних сімей напруги. (> 300 Ом для застарілої серії CD4000)

Струми, що індукуються великими сигнальними петлями, а не перемикаються через сусідню кришку до Vss: площини Vdd (площини низької індуктивності)

Ми можемо передбачити всі результати бінарного зв'язку як аналогове співвідношення сигнал / шум, SNR, з функцією ймовірності або швидкістю помилок. (BER).

• То що таке SNR логіки?

  • 40 дБ - це добре (<1% Vpp), 30 дБ - справедливо, 20 дБ - погано (10% Vpp)

• Чи є дещо швидкість помилок для будь-якого логічного сигналу?
  • Так, але це зазвичай смішно великі розміри, поки ви не дотримуєтесь Правил проектування площин живлення / заземлення та роз'єднувальних ковпачків. Тоді він може стати практично малим, якщо ви нехтуєте роз'єднанням або занадто складним для його обчислення, тому ви завжди перевіряєте його на маржу, перш ніж переходити до критичного виробництва, де витрати на відмову високі.
  • Що таке сигнал?
  • Vss, Vdd кожен розглядається як сигнал до якоїсь опорної точки поблизу приймального або відправляючого мікросхеми.
  • Що таке шум?
  • Порушення, достатньо мале, яке не видно легко, але досить велике, щоб зробити дизайн невдалим, одразу після його доставки. ;) еквівалент "Здуття малини"
  • В основному все, що не є сигналом форми даних.
  • Який поріг введення?
  • приблизно Vss / 2 +/- x% або 1,3 В як для 74HCTxx, так і для RS-232 (так, це правильно)
  • $V_{oh(min)}$$V_{ol(max)}$
  • $RdsOn$
  • $V_{oh(min)}$ і $V_{ol(max)}$? Це рівні запасу, визначені для гарантування надійної комутації.
  • Таким чином, ми бачимо, що в логічному дизайні є властивий запас шуму з різницею між цими рівнями та справжнім V-м порогом комутатора. Для TTL ви можете виміряти це на будь-якому плаваючому вході за допомогою зонда до землі. Для CMOS ви можете протестувати будь-які ворота з негативним зворотним зв'язком R, як 1Mohm, і спостерігати це як поріг входу в лінійній області зі збільшенням напруги щонайменше 10 на внутрішній затвор. Ворота NAND мають 3 ступені інверсії, тому мають лінійне посилення> 1k. Це було справедливо для всіх сімей CMOS, що я бачив.

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

Не показано - 100 Ом ШОЕ діодів і вхідної ємності та багато інших деталей.

Є чудові причини використовувати окрему потужність і площину заземлення якомога ближче один до одного, щоб збільшити ємність між ними. Індуктивність квадрата однакова для цілої плати або крихітного конденсатора мікросхеми. Є вагомі причини вибрати 0,01uF понад 0,1uF і навпаки, якщо ви вибрали керамічну, SRF з синхронними синхронними струмами та компонуванням доріжок. Ви можете судити про свою проблему з шумом, нюхаючи за допомогою контуру діапазону та вимірюючи цілісність сигналу живлення без затискача заземлення, використовуючи наконечник 1 см та ствол на зонді 10: 1> 300 МГц.

Навчіться перевіряти свій рівень шуму в кожному дизайні

• зазвичай планується в DVT, навіть якщо у вас є багато досвіду EMI. Через близьку відстань (1 см) випромінювання радіочастотного обдуву та введення шуму.

Пам'ятайте у своєму макеті, що відстань циклу визначає не тільки індуктивність шляху, але і область циклу визначає рівні шуму поля ЕГ.

Функціональні симптоми помилок логічного шуму - це щось несподіване, коли ви цього найменше очікуєте