IC-штифтове з'єднання для захисту від шуму та роз'єднання

В інших потоках запитань та запитань було багато розмов про те, як підключити конденсатори для роз'єднання до ІМС, що призводить до двох абсолютно протилежних підходів до проблеми:

(a) Роз'єднайте конденсатори якомога ближче до силових штифтів.
(b) Підключіть штифти силового струму якомога ближче до силових площин, після чого розмістіть роз'єднувальні конденсатори якомога ближче, але дотримуючись виа.

На думку [ Крайга Міцнера ], варіант (а) є кращим для аналогових ІС. Я бачу логіку за нею, оскільки індуктивність через і конденсатор роз'єднання утворюють низькочастотний фільтр ЖК, який утримує шум від штифтів ІС. Але згідно з [ Todd H. Hubbing ], варіант (a):

[...] звучить як гарна ідея, поки ви не застосуєте кілька реалістичних цифр і не оціните компроміси. Взагалі, будь-який підхід, який додає більшої індуктивності (не додаючи більше втрат), є поганою ідеєю. Шпильки живлення та заземлення активного пристрою, як правило, повинні бути підключені безпосередньо до силових площин.

Щодо варіанта (b), [ Крайг Міцнер ] (автор наведеної вище рисунка) каже, що кращим є цифрові схеми, але він не пояснює, чому. Я розумію, що у варіанті (б) індуктивні петлі зберігаються якомога менше; але все ж вони дозволяють перемикати шум від ІМС, щоб досить легко потрапити в силові площини, чого я хочу уникати.

Чи правильні ці рекомендації? На яких конкретних міркуваннях вони ґрунтуються?

РЕДАКТУВАТИ: врахуйте, що вхідний сигнал від ІМС призводить до конденсатора, а віаси зберігаються якомога коротше. Вони зображені на малюнку як довгі сліди лише для ілюстрації.

— андрегонгора
джерело

На низьких частотах це не має великого значення, а на високих частотах трапляються незвичайні речі, однак я вважаю за краще варіант А у всіх загальних випадках лише з однієї причини. У варіанті B струм у трасі між видом і конденсатором фактично переходить від майже нуля до шипу при перемиканні і повинен повернутися в кінці операції комутації, щоб перезарядити конденсатор.

— Trevor_G

Інший варіант, який не показаний тут, - поставити площину живлення через ІС. Там, де обмеження компоновки дозволяють, це дозволяє розмістити через і конденсатор рівновіддалену напругу.

— Поліном

Відповіді:

Виконуючи основні імітації із завищеними значеннями, очевидно, що ви закінчуєте торгувати висотою шипа проти висоти кільця.

З ланцюгом A ви отримуєте менше шипа на штирі IC Vcc і більше кільця, а зі схемою B - навпаки.

Зверніть увагу на струм в трасі до конденсатора в ланцюзі B, хоча він обертається.

Інший варіант, який ви не показали, - це розмістити площину потужності через ІС, щоб довжини слідів були рівними. Це дає вам найкраще з обох світів, як показано на третьому сюжеті. Знову ж таки, хоча струм у лінійці обертання повертається.

З цих графіків я б сказала, що схема A краще для цифрових, оскільки спокійні краї є більш проблематичними, ніж пульсація, а схема B - аналогова. Зрештою, C найкраще. Але коли мова йде про такі терміни, як "краще", думка вступає в гру.

Зрештою, в будь-якому випадку, вам потрібно тримати конденсатор і як можна ближче до штифта, використовуючи мінімальні сліди між ними, щоб мінімізувати індуктивність сліду. Наприклад, використовуючи щільну накладку / через комбінацію, як зазначено у відповіді Пеуфеу.

— Trevor_G
джерело

Дякую за симуляції та розуміння. Однак я зараз ще більше розгублений, ніж раніше, щодо того, чи краще (a) або (b) краще для аналогового та цифрового. Ваші міркування є прямо протилежними до Крайга Міцнера. Також я хотів запитати, чому це так погано, що течія повертається назад. Ще раз дякую вам.

— andresgongora

Ви надихнули мене на те саме моделювання, але спостерігаючи за напругою на силовій площині (я додав один додатковий індуктор між джерелом живлення та джерелом напруги у вашій схемі, і там вимірював). У налаштування (a) є кілька пульсацій, але це лише близько 10 мв. Установка (b) має подібну пульсацію, але я отримую величезний сплеск напруги приблизно -0,7 В на дуже високій частоті. Ти абсолютно правий. (a) набагато кращий для цифрових, оскільки він запобігає випромінюванню ШЧ від розподілу електроенергії. Крім того, (c), яка має найменшу індуктивність, найкраще спрацьовує за ІМС, але не забороняє ШВЧ-шуму потрапляти до розподілу потужності.

— andresgongora

Я згоден з результатами Тревора. Варіант (а) кращий для цифрових схем.

— Гілл

@Guill Ignoring opcion (c), два незалежних сліди та, враховуючи лише (a) та (b): Результат Тревора означає, що Міцнер та Хаббінг (автори, цитовані в Q), здається, помиляються, оскільки (a) виглядає набагато краще ніж (b); інтуїтивно, а також у моделюванні. Однак я вважаю, що в цьому є набагато більше, і вони обидві пропонують (б) над (а). Afterall, один з них працює для Orcad ... Чи є ще якесь джерело, до якого я можу зайти?

— andresgongora

@Trevor_G Я прийняв вашу відповідь, оскільки це здається всебічно обґрунтованим, а симуляції дуже допомагають. Я все ще трохи розгублений, чому кінцевий результат суперечить іншим (для мене авторитетним) авторам. У будь-якому випадку я буду дотримуватися вашої уваги і

— погратиму

Для найнижчої індуктивності розмістіть планку заземлення на стороні ковпачка, а не на кінці тонкого сліду. Можна поставити дві віаси, по одній з боків, ще краще.

(читати джерело )

Тепер, з огляду на показану схему, ІС знаходиться в пакеті SOP або SSOP, а це означає, що всередині пакету є більше 5nH індуктивності зв'язку та свинцю. Один зайвий nH індуктивності сліду в лінії електропередачі не має значення. Якщо це цифровий чіп, оптимальне роз'єднання площини буде досягнуто за допомогою слідів праворуч від зображення, і ви можете підключити шнур живлення ІС до колодки кришки.

Якщо це чутливий аналоговий мікросхема в цифровій площині, тоді додайте резистор та / або ферит перед кришкою си набагато кращою ідеєю.

— peufeu
джерело

Уявіть тоді, що в: (а) я підключаю через провід якомога ближче до ІК-провідника, а поруч з ним конденсатор роз'єднання; і що в (b) я роблю точно так само, але навпаки. Тепер сліди максимально короткі, як показано на малюнку (мінімальна індуктивність). Тепер, яка конфігурація краще для збереження силових площин як нерозділених від можливого переключення шуму? Саме там я справді плутаюсь. Дякую :)

— andresgongora