Розміщення обхідних конденсаторів після того, як VCC досягне IC

У мене питання щодо обхідних конденсаторів та їх можливих місць розташування.

Я проектую те, на що я сподіваюся бути двосторонньою друкованою платою, яка має VCC та переважну більшість ліній даних на одній стороні, при цьому більшість з іншого боку є площиною GND, через яку може перейти перша сторона.

Я знайшов зображення в друкованій платі в Інтернеті, яка робить подібні речі, яких я хочу досягти, а це інтерфейс, в основному, 3,3 В деталей на друкованій платі, розроблений для сполучення з 5 В хостом. Таким чином, у нього є 3 сімейства ІС74LVCH16245A, які здійснюють переклад рівня сигналу з 5 В на 3,3 В і навпаки.

Я виявив, як дизайнер зробив обхідні конденсатори витонченими - здається, що є невелика площина VCC, створена під ІМС SN74LVCH16245A, і що лінії VCC на ІС підключені до цієї площини на протилежній стороні від шпильок , потім байпасні конденсатори підключаються до штифта на звичайній стороні, а потім інше з'єднання байпасного конденсатора акуратно підключається до іншої сторони для GND.

Я намалював ящик над ІМС SN74LVCH16245A на зображенні нижче:

Я склав схему того, що, на мою думку, відбувається далі:

Моє запитання, чи нормально для байпасних конденсаторів розміщувати після того, як VCC на друкованій платі досягає штифтів VCC на ІС? Я запитую, тому що я ніколи не бачив обхідних конденсаторів, розміщених так, або не радив розміщувати так. На будь-якій ілюстрації, яку я бачив, лінія VCC йде у напрямку до штифта VCC на ІМС у звичайному напрямку, як це роблять усі інші рядки даних. А байпасні конденсатори завжди знаходяться між вхідним VCC до штифта та штифтом VCC на самому ІС, але ніколи після цього, як показано на ілюстрації нижче:

Якщо це правда, що нормально розміщувати обхідні конденсатори таким чином, тоді можна було б поєднати цю конструкцію з розміщенням обхідних конденсаторів як "мостів" над сусідніми штифтами даних ІС, чи не так? Як показано на ілюстрації нижче?

Чи міг би хто-небудь дати мені зрозуміти, чи це нормально, чи якщо вони мають кращі пропозиції щодо розміщення обхідних конденсаторів?

Спасибі!

Що важливо, це низький шлях індуктивності між конденсатором роз'єднання та штифтом ІС. Будь-яка індуктивність знижує ефективність ємності. Поставлення конденсатора "після" слід подачі означає, що конденсатор потрібно буде зарядити за допомогою більш високої індуктивності, але я не можу зрозуміти, чому це має значення.

Низька індуктивність = короткі та широкі сліди. Дійсно широкий слід під ІМС має досить низьку індуктивність, тому розміщення в діаграмах ліворуч та праворуч від ІС у ваших діаграмах зазвичай ефективно. Здається, що Ваші альтернативи можуть бути настільки ж ефективними, якщо припустити, що інші речі не були порушені.

Зверніть увагу, що індуктивність і конденсатор утворюють резонансну ланцюг, фільтр не буде ефективним на резонансній частоті. Так, для вирішення цього питання дизайнери часто використовують кілька значень декупажів. Як і 0,1 uF та 0,01 uF, або для високочастотної плати, можливо, 0,01 і 0,001 uF

Існують високотехнологічні (тобто дорогі) інструменти для аналізу ефективності вашої розв'язки. Я ніколи особисто їх не використовував, вони прийшли разом після того, як я сам перестав розробляти дошки.

Після того, як ви зрозумієте, як зробити деякі графіки імпедансу для вашого макета, ви можете змінити індуктивність сліду 0,5 nH / мм і вибрати значення шапки за допомогою s-parms або ESR і обчислити ваш імпеданс площини потужності чи ні.

Але пам’ятайте, що резонанс завжди буде виникати там, де ви найменше цього хочете. (Закон Мерфі)

Це не має значення. Не варто думати з точки зору "струм, що йде до ІС від джерела живлення, заряджає роз'єднаний конденсатор на шляху до ІС". Це не відповідає жодним механічним аналогіям, до яких ми можемо звикнути, наприклад, резервуар на повітряному компресорі, резервуари для води або потяги.

Придумайте окремий аналіз змінного та постійного струму. Для струмів постійного струму / низької частоти джерело живлення живить конденсатор. При змінній / високій частоті справжнє джерело живлення - це розмикання, а ефективне джерело живлення - це власне сам конденсатор.

У вас є дві різні варіанти схем, що працюють один на одного, тому що насправді важливо, це мінімальна відстань циклу між компонентом і конденсатором. Шлях струму постійного струму, що освіжає конденсатор, не відтворюється в шлях струму змінного струму, який конденсатор фактично подає. Струми постійного струму, що проходять повз конденсатор до досягнення ІС, не мають значення.

Це детальніше висвітлено у книзі Генрі Отта "Електромагнітна інженерія сумісності" у розділі 11.7

Згодом добре. Можливо, дизайнер друкованої плати застосував такий підхід, щоб зменшити площу петлі IC + байпаса. Менші ділянки циклу вимагають менше енергії для боротьби з (меншою) індуктивністю.

Перевірте в конденсаторах X2Y і як потік струмів через сусідні вітри PCB може мінімізувати індуктивність та покращити обхід.

Ви вивчаєте важливу тему для високочастотної віддаленості вірності. Накресліть 3_D топологію (не 2_D, а 3_D) та вивчіть загальний доданий об'єм. Мінімізація цього обсягу є запорукою мінімального накопичення енергії і, отже, мінімальної індуктивності.

Якщо загальна мета - низький обхід esr. Наполегливо рекомендується повноцінна потужність і заземлення, це призведе до найнижчого результату ШОЕ. Тож розміщення віаз, що з'єднує перепускні ковпачки, є найважливішим. Ви хочете, щоб vcc і gnd via були максимально наближеними до викрадачів. А для ІС ви хочете, щоб флакони були наближені, наскільки ви можете дістати їх до колодок. Така конструкція призведе до найнижчого рівня шуму та найстійкішої системи.

Таким чином, для вашого питання щодо двошарової конструкції, дуже ретельно продумуйте все. Я б дуже рекомендував додавати внутрішню потужність і площину заземлення. Якщо ви не можете, подумайте, як залити gnd з одного боку та потужність з іншого, і залиште місце для того, щоб заливки залишалися підключеними.

У будь-якому випадку це нормально, єдине важливе - це приставити їх до шпильок.

Про що я б більше подумав - це якщо ви дійсно хочете великого літака GND з одного боку дошки. Ми ставимося до GND так, як це магічний 0В, який може потонути нескінченну дрібницю. Насправді всі ці з'єднання GND насправді мають протікати через цю площину.

Це означає, що у вас є кілька напруг, що рухаються одним і тим же шляхом. Ваша площина GND буде мати різні потенціали, які не є 0V. Це не завжди є великою справою, але якщо шум - це те, про що ви переживаєте, це, безумовно, щось, на що потрібно звернути увагу.

Ізольовані зворотні шляхи для деяких компонентів - дуже гарна ідея.