PCB-Neuigkeiten - PCB-Design-bezogene Regeln für Hochgeschwindigkeitsumwandler

F: Was sind die wichtigen PCB Board l ayout Regeln, wenn High-Speed Konverter PCB verwenden? Antwort: Um sicherzustellen, dass die Konstruktionsleistung den technischen Spezifikationen des Datenblattes entspricht, müssen einige Richtlinien befolgt werden. Zunächst einmal gibt es eine häufig gestellte Frage: "Sollen die AGND- und DGND-Bodenflugzeuge getrennt werden?" Die einfache Antwort lautet: Es kommt darauf an.

Die detaillierte Antwort lautet: in der Regel keine Trennung. Denn in den meisten Fällen erhöht das Trennen der Erdungsebene nur die Induktivität des Rückstroms, und es tut mehr Schaden als Nutzen. Aus der Formel V bis L (di/dt) kann man sehen, dass mit zunehmender Induktivität das Spannungsrauschen zunimmt. Und wenn der Schaltstrom steigt (weil die Abtastrate des Konverters steigt), steigt auch das Spannungsrauschen. Daher sollten die Erdungsebenen miteinander verbunden werden. Ein Beispiel ist, dass in einigen Anwendungen, um die traditionellen Designanforderungen zu erfüllen, es notwendig ist, schmutzige Busstromleitungen oder digitale Schaltungen in bestimmten Bereichen zu platzieren. Gleichzeitig ist es auch von Größenbeschränkungen betroffen, wodurch die Leiterplatte nicht in der Lage ist, eine gute Layoutaufteilung zu erreichen. In diesem Fall ist die Trennung der Bodenebene der Schlüssel zu einer guten Leistung. Damit das Gesamtdesign jedoch effektiv ist, müssen diese Masseebenen über eine Brücke oder einen Anschlusspunkt irgendwo auf der Leiterplatte miteinander verbunden werden. Daher sollten die Anschlusspunkte gleichmäßig auf einer separaten Masseebene verteilt sein. Am Ende gibt es oft einen Anschlusspunkt auf der Leiterplatte, an dem der Rückstrom passieren kann, ohne Leistungseinbußen zu verursachen. Dieser Anschlusspunkt befindet sich in der Regel in der Nähe oder unterhalb des Konverters.

Beim Entwurf von Leistungsschichten sollten alle Kupferdrähte verwendet werden, die für diese Schichten verwendet werden können. Wenn möglich, lassen Sie diese Schichten keine Spuren teilen, da zusätzliche Leiterbahnen und Durchgänge die Leistungsschicht in kleinere Stücke spalten, was die Leistungsschicht schnell beschädigen kann. Die resultierende spärliche Leistungsschicht kann die Strompfade zu den Stellen quetschen, an denen diese Pfade am meisten benötigt werden, d.h. zu den Power Pins des Konverters. Das Drücken des Stroms zwischen dem Durchgang und der Leiterbahn erhöht den Widerstand und verursacht einen leichten Spannungsabfall auf dem Stromversorgungsstift des Konverters.

Schließlich ist die Platzierung der Power Layer sehr wichtig. Stapeln Sie keine rauschende digitale Stromversorgung auf die analoge Stromschicht. Ansonsten, obwohl die beiden auf verschiedenen Schichten liegen, können sie immer noch gekoppelt sein. Um das Risiko einer Beeinträchtigung der Systemleistung zu minimieren, sollten diese Arten von Schichten im Design getrennt und nicht so weit wie möglich gestapelt werden. Gleichzeitig wird diese Aufgabe oft übersehen, aber sie ist für analoge und digitale Designer auf Systemebene entscheidend. Das Designziel von PDS (Power Transmission System) ist es, die Spannungswelligkeit zu minimieren, die als Reaktion auf den Strombedarf der Stromversorgung erzeugt wird. Alle Schaltungen benötigen Strom, einige Schaltungen benötigen eine größere Menge, und einige Schaltungen müssen Strom mit einer schnelleren Geschwindigkeit liefern. Die Annahme einer vollständig entkoppelten niederohmigen Leistungsschicht oder Erdungsschicht und eines guten PCB-Stapels kann die Spannungswelligkeit minimieren, die durch den Strombedarf der Schaltung verursacht wird. Zum Beispiel, wenn der entworfene Schaltstrom 1A und die Impedanz des PDS 10mΩ, ist die maximale Spannungswelligkeit 10mV.

Zunächst sollte eine Leiterplattenstack-Struktur entworfen werden, die großschichtige Kondensatoren unterstützt. Beispielsweise kann ein sechsschichtiger Stapel eine obere Signalschicht, eine erste Masseschicht, eine erste Leistungsschicht, eine zweite Leistungsschicht, eine zweite Masseschicht und eine untere Signalschicht umfassen. Es wird festgelegt, dass die erste Bodenschicht und die erste Leistungsschicht in der laminierten Struktur nahe beieinander liegen und der Abstand zwischen den beiden Schichten 2 bis 3 mils beträgt, wodurch eine intrinsische Schichtkapazität gebildet wird. Der größte Vorteil dieses Kondensators ist, dass er frei ist und nur in den PCB-Fertigungshinweisen vermerkt werden muss. Wenn die Leistungsebene geteilt werden muss und mehrere VDD-Stromschienen auf derselben Schicht vorhanden sind, sollte die größtmögliche Leistungsebene verwendet werden. Hinterlassen Sie keine Löcher, sondern achten Sie auch auf empfindliche Schaltungen. Dadurch wird die Kapazität der VDD-Schicht maximiert. Wenn das Design zusätzliche Schichten zulässt (in diesem Fall von sechs bis acht Schichten), sollten zwei zusätzliche Bodenebenen zwischen der ersten und zweiten Leistungsebene platziert werden. Wenn die Kernpitch auch 2 bis 3 Millionen beträgt, wird die inhärente Kapazität der laminierten Struktur zu diesem Zeitpunkt verdoppelt.

Für einen idealen PCB-Stapel sollten Entkopplungskondensatoren am Startpunkt der Leistungsschicht und um den Prüfling herum verwendet werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die PDS-Impedanz im gesamten Frequenzbereich niedrig ist. Die Verwendung mehrerer 0,001μF bis 100μF Kondensatoren hilft, diesen Bereich abzudecken. Es ist nicht notwendig, überall Kondensatoren zu haben; Aber die Kondensatoren gegenüber dem Prüfling brechen alle Fertigungsregeln. Wenn solche strengen Maßnahmen erforderlich sind, gibt es andere Probleme mit der Schaltung.