Tecnología de PCB - Varias técnicas para mejorar la capacidad de resistencia a los cambios de potencia de los PCB

Para convertidores y sistemas finales, Debe garantizarse que el ruido en cualquier entrada dada no afecte al rendimiento. ¿Picante?? Para comprender el ruido de la fuente de alimentación y cumplir los requisitos de diseño del sistema, Qué aspectos debemos tener en cuenta PCB Board?

Seleccione primero el convertidor y luego el regulador, ldo, regulador de conmutación, etc. no todos los reguladores son adecuados. Debe comprobar las especificaciones de ruido y onda en la hoja de datos del regulador, as í como la frecuencia de conmutación (si se utiliza el regulador de conmutación). Un regulador típico puede tener un ruido vrms de 10 μ en un ancho de banda de 100 kHz. Supongamos que el ruido es blanco, que corresponde a la densidad de ruido de 31,6 nvrms / a؈hzen la banda objetivo.

Compruebe el índice de rechazo de potencia del convertidor para ver cuándo el rendimiento del convertidor se reducirá debido al ruido de potencia. En la primera región de Nyquist fs / 2, la mayoría de los convertidores de alta velocidad suelen tener un psrr de 60 dB (1 MV / V). Si los valores no figuran en la hoja de datos, mida de acuerdo con el método anterior o pregunte al fabricante.

Se utiliza un ADC de 16 bits con un rango de entrada de escala completa 2vp - P, una tasa de muestreo de 78 dbsnr y 125 msps, con un fondo de ruido de 11,26 nvrms. El ruido de cualquier fuente debe ser inferior a este valor para evitar que afecte al convertidor. En la primera región de Nyquist, el ruido del convertidor será de 89,02 μvrms (11,26 nvrms / A |). Aunque el ruido del regulador (31,6 NV / ašhz) es más del doble que el del convertidor, el psrr del convertidor es de 60 DB, lo que reduce el ruido del regulador de conmutación a 31,6 PV / ašhz (31,6 NV / bšhz * 1 MV / V). El ruido es mucho menor que el ruido de fondo del convertidor, por lo que el ruido del regulador no reducirá el rendimiento del convertidor.

El filtrado de potencia, la puesta a tierra y el diseño son igualmente importantes. A ñadir un condensador de 0,1 μf al pin de alimentación ADC puede hacer que el ruido sea inferior al valor calculado anteriormente. Recuerde que algunos pines de alimentación consumen más corriente o son más sensibles que otros. Por lo tanto, los condensadores de desacoplamiento deben utilizarse con precaución, pero tenga en cuenta que algunos pines de alimentación pueden requerir condensadores de desacoplamiento adicionales. La adición de un filtro LC simple a la salida de la fuente de alimentación también puede ayudar a reducir el ruido. Sin embargo, cuando se utiliza un regulador de interruptores, el filtro en cascada puede suprimir el ruido a un nivel inferior. Tenga en cuenta que cada ganancia de primer orden aumenta alrededor de 20 DB cada 10 octavas.

Una cosa a tener en cuenta es que el análisis anterior sólo está dirigido a un solo convertidor. Si el sistema involucra múltiples convertidores o canales, el análisis del ruido será diferente. Por ejemplo, el sistema ultrasónico utiliza muchos canales ADC que se añaden digitalmente para aumentar el rango dinámico. Básicamente, el límite inferior de ruido del convertidor / sistema se reducirá en 3 DB cuando el número de canales se duplique cada vez. Para el ejemplo anterior, si se utilizan dos convertidores, el piso de ruido del convertidor se convierte en la mitad (– 3db); Si se utilizan cuatro convertidores, el límite inferior de ruido se convierte en - 6DB. Esto se debe a que cada convertidor puede considerarse una fuente de ruido no correlacionada. Las fuentes de ruido no relacionadas son independientes entre sí, por lo que se puede realizar un cálculo RSS (raíz cuadrada de la suma cuadrada). Por último, con el aumento del número de canales y la disminución del límite inferior de ruido del sistema, el sistema se volverá más sensible y la restricción del diseño de la fuente de alimentación se hará más estricta.

Es imposible eliminar todo el ruido de la fuente de alimentación en la aplicación, ya que ningún sistema puede ser completamente inmune al ruido de la fuente de alimentación. Por lo tanto, como usuarios de ADC, debemos responder positivamente en las fases de diseño y diseño de energía.

Aquí hay algunos consejos útiles para ayudarle a maximizar la inmunidad de los PCB a los cambios de potencia:

Desconecte todos los raíles de alimentación y el voltaje del bus que lleguen al tablero del sistema.

Recuerde: la ganancia aumenta alrededor de 20 DB por cada 10 octavas.

Si el cable de alimentación es largo y se alimenta a un CI, dispositivo y / o área específicos, debe ser desacoplado de nuevo.

Tanto la alta frecuencia como la baja frecuencia deben disociarse.

El punto de entrada de la fuente de alimentación antes de la puesta a tierra del condensador de desacoplamiento suele utilizar una serie de cuentas magnéticas de ferrita. Esto se hace para cada tensión de alimentación que entra en el tablero del sistema, ya sea de ldo o de un regulador de conmutación.

Para condensadores añadidos, tightly stacked power and ground layers (spacing ≤ 4 mils) should be used, Así que... Diseño de PCB Tiene la capacidad de desacoplamiento de alta frecuencia.

Como cualquier cosa buena Diseño del tablero, La fuente de alimentación debe mantenerse alejada de los circuitos analógicos sensibles, como la fase frontal del ADC y los circuitos de reloj..

Una buena partición del circuito es importante, y algunos componentes se pueden colocar en la parte posterior del PCB para mejorar el aislamiento.

Observe el circuito de tierra, especialmente el lado digital, para asegurarse de que los transitorios digitales no regresen a la parte analógica del tablero. En algunos casos, también puede ser útil un plano de tierra separado.

Mantenga los componentes de referencia analógicos y digitales a sus respectivos niveles. Este método convencional puede mejorar el aislamiento del ruido y la interacción de acoplamiento.

Seguir Fabricante de Ci Recomendaciones. Si la descripción de la solicitud o la hoja de datos no se explican directamente:, Debería estudiarse el Comité de evaluación. Estas son buenas herramientas para empezar.