Teknik PCB - Name

Formasi semasa spike:

Ukuran semasa dilukis dari bekalan kuasa apabila litar digital keluar aras tinggi secara umum berbeza dari semasa disuntik semasa output aras rendah, iaitu, semasa tenggelam semasa output aras rendah>semasa dilukis oleh bekalan kuasa.

Bentuk gelombang semasa bekalan kuasa puncak berubah dengan jenis peranti yang digunakan dan muatan kapasitif yang disambung ke terminal output.

Alasan utama untuk semasa punca ialah:

Tuba T3 dan T4 tahap output dihidupkan pada masa yang sama dalam rancangan pendek. Dalam proses pintu NAND dari aras output rendah ke aras tinggi, lompatan negatif bagi tekanan input menghasilkan semasa pemacu terbalik besar dalam loop asas T2 dan T3, kerana kedalaman ketepuan T3 direka untuk lebih besar daripada yang T2 Besar, semasa pemacu terbalik akan menyebabkan T2 melarikan diri dari ketepuan dahulu dan dipotong. Selepas T2 dimatikan, Potensi pengumpulnya meningkat, menyalakan T4. Tetapi pada masa ini T3 tidak diluar ketepuan, jadi dalam rancangan yang sangat pendek, T3 dan T4 akan diaktifkan pada masa yang sama, dengan itu menghasilkan ic4 besar, menyebabkan arus bekalan kuasa membentuk arus puncak. R4 dalam figur direka untuk hadapi semasa puncak ini.

R4 dalam sirkuit pintu TTL kuasa rendah lebih besar, jadi arus puncaknya lebih kecil. Apabila tekanan input berubah dari rendah ke tinggi, aras output pintu NAND berubah dari tinggi ke rendah. Pada masa ini, T3 dan T4 juga boleh diaktifkan pada masa yang sama. Tetapi apabila T3 mula dihidupkan, T4 berada dalam keadaan amplifikasi, dan tekanan antara kolektor dan emiter dua tabung adalah lebih besar, jadi arus puncak yang dijana adalah lebih kecil, dan kesan pada arus bekalan kuasa adalah relatif kecil.

Satu lagi penyebab semasa spike adalah pengaruh kapasitasi muatan. Sebenarnya terdapat kondensator muatan CL pada output gerbang NAND. Apabila output pintu berubah dari rendah ke tinggi, tekanan bekalan kuasa dimuatkan oleh T4 ke kondensator CL, sehingga membentuk arus punca.

Apabila output pintu NAND berubah dari aras tinggi ke aras rendah, kondensator CL melepaskan melalui T3. Pada masa ini, arus pembuangan tidak melewati bekalan kuasa, jadi arus pembuangan CL tidak mempunyai kesan pada arus pembuangan kuasa.

Kaedah penghalang semasa spike:

1. Ambil tindakan pada kabel papan sirkuit untuk minimumkan kapasitasi hilang garis isyarat;

2. Kaedah lain ialah mencuba untuk mengurangi kekebalan dalaman bekalan kuasa sehingga arus puncak tidak akan menyebabkan penukaran tenaga bekalan kuasa yang berlebihan;

3. Praktik biasa adalah untuk menggunakan kondensator pemisahan untuk penapis, biasanya ditempatkan di masukan kuasa papan sirkuit.

kondensator pemisahan 1uF～10uF untuk menapis bunyi frekuensi rendah; kondensator pemisahan 0.01uF～0.1uF (kondensator penapis frekuensi tinggi) ditempatkan diantara kuasa dan tanah setiap peranti aktif di papan sirkuit. Penapis bunyi frekuensi tinggi. Tujuan penapisan adalah untuk menapis gangguan AC yang ditakdirkan pada bekalan kuasa, tetapi ia tidak bahawa semakin besar kapasitasi kondensator yang digunakan, semakin baik, kerana kondensator sebenar bukan kondensator ideal dan tidak mempunyai semua ciri-ciri kondensator ideal.

Pemilihan kondensator penyahpautan boleh dihitung mengikut C=1/F, di mana F adalah frekuensi sirkuit, iaitu, 0.1uF untuk 10MHz dan 0.01uF untuk 100MHz. Secara umum, ia boleh menjadi 0.1~0.01uF.

Kondensator penapis frekuensi tinggi ditempatkan di sebelah peranti aktif mempunyai dua fungsi. Satu ialah untuk menapis gangguan frekuensi tinggi yang dilakukan sepanjang bekalan kuasa, dan yang lain ialah untuk menambahkan semasa puncak yang diperlukan untuk operasi kelajuan tinggi peranti. Jadi tempatan kondensator perlu dipertimbangkan.

Kerana parameter parasitik kondensator sebenar, ia boleh sama dengan resistensi dan induktansi tersambung dalam siri pada kondensator, yang dipanggil resistensi siri yang sama (ESR) dan induktansi siri yang sama (ESL). Dengan cara ini, kondensator sebenar adalah sirkuit resonan siri.

Kondensator sebenar adalah kapasitif pada frekuensi yang lebih rendah daripada Fr, dan induktif pada frekuensi yang lebih tinggi daripada Fr, jadi kondensator lebih seperti penapis hentian band.

Kondensator elektrolitik 10uF mempunyai ESL besar dan Fr kurang dari 1MHz, yang mempunyai kesan penapisan yang lebih baik pada bunyi frekuensi rendah seperti 50Hz, tetapi tidak mempunyai kesan pada bunyi penggantian frekuensi tinggi ratusan megabyte.

ESR dan ESL kondensator ditentukan oleh struktur kondensator dan medium yang digunakan, bukan kondensasi. Kemampuan untuk menekan gangguan frekuensi tinggi tidak dapat diperbaiki dengan menggunakan kapasitas yang lebih besar. Untuk jenis kondensator yang sama, pada frekuensi yang lebih rendah daripada Fr, impedance kapasitas yang lebih besar lebih kecil daripada kapasitas yang lebih kecil, tetapi jika frekuensi lebih tinggi daripada Fr, ESL menentukan tidak akan ada perbezaan dalam impedance antara kedua-dua.

Menggunakan terlalu banyak kondensator kapasitas besar pada papan sirkuit tidak berguna untuk penapis gangguan frekuensi tinggi, terutama bila menggunakan bekalan kuasa penggantian frekuensi tinggi. Masalah lain ialah terlalu banyak kondensator kapasitas besar meningkatkan kesan pada bekalan kuasa apabila menyalakan dan menukar panas papan sirkuit, yang mungkin menyebabkan masalah seperti jatuh tenaga bekalan kuasa, menyalakan konektor papan sirkuit, dan meningkat tenaga perlahan dalam papan sirkuit.

Letakkan kondensator penyahpautan dalam bentangan PCB

Untuk pemasangan kondensator, perkara pertama untuk disebut adalah jarak pemasangan. Kondensator dengan kapasitasi yang paling kecil mempunyai frekuensi resonan tertinggi dan radius pemisahan yang paling kecil, jadi ia ditempatkan terdekat kepada cip. Kapasiti yang lebih besar boleh jauh, dan lapisan yang paling luar mempunyai kapasitas terbesar. Namun, semua kondensator yang memutuskan cip seharusnya sebanyak mungkin dengan cip.

Titik lain untuk diperhatikan adalah apabila meletakkannya, lebih baik untuk mengedarkannya secara bersamaan di sekitar cip, dan ini mesti dilakukan untuk setiap tahap kapasitasi. Biasanya pengaturan kuasa dan pins tanah dipertimbangkan apabila cip dirancang, dan mereka biasanya disebarkan secara serentak pada empat sisi cip. Oleh itu, gangguan tegangan wujud di seluruh cip, dan pemisahan juga mesti memutuskan seluruh kawasan cip secara bersamaan. Jika kondensator 680pF dalam figur di atas semua ditempatkan di bahagian atas cip, disebabkan masalah radius penyahpautan, maka gangguan tegangan di bahagian bawah cip tidak boleh dihapuskan dengan baik.

Pemasangan Capacitor

Apabila memasang kondensator, tarik wayar utama pendek dari pad, kemudian sambungkannya ke pesawat kuasa melalui lubang, dan perkara yang sama adalah benar untuk terminal tanah. Dengan cara ini, gelung semasa mengalir melalui kondensator adalah: pesawat kuasa-vias-lead wayar-pads-kondensator-pads-lead wayar-vias-ground plane, figur berikut intuitif menunjukkan laluan refluks semasa.

Kaedah pertama membawa wayar pemimpin panjang dari pad dan kemudian sambung ke lubang melalui. Ini akan memperkenalkan induksi parasit yang besar. Ini mesti dihindari. Ini adalah kaedah pemasangan terburuk.

Kaedah kedua menggali lubang di dua hujung pad di sebelah pad, yang mempunyai kawasan jalan yang jauh lebih kecil daripada kaedah pertama, dan induktan parasit juga kecil, yang diterima.

Jenis ketiga adalah untuk menggali lubang di sisi pad, yang lebih mengurangkan kawasan loop, dan induktan parasit lebih kecil daripada jenis kedua, yang merupakan kaedah yang lebih baik.

Kaedah keempat mempunyai lubang di kedua-dua sisi pad. Berbanding dengan kaedah ketiga, ia sama dengan setiap hujung kondensator disambungkan dengan pesawat kuasa dan pesawat tanah secara selari melalui vias, yang lebih kecil daripada induksi parasit ketiga. Izin ruang, cuba gunakan kaedah ini.

Kaedah terakhir adalah untuk secara langsung menggali lubang pada pads, dengan sekurang-kurangnya induksi parasit, tetapi penywelding mungkin menyebabkan masalah. Sama ada hendak menggunakannya bergantung pada kemampuan dan kaedah pemprosesan.

Kaedah ketiga dan keempat dicadangkan.

Ia perlu ditandakan bahawa beberapa jurutera PCB kadang-kadang menggunakan vias biasa untuk kondensator berbilang untuk menyimpan ruang. Jangan lakukan ini dalam mana-mana keadaan. Lebih baik mencari cara untuk optimumkan desain kombinasi kondensator dan mengurangkan bilangan kondensator.

Oleh kerana garis cetak yang lebih luas, lebih kecil induktan, garis pemimpin-keluar dari pad ke laluan seharusnya sebanyak mungkin, dan jika mungkin, cuba untuk menjadi lebar yang sama dengan pad. Dengan cara ini, walaupun ia adalah kondensator dalam pakej 0402, anda juga boleh menggunakan wayar lead lebar 20 juta.