(Bu soru burada farklı bir sorunun sonucu olarak bana geldi.)

Genellikle büyük ve küçük, analog veya dijital IC'lerde tüm güç pimlerinin yakınında ayırma kapasitörlerini kullanma konusunda titizimdir. Ayrıca mümkün olduğunda PCB tasarımlarında güç ve zemin düzlemleri kullanıyorum. Genel olarak, güvenilir sağlam tasarım elde etmek için "iyi uygulama" kullanmaya çalışıyorum. Ve anlayabildiğim kadarıyla başarılı oldum.

Soru, yetersiz ayrışmanın göstergeleri nelerdir. Baypas kapaklarını bir mikro denetleyicinin veya CAN alıcı vericisinin güç pimlerine veya başka bir şeye dahil etmemeye karar verdiğimizi varsayalım.

Mikrodenetleyici kendiliğinden sıfırlama gibi bazı bariz göstergeler vardır, ancak göremediğim veya yetersiz ayrıştırmaya atfedemeyeceğim daha ince problemler olmalıdır.

Semptomlar çoğu zaman her şeyin iyi olacağı, bazen de olmayabilir. Bu verilere bağlı olabilir ve çoğaltılması çok zor olabilir.

Neler olduğunu düşünün. Bazı yongalar aniden mevcut talebini artırdı. Bu, derhal güç voltajının doğru çalışmanın artık garanti edilmediği bir seviyeye düşmesine neden oldu. Olmasa bile, güç voltajının hızlı bir şekilde değiştirilmesi sorun yaratabilir.

Bu sorunun tam olarak ne olabileceğini ve hangi voltaj veya voltaj türevinde meydana geldiğini tahmin etmek çok zordur. Bir veri hattı geçici olarak yanlış durumda yorumlanabilir. Bir parmak arası terlik ters çevrilebilir. Bilmiyorsun. Her ne olursa olsun, sıcaklığın, hatta kalıbın düzensiz ısınmasının bir fonksiyonudur. Bunu tam olarak bir testten diğerine tekrarlamayı deneyin.

Sonuçta işler lapa layabilir. Olabilir. Ara sıra.

Aldığınız sorunlar, kullanılan devreye ve kullanılan IC'lere bağlı olarak çok değişecektir. En iyi seçeneğiniz, devrenin belirli bir sorunlu davranışını aramak değil, sadece doğrudan Vcc-GND'nizi kapsamınızdaki IC'lerin pinine mümkün olduğunca yakın bir şekilde kontrol etmek olduğunu düşünüyorum.

Çalışma sırasında düz bir hat (saf DC voltajı) görmelisiniz. Dalgalanmalar alırsanız, bu ayırma işleminin yetersiz olduğuna dair bir ipucudur. Devrenizin sahip olabileceği tüm durumlar için ve uzun bir süre boyunca voltajı izlemelisiniz. Dalgalanmalar dijital iletim sırasında periyodik olarak yalnızca örnek için görünebilir. Ayrıca, aynı güç veri yolunda olsalar bile PCB'nizdeki tüm IC'ler için bu ölçümü tekrarlamanız gerekir.

Dalgalanmanın frekansı çok önemlidir, çünkü bu spesifik dalgalanmayı azaltmak için ne tür bir kapasitör kullanmanız gerektiğini söyleyecektir. Örnek olarak, düşük frekanslı bir dalgalanma (1 kHz'in altında) bir Alüminyum Kondansatör ile kolayca süzülürken, yüksek frekanslı bir dalgalanma (100 kHz veya 1 Mhz) bir film kondansatörü veya seramik kondansatör ile daha kolay filtrelenir.

Dalgalanmanın genliği, ayırma kapasitörünüzün ne kadar Farad olması gerektiği hakkında bir fikir verecektir.

Bu yöntemin, garip / tutarsız devre davranışı aramak yerine devrenizin zayıf ayrışmadan muzdarip olmadığından emin olmak için en iyi yöntem olduğunu düşünüyorum.

Daha kolay ve daha kısa bir cevabım var:

Yetersiz gücünüz olduğunda, genellikle birbiriyle ilgili olmayan ve ilk bakışta açıklamak imkansız gibi görünen her türlü garip problemle karşılaşırsınız.

Bu cevabın 4 bölümü vardır: titreşim, güç kapısı sürücüsü, ADC ve veri gözü / PAM yerleşimi.

Titreşim özelliklerinize ulaşılamayacak ve ses çalma 'gürültülü' olacak. Phasenoise (aka jitter) ulaşılamayacak ve kablosuz bağlantınız senkronize bile olmayabilir; bit hatası veya paket hatası oranlarınız kabul edilemez; dubleks kablosuz bağlantılarınız (eşzamanlı iletim ve alıma izin vermek üzere tasarlanmıştır) vericinin yakın planlı fenozu doğrudan alıcı için planlanan spektrum bölümüne girecektir.

Uzun GND ve VDD uçları verildiğinde Güç Sürücüsü IC'leri için, rayların VDD'nin çok üstünde, önce çökmesini ve sonra yukarı doğru çalmasını bekler. Yüzeye monte edilmeyen Cbypass kablolarında veya Yer Düzleminin yokluğunda 3 cm tel verildiğinde 5 veya 10 volt ile.

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Böylece ............ imha yerel olmayan bypass kapasitörlerin bir sonucudur.

Rezonant devre, kurşun endüktansları ve PCB Cbypass'tan çok daha küçük olan çip üzerindeki C_well_substrate'dir.

OpAmp ve ADC'lerle ilgili olarak: Ölçümleriniz geniş KOD YAYIŞI gösterecektir. Opamp Vout'unuz asla yerleşmeyecek, çünkü VDD'leri yüksek frekanslarda çalıyor ve doğrudan OpAmp's Vout'ta görünüyor, ADC tarafından dijitalleştirilecek.

DataEye'niz gergin, gürültülü, düz olmayan üstler ile, bu nedenle VDD asla sessiz olmadığı, asla yerleşmediği ve OpAmp'ların sinyalinize kadar doğrudan OpAmp'lardan sinyalinize kadar VDD dalgalanmasının patladığından Inter Symbol Interference'i keser. (kondansatör kablosu zil sesi) frekansları.

Tedarik Kalitesi, Sinyal Bütünlüğü ve hata payı!

DVT'nin ne anlama geldiğini zaten biliyorsanız ve tasarım özelliklerinde titiz bir DFM, DFT ve DVT gerçekleştiriyorsanız, Tasarım Doğrulama Testi planınıza duyarlılık güvenilirlik testi eklemeyi düşünebilirsiniz. Bu, besleme voltajını +/-% 10 limitlere zorlamak ve kristal frekanslarını +/- limitlerini fonksiyonel hataları aramak için değiştirmek (diğer adıyla Schmoo çizim testi). - Aynı işlemi, yongaların üzerinde bir döngü kullanarak 1A darbe gürültüsü enjekte ederken, bağlı gürültüyü basamayan yüksek empedans kaynaklarına sahip yüksek empedans izleri ararken hi / lo Temp ve yüksek% RH ile de yaparsınız.
- Kurulu uçlu bir prob topraklama kablosu ile koklayabilir ve gürültü arayan maksimum hassasiyetle bir spektrum analizörüne veya kapsama bakabilir ve daha sonra fonksiyonel sorunları arayan 1 amperlik DIY puls üretecinden benzer bir boyut döngüsü kullanarak geri gürültü enjekte edebilirsiniz.

Tıpkı camın ne zaman parçalanacağını tahmin etmek gibi, analog bir dünyadaki ikili sistemler kırılana kadar mükemmel çalışır.

Semptomatik hataların marjını anlamak için, gürültünün nereye gittiğini ve gittiğini anlamak gerekir.

GÜRÜLTÜ hassas bir şekilde ölçülebilir ve hata marjı belirlenebilir.

• Kaynaklar: İletim, İndüksiyon veya C kuplajı ile
  • iletilen ve / veya yayılan gürültü darbeleri veya RF (> 30MHz) veya RF modülasyonu, EH impuls alanları ($V=Ldi/dt$), Yük / kuplaj kapasitans oranı * Vnoise, başıboş RF'nin dahili demodülasyonu, Bitişik hatların veya yakın anahtarlamalı akımların akım kuplajı, dengesiz sinyal / gnd empedanslarına bağlı ortak mod impulsları, yürütülen besleme gürültüsü ve gnd dönüş gürültüsü (aka yer değişimi) , indüklenen akım $I_c=CdV/dt$. Ayrıca, yükselme süresinin,$t_R$pervaneden daha azdır. gecikme,$t_D$ yolunda.

    • Gnd çerçevesine ESD aynı zamanda toprak kayması veya sinyal paraziti olarak çiftlenen EMI'dir.

• yerler: İletim, İndüksiyon veya C kuplajı ile
  • PSRR: Her kapı lineer bir bölgeye sahiptir, ancak akım kaynağı sapmalarına sahip Op Amperlerin aksine, besleme gürültüsü reddetme oranı doğrusal değildir ve yalnızca hem Nch hem de Pch sürücüleri aktifken anahtarlama sırasında kritiktir ve sadece her iki raydan da gürültü iletir her iki rayı da çıkışa. Gönderme ve alıcı arasındaki diferansiyel besleme gürültüsü, zaman içinde tepe geçiş noktası için eşikte bir geçiş anlamına gelir ve bu da birden fazla geçişin kapıdan geçip geçemeyeceğini belirler. Anahtar tamamen iletken olduğunda, iz empedansı / reaktansı, farklı voltaj mantık aileleri için 22 ila 33 veya% 50 +/- 20 Ohm arasında değişen sürücü empedansından çok daha yüksek olabilir. (Eski CD4000 serisi için> 300 Ohm)

Yakındaki Cap'tan Vss'ye şönt olmak yerine büyük sinyal döngüleri tarafından indüklenen akımlar: Vdd düzlemleri (düşük endüktans düzlemleri)

Tüm ikili iletişim sonuçlarını bir olasılık fonksiyonu veya bir bit hata oranı ile analog sinyal / gürültü oranı, SNR olarak tahmin edebiliriz. (BER).

• Peki Mantık'ın SNR'si nedir?

  • 40dB iyi (<% 1 Vpp), 30 dB adil, 20 dB zayıf (% 10 Vpp)

• Herhangi bir mantık sinyali için bir bit hata oranı var mı?
  • Evet, ancak Güç / Yer Uçakları ve ayırma başlıkları için Tasarım Kurallarına uymadığınız sürece genellikle gülünç derecede büyüktür. Dekuplajı ihmal ederseniz veya hesaplamak için çok karmaşık olursa pratik olarak küçük olabilir, böylece arıza maliyetlerinin yüksek olduğu kritik üretime geçmeden önce daima marj için test edersiniz.
  • Sinyal nedir?
  • Vss, Vdd'nin her biri alıcı veya gönderen çipin yakınındaki bir referans noktasına sinyal olarak işlem görür.
  • Gürültü nedir?
  • Kolayca görülemeyen ancak tasarımınızı gönderdikten hemen sonra tasarımınızı başarısız kılacak kadar büyük bir rahatsızlık. ;) "Ahududu üfleme" eşdeğeri
  • Temel olarak veri sayfası dalga formu sinyali olmayan her şey.
  • Giriş eşiği nedir?
  • 74HCTxx ve RS-232 için yaklaşık Vss / 2 +/- x% veya 1,3V (evet doğru)
  • Nelerdir $V_{oh(min)}$ ve $V_{ol(max)}$ ?
  • bunlar IC Spesifikasyonlarındaki çıkış seviyeleridir (hi / lo). iyi gürültü marjı sunmak için tasarlanmış her mantık ailesi için (ÇOK DURUMDA) Sisteminizin EMI hatasız olduğunu garanti etmez! Belirtilen akımdaki bu seviyeler ayrıca Ron veya$RdsOn$Yüksek (1) ve Düşük (0) için empedans (maks.) Tipik olarak 74ALV mantığında 25 ohm ve 74HC mantığında 50 ohm.
  • Nelerdir $V_{oh(min)}$ ve $V_{ol(max)}$? Bunlar güvenilir geçişi garanti etmek için tanımlanan marj seviyeleridir.
  • bu nedenle Mantık tasarımında bu seviyeler ve gerçek Vth giriş anahtarı eşiği arasındaki farkla doğal bir Gürültü marjı olduğunu görüyoruz. TTL için, probu toprağa kayan herhangi bir yüzen girişte ölçebilirsiniz. CMOS için, 1Mohm gibi negatif bir geri besleme R ile herhangi bir kapıyı test edebilir ve bunu iç kapı başına en az 10 voltaj kazanımı ile doğrusal bölgedeki giriş eşiği olarak gözlemleyebilirsiniz. NAND kapıları tersinmenin 3 aşamasıdır, bu nedenle doğrusal kazanım> 1k'dır. Bu gördüğüm tüm CMOS aileleri için geçerli.

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Diyotların 100 ohm ESR'si ve giriş kapasitansı ve diğer birçok ayrıntı gösterilmemiştir.

Aradaki kapasiteyi arttırmak için mümkün olduğunca birbirine yakın ayrı bir güç ve toprak düzlemi kullanmak için mükemmel nedenler vardır. Bir karenin endüktansı bütün bir PCB veya küçük bir yonga kapasitör için aynıdır. Seramik, senkron saat akımları ve parça yerleşimi ile SRF seçimine girerseniz 0.1uF üzerinde 0.01uF'yi seçmek için tam nedenler vardır. 10: 1 prob> 300MHz üzerinde 1cm uç ve namlu bağlantılarını kullanarak bir kapsam döngüsü ile koklayarak ve bir toprak klipsi olmadan kaynağın sinyal bütünlüğünü ölçerek gürültü sorununuzu değerlendirebilirsiniz .

Gürültü Marjınızı her tasarımda test etmeyi öğrenin

• EMI deneyiminiz çok olsa bile genellikle DVT'de planlanır. Yakın mesafeden (1 cm) RF koklama testi ve gürültü enjeksiyonu ile.

Düzeninizde döngü mesafesinin sadece yol endüktansını değil, döngü alanının EH alanı gürültü seviyelerini de belirlediğini unutmayın.

Mantıksal gürültü hatalarının fonksiyonel semptomları, en azından beklediğinizde beklenmedik bir şeydir