Power Plane und Entkopplungskondensatoren Routing

Vergib mir meine Einfachheit. Ich bin nur ein Bastler und kein Ingenieur von Beruf.

Ich versuche, meine erste 4-Lagen-Leiterplatte in Eagle herzustellen, und ich habe eine Frage, auf die ich keine Antwort bezüglich Stromversorgungsebenen und Entkopplungskondensatoren für ICs finden kann.

Die Platine verfügt über einen eingebetteten Atmega328, der mit 16 MHz arbeitet, und die Leistung beträgt +5 V bei einer maximalen Stromaufnahme von 5 A, aber ich erwarte keine schnellen und großen Schwankungen, da meistens nur 1 oder 2 LEDs gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden . (Falls das wichtig ist.)

1. Wie sollte die Leistungsebene mit den Entkopplungskondensatoren und den Vcc-Pins meiner ICs interagieren?

Als ich meine Stromversorgungsebene zum ersten Mal zeichnete und sie mit dem +5-V-Netz beschriftete, stellte sie Verbindungen zu allen Durchkontaktierungen in diesem Netz her. Und was ich sah, war, dass meine ICs jetzt einfach direkt mit der Stromversorgungsebene verbunden sind, ohne direkt durch die benachbarten Entkopplungskondensatoren geleitet zu werden, wie folgt:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich denke, ich dachte, dass der Vcc einen eigenen unabhängigen Trace braucht. Und dass die +5 V für die Vcc an einem einzigen Punkt in die Spur eintreten, an den 2 Entkopplungskappen vorbei und zum Vcc-Pin führen, wie folgt:

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Wenn ich stattdessen die Stromversorgungsebene mit dem +5-V-Netz benenne, sind alle drei Pins (Vcc für den IC, die +5-V-Seite von C1 und die +5-V-Seite von C4 nur alle verbunden, die die +5 V an den Entkopplungskappen vorbei leiten würden der Vcc-Pin. Ist ein Weg dem anderen vorzuziehen? Spielt es eine Rolle? Die Kondensatoren sind immer noch so nah wie möglich am Vcc-Pin des IC. Wenn sie alle nur an die gemeinsame Stromversorgungsebene angeschlossen sind, funktionieren sie immer noch wie beabsichtigt oder müssen sie die isolierte Leiterbahn haben, die den Strom an den Entkopplungskondensatoren vorbei direkt zum Vcc-Pin leitet?

2. Ich fange gerade erst an zu verstehen, wie Masseschleifen auf einer Leiterplatte funktionieren. Muss ich darauf achten, eine Stromverteilung an einem einzigen Punkt vorzunehmen, oder erledigt dies eine willkürlich gegossene Stromebene? Spielt es bei 16 MHz eine Rolle? Funktioniert eine Energieebene, die willkürlich über die gesamte Energieebenenschicht gegossen wird, in Ordnung?

Danke schön. Ich weiß nicht, warum die Thermik nicht funktionierte, als ich die Bildschirmaufnahme machte. Gibt es einen Grund, warum Sie keine Thermik verwenden möchten und der Guss die Durchkontaktierung vollständig umfassen sollte?

Antworten (2)

Wenn die Strom- und Erdungsstifte des ICs und die Strom- und Erdungsstifte des Bypass-Kondensators alle direkt mit den entsprechenden Ebenen verbunden sind, benötigen Sie keine Spuren auf den nicht ebenen Schichten, um die Strom- und Erdungsverbindungen herzustellen.

Die Stromversorgungs- und Masseebenen selbst bilden einen ziemlich guten Bypass-Kondensator, zusätzlich zu allen Kondensatoren, die Sie hinzufügen.

Wenn sich Hochstromgeräte auf der Platine befinden, sollten Sie die Dinge so anordnen, dass keine empfindlichen Schaltkreise zwischen dem Hochstromgerät und den Stromeingangsanschlüssen vorhanden sind.

Würde das die Umgehung nicht besiegen? Die meisten Ratschläge, die ich gesehen habe, besagen, dass sowohl Strom als auch Masse zu den Entkopplungskappen geleitet werden müssen, bevor Durchkontaktierungen zu Stromversorgungsebenen vorgenommen werden.

Sie haben absolut Recht. Die Bypass-Kondensatoren sollten mit möglichst kurzen Leiterbahnen mit dem IC verbunden werden, dann mit SEPARATEN Leiterbahnen und Durchkontaktierungen so nah wie möglich an den Kondensatorpads mit den Stromversorgungsebenen. Das Ziel hier ist es, die Schaltströme vom IC aus den Leistungsebenen herauszuhalten, dh der Kondensator sollte zwischen dem IC und der Ebene liegen. Ich verwende Eagle nicht, aber in Altium kann ich dies erreichen, indem ich einen Ausschnitt in der Stromversorgungsebene hinzufüge und dann die Stromversorgungsstifte mit herkömmlichen Leiterbahnen zu den Bypass-Kondensatoren verlege. Hier ist eine gute Anleitung von Texas Instruments, die Hochgeschwindigkeits-Layout und Bypass-Kondensatoren abdeckt.

http://www.ti.com.cn/cn/lit/an/scaa082/scaa082.pdf

Ich sehe viele Ratschläge, die den GND-Pin des ICs direkt mit einem GND Plane Via verbinden, ohne sich die Mühe zu machen, ihn zuerst durch das Pad der Entkopplungskappe zu leiten. Würde dies nicht die Impedanz gegen Masse / Massesprung erhöhen?
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