PCB'de PDN Temellerini Anlama

Kötü tasarlanmış bir PDN'nin sonuçları, aralıklı sorunlardan tam sistem arızalarına kadar uzanan önemli boyutlardadır.

Sizi bu konuda derlediğimiz bilgileri incelemeye davet ediyoruz. Rehberimiz aracılığıyla PCB'lerde PDN tasarımının önemli yönlerini keşfederken bize katılın.

PCB Tasarımında PDN'in Önemi

PCB tasarımında güç bütünlüğünü korumak, her tasarım yinelemesinde büyüyen bir zorluktur. Çekirdek gerilimleri 1,2V ve altına düştükçe, akım talepleri kaçınılmaz olarak artar ve bu da IR düşüşünün artmasına neden olur (IR düşüşü = I * R). Dahası, daha kompakt elektroniklere doğru yönelim, daha az katman ve daha yoğun devre tasarımları gerektirmekte ve güç ağları için daha az yer bırakmaktadır. Viyalar, güç düzlemlerinde genellikle bir "İsviçre peyniri" etkisi yaratarak daha fazla komplikasyon yaratır.

Bir PCB tasarımcısının hayatı PDN zorluklarıyla doludur - donanım tasarımcılarından veya güç bütünlüğü mühendislerinden e-posta ve telefon gibi farklı iletişim kanalları veya geleneksel bilgelik yoluyla gelen çeşitli talimatları yorumlamak. Bu direktiflerin asimile edilmesi ve çok sayıda güç kaynağına uygulanması gerekir. Bunun ardından tasarımcı, genellikle pratik olmayan zaman dilimleri içinde boyutu en aza indirmek, katmanları ve bileşenleri azaltmak için başka taleplerle karşılaşır.

Elektromanyetik Girişim (EMI) Hususları

Devre hızları arttıkça, hem dahili hem de harici kaynaklardan gelen EMI'ye karşı duyarlılık daha acil bir sorun haline gelebilir. EMI ile ilgili sorunları azaltmak için güç ve toprak düzlemlerinin stratejik yapılandırılması etkili bir ekranlama sağlayabilir.

Zemin Sıçraması Sorunlarının Ele Alınması

Dijital sinyallerin eşzamanlı olarak değiştirilmesi eşzamanlı anahtarlama gürültüsüne (SSN) veya zemin sıçramasına neden olabilir. Bu, bellek veya veri yollarında tipik bir durumdur ve sinyal seviyelerinin amaçlanan referans zemin seviyesine geri dönememesine ve bunun üzerine sıçramasına neden olabilir. 

Bu tür gürültüler devrenin düzgün çalışmasını engelleyebilir ve yanlış anahtarlamaya neden olabilir. Sağlam bir PDN, zemin seviyesini stabilize ederek bu etkileri en aza indirir.

En iyi PCB üretim çözümü için PCBPit'i deneyin >>

Güç Dalgalanmalarını Yönetme

Gürültü veya dalgalanmalar, güç kaynağının anahtarlama eylemleri tarafından da üretilebilir, bu da bitişik devrelerde parazite yol açabilir ve bu devrelerdeki sinyal bütünlüğünü olumsuz yönde etkileyebilir.

PCB'de PDN Empedansının Tanımlanması

Bir PDN, güç ve toprak düzlemleri, ara bağlantı yolları, güç kararlılığını destekleyen dekuplaj kapasitörleri ve birincil güç raylarına bağlanan tüm bakır özellikler dahil olmak üzere voltaj ve toprak raylarına bağlanan her bileşeni kapsar. PDN empedansı, entegre devrelere (IC'ler) bağlantılardan kaynaklanan kapasitans ve endüktans gibi parazitik etkileri içerir.

PDN empedansını önemli ölçüde etkileyen temel parazitik unsurlar şunlardır:

  • Düzlem Kapasitansı - PDN'nin düzlem katmanları arasında mevcut kapasitans.
  • Kondansatör Endüktansı - Kondansatör uçlarından kaynaklanan parazitik endüktans, öz rezonansı etkiler.
  • İz Endüktansı - Güç sağlayan hatların genel PDN'ye endüktif katkıları.

PCB Tasarımında PDN Empedansı Neden Önemlidir?

PDN empedansının önemi, yüksek hızlı ve yüksek frekanslı tasarımcılar arasında iyi bilinmektedir ve yakında, tüm tasarımcıların bu bilgiyi ilerleyen teknolojiyle benimsemeleri gerekecektir. Burada PDN empedansının PCB davranışı üzerindeki önemli etkisini pekiştiriyoruz:

Güç Veriyolu Gürültü Etkileri

Geçici akımlar PCB'nizde voltaj dalgalanmalarına veya dalgalanmalara neden olabilir, bu da PDN'nin farklı frekanslardaki empedans profilinden doğrudan etkilenir.

Güç Barası Salınımlarının Sönümlenmesi

Güç barasında, dekuplaj kapasitörlerinin yanlış boyutlandırılması veya kendi rezonans frekanslarının ihmal edilmesinden kaynaklanabilecek çınlama veya düşük sönümlü salınımlar görülebilir.

Yeterli Ayrıştırma Gerekliliği

Geleneksel kapasitörler, sınırlı öz rezonans frekansları (yaklaşık 100 MHz) nedeniyle hızlı mantık PCB'lerinde yeterli dekuplaj sağlayamamaktadır. Bunu telafi etmek için tasarımcılar, yüksek hızlı ve yüksek frekanslı PCB uygulamalarında yeterli dekuplaj elde etmek için düzlemler arası kapasitans ve GHz aralığında kendi kendine rezonans frekanslarına sahip yeni kapasitörlerden yararlanmaktadır.

Paylaşın:

Daha Fazla Mesaj

AC'de PCB

AC'de PCB nedir?

Klimada PCB nedir? Klima, günlük hayatımızın önemli bir parçası haline gelmiş olup, ne olursa olsun konfor ve elverişli bir yaşam ortamı sağlamaktadır.

SMT Hattı

SMT Hattı Nedir? Nihai Kılavuz

SMT Hattı Nedir? Nihai Kılavuz Yüzey Montaj Teknolojisi (SMT), yüksek kaliteli seri üretime olanak sağlayarak elektronik imalat endüstrisini dönüştürmüştür,

tr_TRTürkçe