EMC a číslicové obvody
...proudy, plochy, kmitočet, šumová imunita...
y
Proudy
• Co nejmenší počet synchronně řízených hradel
• Vhodná logická řada
• Blokování napájení
• Ošetření nepoužitých vstupů
Kmitočet
• Vhodná koncepce sběrnic
• NE zbytečně rychlé součástky
Plochy
• Vhodná koncepce sběrnic a napájení
• SMD,, klasika bez patic
p
• Blokování napájení
Šumová imunita
• Impedanční přizpůsobení dlouhých spojů
• Nízká impedance společného vodiče
• Blokování napájení (co nejnižší zvlnění VCC)
• vf x nf v jedné součásce
EMC a číslicové obvody
BLOKOVÁNÍ
Á Í
EMC a číslicové obvody
BLOKOVÁNÍ
Á Í
ttyp
logiky
napěťový
rozkmit
k it
[V]
tr/tf
[ns]
kritický
k it č t
kmitočet
1/πtf
[MHz]
vstupní
k
kapacita
it
[pF]
vstupní
odpor
d
0/1 [Ω]
výstupní
k
kapacita
it
[pF]
výstupní
odpor
d
0/1 [Ω]
šumová
i
imunita
it
[V]
impulzní
spotřeba
tř b
[mA] *)
TTL
3
10/8
40
5
10k/–**))
10k/
5
30/150
04
0,4
16
S
3
3/2,5
125
4
5k/100k
4
15/50
0,4
30
LS
3
10/5
65
5,5
10k/–**)
5,5
30/160
0,4
8
F, AS
3
3/2,5
125
4,5
10k/–**)
4,5
15/40
0,4
15
CMOS 5V
5
70/70
4,5
5
–**)
5
300/300
1,2
1
CMOS 12V
12
25/35
12
5
–**))
5
300/300
3,0
1
HCMOS
5
3,5/3,5
90
4
10k/–**)
4
160/160
0,7
15
*) impulzní vnitřní spotřeba 1 hradla při překlápění logické úrovně
**) vstupní odpor je větší než 100kΩ
EMC a číslicové obvody
BLOKOVÁNÍ
Á Í
typ logiky
TTL
S
LS
F, AS
CMOS 5V
impulzní
spotřeba
tř b
[mA]
16
30
8
15
1
CMOS 12V
1
HCMOS
15
doba
překlápění
ř klá ě í
[ns]
8
25
2,5
5
2,5
70
šumová imunita
[V]
0,4
04
0,4
0,4
0,4
1,2
kapacita
na 1 hradlo
h dl
[nF]
1,6
09
0,9
0,5
0,5
0,3
25
3,0
0,1
35
3,5
07
0,7
04
0,4
EMC a číslicové obvody
HODINY
• Rozmístění
• Separace
• Bez patic
• Lokální
L kál í GND
• Délka vodičů
• Impedance
• Guards
EMC a číslicové obvody
Vícenásobné napájecí přívody u mikrokontroléru
C5
C6
C5,C6
EMC a číslicové obvody
Vícenásobné napájecí přívody u mikrokontroléru
EMC a číslicové obvody
Vícenásobné napájecí přívody u mikrokontroléru
PWM
Central point
off the
th ground
d star
t
VSS3 pin
SCI, SPI
VSSPLL pin
directly to
VSS3 pin
možno
zvážit
filtraci
Central
power input
VDDA/VSSA pins
EMC a číslicové obvody
C10_2
_
10u/16V
tantalum
C10_1
100n/X7R
Central
power input
VDDA/VSSA pins
VCC
Ca
C
1u/16V
tantalum
VSSX1
VDDX1
VCC C11
100n/X7R
VDDF *)
VDD*)
VSS1
C1
220n/X7R
XTAL
C9
220n/X7R
EXTAL
VSSPL
LL
VDDPL
LL *)
VSS3
VDDR
VSSX2
2
VDDX2
2
Je-li
J
li použit
žit externí
t
í
stabilizátor pro jádro
CPU:
MUSÍ BÝT CO NEJBLÍŽE
procesoru
+
kvalitní FILTRACE
*) Connected to
internal VREG
VSS2
RB 1meg
C4
VCC
VCC
220n/X7R
C3
C7
100n/X7R 100n/X7R
C5
6p8
NPO
4 MHz
C6
6p8
NPO
Přívod napájení:
PLOCHOU
NE vodičem !!!!!!!
EMC a číslicové obvody
Vícenásobné napájecí přívody u mikrokontroléru
Central point
of the g
ground star
VSS3 pin
VSSPLL pin
directly to
VSS3 pin
Central power input
VDDA/VSSA pins
EMC a číslicové obvody
Vícenásobné napájecí přívody u mikrokontroléru
Central point
of the g
ground star
VSS3 pin
VSSPLL pin
directly to
VSS3 pin
Central power input
VDDA/VSSA pins
Přívod napájení PLOCHOU (ne vodičem)
Odpor 10cm vodiče na DPS o šířce 1mm a tloušťce 42um:
l
l
0 .1
9
  
R   
 17 , 8 . 10 
 42 m 
6
3
S
tw
42 . 10  1 . 10
Neplatí pro porézní měď na DPS
=>
reálně cca 100mΩ
Odpor 10cm “nekonečné plochy” na DPS o tloušťce 42um:

17 .8 .10 - 9
0 .1
d
R 
 ln
 1 m
 ln   
-6
-3
 t
0 .5 .10
 r  3 .14  42 .10
konečná plocha +
porézní měď
reálně cca 10mΩ
Přívod napájení PLOCHOU (ne vodičem)
Úbytek napětí mezi zdrojem a procesorem při napájení 1V/1A
Vodič 100mΩ
 U  R  I  100 m Ω  1A  0 ,1 V
Jádro procesoru bude mít 0,9V namísto 1V =>
MIMO TOLERANCI
Plocha 10mΩ
 U  R  I  10 m Ω  1A  10 mV
Jádro procesoru bude mít 0,99V namísto 1V =>
OK
Download

EMC a číslicové obvody