Jump to content

    
Sign in to follow this  
__inline__

Как не допустить образование петли при разводке ПП ?

Recommended Posts

Не получается грамотно расставить компоненты и сделать вырез в полигоне земли и питания.  Есть сигнальный процессор(DSP),  аудио-ЦАП (DAC) и усилитель мощности в режиме класса D (Amp).

 

При объединении силовой земли УНЧ (PGND), аналоговой земли ЦАП (AGND) и цифровой земли ЦАП (DGND) и отделении её от сигнальной земли процессора (GND) разрезом в полигоне - возникает петля на пути сигнальных линий (CLK, DATA, WS).

 

Как следует разместить компоненты и отделить земли, чтобы петли не было? 

 

Правильно ли выбрана точка подачи земли GND от источника питания?  (под разрезом полигона)

 

dilema.thumb.png.0696b9c141738f1adc3f5c3c62aca638.png

 

В идеале хотелось бы так, но тогда петли совсем не избежать.

Под сигналами нет земли, и это плохо.

Как сделать правильно?

 

 dilema.thumb.png.6cf9c6aeb4447cc90a5e868be84cce3e.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 minutes ago, __inline__ said:

Как сделать правильно?

сплошной полигон, при размещении ЦАП и УНЧ рядом друг с другом, соответственно помех не словите, ну и трассы питания цифры не следует располагать над аналогом

Share this post


Link to post
Share on other sites

А если так?

 

Чем хуже вариант ниже вместо одной сплошной земли?   Плата 4 слоя - внутренние GND, питание - сплошные или порезанные при необходимости

 

Вариант 1:

 

 dilema.png.42bd85198080769030010070217bc257.png

 

 

Или ещё вот так?

 

Вариант 2:

 

 

dilema.png.aef731a28150e0cbe3d410eb4cf18c5b.png

 

Пути возвратных токов:

 

1526434028_Screenshot_2019-10-31ELECTRONIX.thumb.png.3a99378313e4177bc8e40ac68df780e3.png

 

 dilema.png.0a462ba34e30be30eb0e1a15f2b4175e.png

Edited by __inline__

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 minutes ago, zombi said:

Какая частота CLK?

24 МГц максимум (тактирование ЦАП с McASP).

Сам DSP 456 МГц

 

Всё-же мне кажется, вырезы не помешают (особенно для отделения аналоговой части), так как источников шума предостаточно: DSP, SDRAM и DC-DC

Edited by __inline__

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 minutes ago, __inline__ said:

Всё-же мне кажется, вырезы не помешают (особенно для отделения аналоговой части), так как источников шума предостаточно: DSP, SDRAM и DC-DC

 

Не нужны совсем.

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 minutes ago, aaarrr said:

Не нужны совсем.

КОТЭ тоже так щщитает!

Лучше озаботиться чистотой аналогового питания DAC и его VREF.

Дабы не слышать в динамиках тыр-тыр-тыр-дыр-дыр-дыр синхронно с работой DSP.

 

Я вот, просто не могу себе представить что касание пинцетом сигнальных проводников может нарушать работу интерфейса.

Тут или с фронтами или с уровнями что-то не то...

Share this post


Link to post
Share on other sites
20 minutes ago, aaarrr said:

Не нужны совсем.

На чём основывается Ваше мнение?   Разрезы которые указаны на последних рисунках могут навредить или нет?

 

Полигон питания планируется точно такой же как и земляной с теми же вырезами. тоесть полигоны не будут перекрываться, если стек платы посмотреть в разрез.

 

 

14 minutes ago, zombi said:

КОТЭ тоже так щщитает!

Лучше озаботиться чистотой аналогового питания DAC и его VREF.

Дабы не слышать в динамиках тыр-тыр-тыр-дыр-дыр-дыр синхронно с работой DSP.

 

И чистотой аналоговой земли тоже.  Иначе фильтрация питания не спасёт.

 

Потребление ЦАП по всем линиям - максимально 6,5 мА от 3,3V .

 

Аналоговое питание планирую подать через:  бусина+ пленочный резистор 4..10 Ом + пара параллельно соединенных конденсаторов 0,1 + 47 мкФ (X5R + Tantalum) на аналоговую землю.   Рефка - пара тех же конденсаторов на AGND.

 

Никаких "тыркающих" звуков на макетной версии нет.   В наушниках тишина,  на 8-омном динамике в момент тишины есть еле-еле заметный белый(тёплый, мягкий, похожий на звук кипячения воды в чайнике) шум , но это шум самого УНЧ (проверял), запитанного от аккумулятора.

 

 

Развязка по входному и выходному питанию импульсных DC-DC : линейка конденсаторов 1 нФ + 10 нФ + 0,1 мкФ + 20 мкФ (NPO(COG)  + X5R + X5R + X7R )  наподобие как сделано в импульсниках от старых ноутбуков ,  прошитые с жирных трасс  на внутренние полигоны через VIA

 

Вот ИМХО симпатичный дизайн импульсника:

 

2image001.thumb.jpg.ed06f8d00e57e454cbce1b36be6a58de.jpg

 

Edited by __inline__

Share this post


Link to post
Share on other sites
43 minutes ago, __inline__ said:

Аналоговое питание планирую подать через:  бусина+ пленочный резистор 4..10 Ом

Я бы выкинул и бусину и рез.,  диод шоттки поставил бы и конденсаторы после него конечно, ну если LDO жалко...

А вообще лучше LDO (КОТЭ их любит)! :biggrin: 

КОТЭ бы сделал так, раз уж очень хочется вырезов. Но КОТЭ специалист не очень в таких вопросах :russian_ru:

 

2.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
23 minutes ago, zombi said:

просто не могу себе представить что касание пинцетом сигнальных проводников может нарушать работу интерфейса.

Тут или с фронтами или с уровнями что-то не то...

Наоборот.   Касание  пинцетом макетной сопли на линии BITCLK или WS ликвидировало потрескивание в звуковом тракте.  А раз так, то макетным соплям, конкретно линиям McASP, кинутых с отладочной платы,  не хватало ХОРОШЕЙ земли.  Так как  земля на ЦАП и УНЧ поданы с DC-DC кратчайшим путём, а земля для платы DSP с его McASP была через длинный провод.   Касание пинцетом улучшало проводимость земли, тоже самое делает и заземляющая ёмкость через резистор, подключенная у входа проблемного  вывода ЦАП или экран кабеля.   По идее, земляной полигон - выполняет ту же роль, что и пинцет, конденсатор или экран, и даже лучше.   Век живи, век учись...  От макетных соплей вылезает куча проблем.  Странно, что никто об этом не пишет.  Либо я идиот, либо другие стесняются.

Edited by __inline__

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 minutes ago, zombi said:

Я бы выкинул и бусину и рез.,  диод шоттки поставил бы и конденсаторы после него конечно, ну если LDO жалко...

А вообще лучше LDO (КОТЭ их любит)! :biggrin: 

Даташит на ЦАП советует резистор 1 Ом с конденсаторами.   Диод Шоттки - чем он будет лучше резистора возле питания ЦАП?

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 minutes ago, __inline__ said:

Диод Шоттки - чем он будет лучше резистора возле питания ЦАП?

КОТЭ не теоретик. КОТЭ практик.:boast:

Был резистор - было дыр-дыр-дыр.

Поставил диод - дыр-дыр-дыр стало меньше.

Поставил LDO - дыр-дыр-дыр вообще пропало.

Остался только "еле-еле заметный белый(тёплый, мягкий, похожий на звук кипячения воды в чайнике) шум"

Фсё, КОТЭ успокоился и решил что задачу выполнил.

Раз у вас сразу (тёплый и мягкий), то скорее всего оно вам и не надо :don-t_mention:

Share this post


Link to post
Share on other sites
36 minutes ago, zombi said:

Что за сопли такие? что за макетки?

Дюпонированные ардуино-провода: большая длина, слабый обжим контактов, слипнуты меж собой - типа плоского ленточного кабеля от IDE дисков.

Макетки - самопально разведённые печатные платы ,  односторонние, без земляных полигонов, сделанные в спешке, чтобы как можно скорее проверить устройство на жизнеспособность!

Вот:

 

1) Макетка с LCD.  Работает на тактовой частоте 100 МГц с небольшим. Шина 8 бит. 400x240 , 65536 цветов.   Подключен к шине DSP длинными проводами.   Удивительно, но работает на зависть стабильно при таком подключении.

 

1.thumb.jpg.eac47eaa306998d14be639cb8ad9cbfb.jpg

 

2) Отладочная плата DSP + SDRAM + Boot EEPROM.   На соплях висят: SD карта(разъём с переходником),  пульт управления,   провода на ЦАП, LCD,  питание с DC-DC:

2.jpg.a6a0b9564f247d06a0f45d8a6c2a0844.jpg

 

3) Соединение LCD с отладочной платой.  Этот ужас стабильно работает на 100 МГц :

 

3.jpg.8121b92396411d526587224c86e83de1.jpg

 

4) Соединения с кнопками пульта и сверху провода на SD карту.

4.thumb.jpg.6478a02fe2539270b3e053ccbf610056.jpg

 

5) ЦАП и УНЧ.  Провода - McASP, с отладочной платы.   Если присмотреться, на плате ЦАП на линии BITCLK можно увидеть санирующие конденсатор 22 пФ+ резистор 220 Ом (выводные, не SMD), которые устранили треск при воспроизведении звука.   Это вообще ужас.

5.thumb.jpg.fd7b3aa6fccc37bb180c196e16bac574.jpg

 

6) ЦАП и УНЧ крупным планом.   Видны измученные провода, которые перепаивались по несколько раз из-за экспериментов с разводкой и выставлением разных микросхем ЦАП и их режимов работы:

6.thumb.jpg.5e3f8d50d24a37891cfaf15413524c2e.jpg

 

7) Импульсник на ядро процессора 1,3V, с другой стороны прилеплена плата импульсника на  3,3V.  За картонной прокладкой - УНЧ и ЦАП.   И так как платы без полигонов, то помехи с импульсников идут на УНЧ с ЦАП .

7.thumb.jpg.d7679309f70834bb504c403a3fd30801.jpg

 

8) Слева - интерфейс McASP,  справа три провода - питания 1,3V, 3,3V и GND  с отладочной платы:

 

8.thumb.jpg.0289497dc8c4abd8b4b58b73ed15b72f.jpg

 

9) Справа внизу - небольшая плата для светодиодов подсветки LCD (charge pump стабилизатор тока).   

9.jpg.eb73773a58e0a0c4ee97858cc0ea527c.jpg

 

 

Все платы (кроме платы с DSP) - односторонние.  Так делать конечно нельзя, но у меня работает и в настоящее время без единого сбоя!  Это тянет на звание "гуру соплестроя" :biggrin::laugh3:

 

 

И звучит оно примерно так (-42 дБ это шумы со звуковой карты ПК через которую велась запись):

 

sound.wav

 

 

А теперь, это всё надо уместить на 4-слойке, контур платы сделан под корпус существующей портативной игровой консоли :

 

10.jpg.a1af53da4816ab66d1884cf2256360a0.jpg

 

Задача не из лёгких )))

 

 

 

Edited by __inline__

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this