Placement des condensateurs de dérivation après que le VCC a atteint le CI

J'ai une question sur les condensateurs de dérivation et leurs emplacements possibles.

Je conçois ce que j'espère être un PCB double face, qui a le VCC et la grande majorité des lignes de données d'un côté, avec la majorité de l'autre côté comme un plan GND que le premier côté peut traverser selon les besoins.

J'ai trouvé une photo d'un PCB en ligne qui fait des choses similaires que je veux réaliser, c'est-à-dire interfacer principalement des pièces 3,3V sur un PCB conçu pour s'accoupler avec un hôte 5V. En tant que tel, il dispose de 3 circuits intégrés de la famille SN74LVCH16245A pour effectuer la conversion du niveau de signal de 5 V à 3,3 V et vice-versa.

J'ai trouvé la façon dont le concepteur a fait les condensateurs de dérivation pour être élégante - il semble qu'il y ait un petit plan VCC créé sous les circuits intégrés SN74LVCH16245A, et que les lignes VCC sur les circuits intégrés sont connectées à ce plan sur le côté opposé de leurs broches , avec les condensateurs de contournement puis connectés à la broche sur son côté normal, puis l'autre connexion du condensateur de contournement vias proprement à l'autre côté pour GND.

J'ai dessiné une boîte sur les circuits intégrés SN74LVCH16245A dans l'image ci-dessous:

J'ai fait un diagramme de ce que je pense se passe ci-dessous:

Ma question est, est-ce que les condensateurs de dérivation peuvent être placés après que le VCC sur le PCB atteint les broches du VCC sur le circuit intégré? Je demande parce que je n'ai jamais vu de condensateurs de dérivation placés comme ça, ou conseillé d'être placé comme ça. Dans chaque illustration que j'ai vue, la ligne VCC vient vers la broche VCC sur le CI à partir de la direction normale de toutes les autres lignes de données. Et les condensateurs de dérivation sont toujours entre le VCC entrant sur la broche et la broche VCC sur le circuit intégré lui-même, mais jamais après, comme illustré ci-dessous:

S'il est vrai qu'il est correct de placer des condensateurs de dérivation de cette manière, il serait alors possible de combiner cette conception en plaçant des condensateurs de dérivation en tant que "ponts" sur les broches de données adjacentes des circuits intégrés, n'est-ce pas? Selon l'illustration ci-dessous?

Quelqu'un pourrait-il me donner une idée de si cela est correct, ou s'ils ont une meilleure suggestion sur la façon de placer les condensateurs de dérivation?

Merci!

Ce qui est important, c'est d'avoir un chemin d'inductance faible entre le condensateur de découplage et la broche IC. Toute inductance réduit l'efficacité de la capacité. Mettre le condensateur "après" la trace d'alimentation signifie que le condensateur devra être rechargé via une inductance plus élevée, mais je ne vois pas pourquoi cela importerait.

Faible inductance = traces courtes et larges. La trace très large sous le circuit intégré a une inductance assez faible, donc placer les découpleurs à gauche et à droite du circuit intégré dans vos diagrammes est généralement efficace. Il semble possible que vos alternatives soient tout aussi efficaces, en supposant que d'autres choses n'ont pas été compromises.

Notez que l'inductance et le condensateur forment un circuit résonnant, le filtre ne sera pas efficace à la fréquence de résonance. Ainsi, les concepteurs utilisent souvent plusieurs valeurs de découpleurs pour résoudre ce problème. Comme 0,1 uF et 0,01 uF, ou pour une carte haute fréquence, peut-être 0,01 et 0,001 uF

Il existe des outils de haute technologie (c'est-à-dire coûteux) pour analyser l'efficacité de votre découplage. Je ne les ai jamais utilisés personnellement, ils sont venus après que j'ai arrêté de concevoir des planches moi-même.

Après avoir compris comment faire quelques tracés d'impédance de votre disposition, vous pouvez faire varier l'inductance de trace 0,5nH / mm et choisir des valeurs de cap avec s-parms ou ESR et calculer votre impédance du plan de puissance ou non.

Mais rappelez-vous que la résonance se produira toujours là où vous le souhaitez le moins. ( La loi de Murphy)

Ça n'a pas d'importance. Ne pensez pas en termes de "le courant allant au CI depuis l'alimentation recharge le condensateur de découplage sur son chemin vers le CI". Cela ne suit aucune analogie mécanique à laquelle nous pouvons être habitués, comme le réservoir de réserve d'un compresseur d'air, les réservoirs d'eau ou les trains d'alimentation.

Pensez à une analyse CA et CC séparée des circuits. Pour les courants DC / basse fréquence, l'alimentation alimente le condensateur. Sous CA / hautes fréquences, la véritable alimentation est un circuit ouvert et l'alimentation effective est en fait le condensateur lui-même.

Vous avez deux variantes différentes des circuits fonctionnant les uns sur les autres, ce qui compte vraiment, c'est la distance de boucle minimale entre le composant et le condensateur. Le chemin de courant continu rafraîchissant le condensateur ne joue pas dans le chemin de courant alternatif que le condensateur fournit réellement. Les courants DC passant devant le condensateur avant d'atteindre le circuit intégré ne sont pas pertinents.

Ceci est traité plus en détail dans le livre d'Henry Ott, Electromagnetic Compatibility Engineering, section 11.7.

Ensuite, c'est bien. Le concepteur de PCB a peut-être utilisé cette approche pour réduire la zone de boucle du bypasscap IC +. Les zones de boucle plus petites nécessitent moins d'énergie pour lutter contre la (plus petite) inductance.

Vérifiez dans les condensateurs X2Y et comment la circulation des courants à travers les vias de PCB adjacents peut minimiser l'inductance et améliorer le contournement.

Vous explorez un sujet crucial pour la fidélité des données haute fréquence. Dessinez la topologie 3_D (pas 2_D, mais 3_D) et examinez le volume clos total. Minimiser ce volume est la clé d'un stockage d'énergie minimal et donc d'une inductance minimale.

Si l'objectif global est un faible contournement esr. Un plan de puissance et de masse complet est fortement recommandé, il en résultera le résultat ESR le plus bas. Le placement des vias reliant les bouchons de dérivation est donc le plus important. Vous voulez que les via vcc et gnd soient aussi proches que possible des capicators. Et pour les circuits intégrés, vous voulez que les vias soient aussi proches que possible des plaques. Cette conception se traduira par le système le plus silencieux et le plus stable.

Ainsi, pour votre question pour une conception à 2 couches, pensez très soigneusement à tout router. Je recommande fortement d'ajouter une alimentation interne et un plan de masse. Si vous ne le pouvez pas, envisagez de verser du gnd d'un côté et de mettre sous tension de l'autre, et gardez de l'espace pour que les versements restent connectés.

Dans les deux cas, c'est bien, la seule chose importante est de les placer près des broches.

Ce que je penserais plus, c'est si vous voulez vraiment un gros avion GND sur un côté de la carte. Nous traitons GND comme un 0V magique qui peut couler des trucs infinis. En réalité, toutes ces connexions GND doivent passer par ce plan.

Cela signifie que vous avez plusieurs tensions voyageant sur le même chemin. Votre avion GND va être à des potentiels différents, qui ne sont pas 0V. Ce n'est pas toujours un gros problème, mais si le bruit vous inquiète, c'est certainement quelque chose que vous devez regarder.

Avoir des chemins de retour isolés pour certains composants est une très bonne idée.