Mir wurde gesagt, C6 sei ein Bypass für den Oszillator (X1). Jetzt habe ich diese Schaltung gebaut und ich verstehe, dass in Eagle Erdungen automatisch angeschlossen werden, ebenso wie Spannungsquellen, ohne ein Netz zwischen ihnen ziehen zu müssen, was schön ist. Aber warum schwebt C6 usw. nur, wenn es nicht auf die eine oder andere Weise mit dem Oszillator verbunden ist? Lassen Sie mich wissen, wenn eine Klärung erforderlich ist. Vielen Dank!
Antworten:
Bypass- oder "Entkopplungs" -Kondensatoren, wie sie auch genannt werden, verbinden eine Stromschiene mit Masse. Wie Sie bereits herausgefunden haben, sind alle diese Stifte elektrisch miteinander verbunden.
Das wirft eine interessante Situation auf, wenn es darum geht, sie auf den Schaltplan zu zeichnen.
Sie würden denken, dass der beste Weg wäre, sie an den Pin des Geräts zu zeichnen, an das sie angeschlossen werden sollen, damit klar ist, womit der Kondensator verbunden ist.
Dies ist ein Ansatz, jedoch haben viele Komponentensymbole verborgene Stromversorgungs- und Erdungsstifte als solche. Es ist nicht immer möglich, sie an einen bestimmten IC anzuschließen. Dies führt auch zu einem sehr überfüllten Schaltplan. Wenn Sie möchten, können Sie sie stattdessen wie gezeigt an der Seite platzieren, was visuell impliziert, dass die Kappe mit dem Objekt verbunden ist, dem sie am nächsten liegt.
Selbst wenn Sie dies wirklich gut machen, kann der Leiterplattenkonstrukteur beim Platzieren der Teile dem Schaltplan folgen oder auch nicht. Das Schema ist schließlich nur eine visuelle Darstellung der Komponenten- und Netzliste.
In der Realität enthält der schematische Entwurf keine tatsächlichen Positionsinformationen. Die an das PCB-Tool übergebenen Daten sind lediglich eine Komponentenliste und eine Netzliste. In letzterem wird es eine Linie wie diese geben ..
Das definiert, an was das Netz 3,3V angeschlossen ist. Beachten Sie, dass C5 nicht explizit an U1-14 angeschlossen ist, auch wenn Sie es so gezeichnet haben, nur dass alle diese Pins an 3,3 V angeschlossen sind.
Die meisten Leiterplatten-Layout-Tools und -Designer verwenden das sogenannte "Gummiband" in einem "Ratten-Nest" -Layout, um Komponenten an Stellen zu platzieren, die die Leiterbahnlänge minimieren und zu viele Überkreuzungen und Verdrehungen vermeiden.
Normalerweise gibt der Schaltplan-Designer nur die Größe der Platine an und wo wichtige Dinge wie Anschlüsse, Schalter, LEDs usw. sein müssen. Dem Leiterplatten-Designer wird vertraut, dass er den Rest platziert, sei es mit einer Überprüfung und Genehmigung durch den Schaltplan-Designer.
Da all diese Kappen je nach Software an Schienen befestigt sind, sind sie leider nicht gut gummiband oder, wenn Sie Strom- und Bodenebenen haben, möglicherweise überhaupt nicht gummiband.
Wenn Sie Ihren Schaltplan mit Verbindungen zu den Geräten zeichnen und der Leiterplattenentwickler nicht darüber informiert ist und Ihrem Schaltplan nicht manuell folgt, können die Kappen an ganz anderen Stellen landen, da der Leiterplattenentwickler weiß, dass sie alle in der Nähe der Chip-Stromversorgungsstifte platziert werden alleine.
Das bedeutet nicht, dass die Leiterplatte eine schlechte Entkopplung aufweist, sondern dass die C-Zahlen auf dem Schaltplan nicht mehr so aussehen, wie es auf der Leiterplatte geschieht. C5 befindet sich möglicherweise in der Position von C9 usw. Daher ist es wichtig, mit dem Designer über diese Angelegenheit zu sprechen, um sicherzustellen, dass Sie beide verstehen, was passieren wird.
In einigen Fällen können Sie, wenn Sie dem Leiterplattenkonstrukteur vertrauen, dass er seine Arbeit erledigt, zulassen, dass er alle Kondensatoren selbst hinzufügt oder platziert und eine Seite "Entkoppler" im Schaltplan verwendet, auf der alle Kappen in Masse angezeigt werden nur als Referenz. Einem guten PCB-Designer kann sogar vertraut werden, dass er diese Seite für Sie hinzufügt und verwaltet.
simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab
Persönlich bevorzuge ich bei weitem die letzte Methode. Dies sorgt für viel sauberere Schaltpläne und spart dem Leiterplattenentwickler viel Zeit, da er nicht durch Schaltplanseiten blättern muss, um versteckte Entkoppler zu identifizieren, bevor sie jeweils platziert werden.
Unabhängig von der gewählten Methode ist eine gute Kommunikation zwischen Designern von entscheidender Bedeutung. Es ist wirklich eine Teamleistung.
Wenn Sie sowohl das Schaltplan- als auch das PCB-Design selbst ausführen, können Sie beide Methoden verwenden, obwohl Sie die allgemeine Seite oder den Schaltplanblock immer noch einfacher finden. Zählen Sie, wie viele Sie insgesamt benötigen, und machen Sie einen ersten Stich auf der Entkopplungsseite. Platzieren Sie sie dann, nachdem Sie entschieden haben, wohin die ICs gehen sollen. Passen Sie dann den Schaltplan an, um nach Bedarf Kappen hinzuzufügen oder zu entfernen.
Wenn Sie einen Leiterplatten-Designer verwenden, sollten Sie feststellen, dass er wahrscheinlich weit mehr Leiterplatten entworfen hat, als Sie jemals in Ihrem Leben entwerfen werden. Hören Sie zu, was er sagt, und lernen Sie aus seinen eigenen Erfahrungen.
Wie immer liegt es letztendlich in Ihrer Verantwortung als Schaltplaner, das Leiterplattenlayout vor der Produktion zu überprüfen, um sicherzustellen, dass ausreichend Entkoppler verwendet und korrekt platziert wurden.
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Dies sind Bypass-Kondensatoren, die zwischen dem VCC und der Masse des IC, für den sie umgangen werden, so nahe wie möglich am IC angeschlossen werden sollten. Also kurz "Ja".
Was den Schaltplan betrifft, so sind sie zwar physikalisch nicht als mit dem IC- oder X1-Oszillator verbunden dargestellt, sie sind jedoch elektronisch über denselben Knoten (5 V und Gnd) verbunden. Sie sollten physisch verbunden und physisch eng angeordnet sein, wie durch den Abstand in den Kupferspuren bestimmt. Beispiel:
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Auf dem Schaltplan spielt es keine Rolle, wo die Bypass-Kondensatoren gezogen werden, solange sie an die richtigen Strom- und Erdungsnetze angeschlossen sind. Wie Sie sagen, werden sie automatisch verbunden. In diesem Fall ist der C6-Kondensator (schematisch) mit den X1-Oszillatorstiften verbunden, da beide Komponenten dieselben Netznamen verwenden (Leistungs- und Erdungssymbole).
Bei der Leiterplattenkonstruktion müssen Sie den Kondensator jedoch physisch in der Nähe der vorgesehenen Komponentenstifte platzieren (in diesem Fall sollte C6 sehr nahe an den Leistungsstiften des X1 platziert werden).
In einfachen Schaltplänen mit ausreichend Platz sehen Sie möglicherweise Bypass-Kondensatoren, die tatsächlich auf den Komponentenstiften platziert sind. Manchmal werden nur die gemeinsamen + V-Pins verbunden. In vielen Fällen (insbesondere bei komplexen Schaltplänen oder bei vielen Bypass-Kondensatoren) wird möglicherweise eine große Anzahl von Kondensatoren in einer Ecke des Schaltplans gezeichnet.
Einfacher ausgedrückt ist die abgelegene Platzierung von Bypass-Kondensatoren auf dem Schaltplan nur eine Art Abkürzungsmethode.
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In den Schaltplänen wird die Platzierung der Komponenten in keiner Weise beschrieben: Selbst wenn Sie C6 sehr nahe an X1 ziehen, entspricht eine Leiterplatte, auf der diese Teile in den gegenüberliegenden Ecken platziert sind, dem Schaltplan. Da die Platzierungsinformationen nicht vorhanden sind, gibt es keinen Grund, dies vorzutäuschen, indem der Schaltplan mit Kappen überfüllt wird, die an Geräten angebracht sind, zu denen sie gehören.
Wenn Sie Platzierungsinformationen übermitteln müssen, benötigen Sie eine Leiterplatten-Layoutdatei.
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Sie berühren hier einen wichtigen Punkt, dass Bypass-Kondensatoren angeblich nur zwischen Strom und Masse angeschlossen sind. Es ist nicht so einfach, sie spielen eine wichtige Rolle für EMC. Ihr Zweck ist es, die Schleife für die HF-Komponente des Stromversorgungsstroms so klein wie möglich zu machen.
Zunächst müssen Sie jeden Kondensator so nah wie möglich an seiner Last (IC) platzieren oder zumindest die Schleife abflachen, indem Sie Spuren nahe beieinander oder über eine Masseebene laufen lassen. Und zweitens müssen Sie verhindern, dass andere weit entfernte Kondensatoren versuchen, diesen Strom ebenfalls zu liefern. Durch Parallelschalten mehrerer Kondensatoren mittels induktiver Leiterplattenspuren (der Stromschleifen) erzeugen Sie serienresonante LC-Schaltungen, und es ist möglich, dass ein weiter entfernter Kondensator eine niedrigere Impedanz als der nächste Kondensator bietet. Ein größerer HF-Strom kann durch eine größere Schleife fließen als der Strom, den Sie entkoppeln möchten!
Sie müssen also alle Kondensatoren voneinander entkoppeln. Ich bevorzuge die Verwendung von Ferritperlen auf der Leiterplatte, dh Drähte, die nur für HF-Strom als verlustbehaftete Widerstände fungieren. Dies dämpft jede Resonanz und stellt sicher, dass jeder Kondensator nur seine eigene Last entkoppelt.
Stellen Sie keine Kondensatoren parallel, ohne die Induktivität der Verkabelung zu berücksichtigen! NB: Ein Draht mit Ferritperle von der Stromversorgung zu Vdd des IC, Kondensator von Vdd zu Vss.
Siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Ferrite_bead
http://www.radio-electronics.com/info/data/inductors/ferrite-bead-inductors.php
http://www.analog.com/de/analog-dialogue/articles/ferrite-beads-demystified.html .
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