Los bordes rápidos del chip MCU se convulsionarán con cualquier otra respuesta de impulso e inyectarán energía perturbadora. Las puertas y los controladores de reloj CMOS y los flip-flops cambian en sub-100picoSecond times; esa forma de borde, modelada en la ecuación sin (x) / x, indica una energía fuerte que supera los 5GHz, bajando a un valor nulo a 10GHz, y recuperando un pico a 15Ghz, anulando nuevamente a 20GHz, una y otra vez.
¿Cómo afecta esto a tu radio? Haga la pregunta: ¿cómo un borde de 2,5 voltios, la transición a 100 pS subiendo y 80 pS cayendo, en una onda cuadrada de ciclo de trabajo del 49%, la tasa de repetición de 700MHz, interferirá con la antena / adaptación / LNA / sintonización / mezclador de la radio? Ese 2,5 voltios bloqueará (sobrecargará) su radio.
Con un acoplamiento magnético proporcional a dI / dT, la energía radiada se mantendrá constante con la frecuencia, de acuerdo con algunos comentarios.
RESUMEN:
Para sobrevivir a estos eventos de silicio de 2.5 voltios, ¿qué hacer? Coloque un plano sólido (capa superior de PCB) debajo de la MCU. Coloque un cuadrado de lámina de cobre en la parte superior y suelde las esquinas al plano superior de la PCB. Sea selectivo en el paquete que eligió para el MCU, si tiene una opción. Evite las MCU que no mantengan todos los pares VDD / GND inmediatamente adyacentes. Y use resistencias de amortiguación en todas las líneas de VDD para garantizar el filtrado incluso a bajas frecuencias (por debajo de FerriteBead). Programe los OutputDrivers a la velocidad de giro más lenta. Minimice la carga externa en todos los pines, para minimizar la corriente de salida requerida y, por lo tanto, el campo magnético.
DETALLES:
Estos sistemas integrados sobreviven debido a las pequeñas áreas de bucle, necesarias en el silicio para minimizar la energía demandada por la MCU. Las áreas de bucle grandes demandan mucha energía y son lentas. Por lo tanto, las personas que planean los planos de planta de MCU han aprendido a colocar el VDD adyacente a GND o inmediatamente por encima de GND, en el silicio.
La adyacencia reduce la inductancia, evitando los agujeros generados por resonancia en los gráficos SHMOO.
Esta "adyacencia" también se usa para ejecutar árboles de reloj, de nuevo para reducir la energía requerida, por lo tanto, áreas pequeñas, áreas de bucles diminutos, pequeños bucles de radiación, son inherentes al desarrollo exitoso de IC. Estas pequeñas áreas de bucle permiten que el silicio se realice aún más rápido, acelerando aún más los bordes y mejorando aún más la correlación entre los bordes y cualquier otra respuesta de impulso.
El reloj principal puede ser 700MHz. Pero ocurren muchos eventos más lentos. Los 700 MHz no pueden provenir de un cristal de cuarzo de 700 MHz, sino que se escalan mediante un bucle de bloqueo de fase utilizando una referencia de cuarzo de 10 MHz (o lo que sea que use su MCU). Ahora tenemos ondas cuadradas de 10MHz. SPI enlaces de datos, a 50MHz ??. ¿Memorias de memoria a 200MHz? No hay regiones tranquilas del espectro.
Para tener éxito, proporcione la potencia de la MCU de forma local: las tapas de derivación directamente en la MCU, con cierta impedancia (1 ohm o 3,3 ohm o 10 ohm, o perlas de ferrita) desde el pin de la MCU a cualquier suministro a granel remoto. No ejecute una traza ---- metal de cobre puro ---- desde la MCU hasta las tapas de bypass cercanas / remotas, porque esa traza se convierte en una antena radiante particularmente para campos magnéticos. Inserte una resistencia o un cordón. La profundidad de la piel del cobre se convierte en su amigo, que proporciona una atenuación gratuita en el GHz medio, pero no a 700 MHz.
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Aquí está el análisis espectral sin (X) / X La entrada es 500MHz, pico de 1 voltio, Tr & Tf = 100picosegundos. Fuera de 2.4GigaHz, la energía es de 6millivoltios, o -40 dBm si a través de 50 Ohmios ..
