Clock Oscillator - Topología y recomendaciones de diseño de PCB

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Estoy diseñando uno de mis primeros diseños y he leído muchos artículos y preguntas sobre StackExchange sobre pautas y recomendaciones.

Es un proyecto universitario realizado por otro estudiante que tuve que corregir por algunos errores importantes. Los he corregido y ahora estoy tratando de mejorar el diseño en general. Este trabajo adicional no es realmente necesario, pero de todos modos estoy tratando de hacer las cosas como deberían hacerse para aprender más.

Aquí es cómo he hecho el diseño para un oscilador NBXDDA016 , conectado a un DDS AD9958 .

  • C18 y C19 son 100nF, requeridos por el DDS para el acoplamiento de CA de entrada.
  • R25 y R26 son resistencias de terminación de 50 ohmios colocadas allí, supongo, porque estaban presentes en un ejemplo de la hoja de datos del oscilador.
  • C_TA13 es un condensador de desacoplamiento de 10uF.
  • R25, R26, C18 y C19 son paquetes estándar 0805.

  1. ¿SonrealmentenecesariaslasresistenciasdelosterminadoresR25yR26?(veractualización1)
  2. ¿Es10uFparaC_TA13unvalordemasiadoaltoparasupropósito?
  3. Suponiendoqueelesquemaescorrecto,sientoquehehechountrabajoterribleconeldiseño.Heintentadoconectartodoslospinesdesuministroytierraantesdeiratierrayalimentarlosplanosconlasvíassoloenunpunto.¿Vesalgúnproblemaconestediseño?
  4. ¿DeboconectarelsuelodelosciladorconelsuelodelDDSenlacapasuperioryluegoconectarloalplanodelsuelosoloenlaalmohadillatérmicadelDDS?

ACTUALIZACIÓN1

  • ElDDStieneunaimpedanciadeentradade1500Ohmyunapolarizacióninternade1.15V(porlotanto,elacoplamientodeCA).¿Deboterminarlalíneaantesdeloscapacitoresinclusosihayunafaltadecoincidenciadeimpedanciaenelreceptor?
  • Esta Application Note representa un escenario realmente preocupante causado por la conexión en paralelo de condensadores de desacoplamiento, especialmente si está muy lejos en valor (décadas como en la sugerencia de The Photon y en otras respuestas comunes). ¿Debería preocuparme realmente y simular con cuidado los condensadores reales en paralelo, o es que A.N. ¿Exagerando?
  • Insisto en el concepto de "vía aérea a tierra y planos de poder, justo después de desacoplar", porque trato de evitar la antena de parche central que Olin Lathrop siempre apunta En sus respuestas. De esta manera, trato de mantener las corrientes de conmutación rápida lejos del plano de tierra. Entiendo que el uso de varias vías para los pines del oscilador y las resistencias terminadoras anularía el propósito. ¿Es correcto?
pregunta FlyerDragon

1 respuesta

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R25 y R26 son resistencias de terminador de 50 ohmios colocadas allí, supongo porque estaban presentes en un ejemplo de la hoja de datos del oscilador.

Observe que en la hoja de datos muestran la terminación en el extremo lejano de la línea, cerca del receptor, no cerca del oscilador. Sus pistas parecen ser lo suficientemente cortas como para que esto no rompa el diseño, pero probablemente sería mejor colocar estas resistencias cerca del extremo lejano de la línea.

  

¿Son realmente necesarias las resistencias de los terminadores R25 y R26?

La hoja de datos no está clara sobre el circuito equivalente de salida del oscilador. Supongo que no son necesarios, pero pondría ubicaciones en el PCB de todos modos para poder ubicarlos en caso de que lo sean. Si no los coloca, es probable que reciba una señal 2 veces más grande en el receptor, debido a las reflexiones.

  

¿Es 10uF para C_TA13 un valor demasiado alto para su propósito?

No es demasiado grande, pero verifique su curva Z vs f. Es probable que un límite de 10 uF esté más allá de la resonancia a 150 MHz.

Agregaría 0.1 uF de tamaño 0402 (elegido con SRF al menos 200 MHz) tan cerca como sea posible del pin de potencia del oscilador, y probablemente de 1 uF 0603 o 0805 de tamaño cercano también. Los valores más pequeños (también cerca del pin de alimentación) pueden ser útiles para evitar que los armónicos más altos de la frecuencia del reloj entren en las líneas eléctricas y causen radiación.

El desacoplamiento cerca de las resistencias de terminación también es probablemente una buena idea. De nuevo, probablemente comenzaría con 0.1 uF 0402 colocados lo más cerca posible de donde cada una de esas resistencias se conecta a 3.3 V.

  

He intentado conectar todos los pines de suministro y tierra antes de ir a tierra y alimentar los planos con las vías solo en un punto. ¿Ves algún problema con este diseño?

Probablemente solo le daré a cada conexión VCC su propia vía al plano de potencia, pero su diseño probablemente también funcionará bien.

  

¿Debo conectar el suelo del oscilador con el suelo DDS en la capa superior y luego conectarlo al plano del suelo solo en la almohadilla térmica del DDS?

Una vez más, prefiero tener una vía (o más) para cada pin de tierra de cada dispositivo / chip. La idea es minimizar la inductancia que conecta el chip / dispositivo a la red de tierra "verdadera".

Otras preguntas y respuestas Al igual que en el sitio, haga un gran negocio sobre la energía y las islas terrestres para cada chip. El que recuerdo está relacionado con un microcontrolador. En ese caso, usted está tratando de proteger los circuitos analógicos sensibles del ruido de conmutación generado por el uC. Aquí tiene partes igualmente ruidosas y (más o menos) igualmente sensibles (oscilador y DDS), por lo que no privilegiaría una sobre la otra, solo les daría a ambas la inductancia más baja posible en las conexiones de potencia y tierra.

    
respondido por el The Photon

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