Automatizar diseños sensibles al ruido de SMD para una sensibilidad del 95% [cerrado]

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Estoy pensando en automatizar mis diseños sensibles al ruido de alta sensibilidad en SMD: mantener una sensibilidad de señal del 95% ajustando los factores (1-3) en el hilo ¿Cuál es la mejor manera de diseñar una PCB con osciladores de cristal y MCU?

  
  1. Los campos eléctricos y especialmente su tasa de cambio deben ser   minimizado. - - [M] maximiza el espaciado entre   Las líneas que oscilan su voltaje rápidamente deben ser campos magnéticos.   minimizado.
    2.   
  2. Los campos magnéticos son proporcionales al tamaño y la velocidad del bucle   Cambio de corriente. - - [D] ecualiza cualquier cosa que tenga un alto   tasa de cambio de corriente (conversión de potencia, líneas de alimentación IC) con   valores de condensador adecuados y desea enrutar las líneas de alimentación tan cerca   juntos como sea posible para minimizar el tamaño de los bucles actuales.
    3.   
  3. Alta impedancia significa baja inmunidad al ruido. Evite las líneas de alta impedancia, y si   Los tienes, hazlos tan insensibles al ruido como sea posible. Proteger   ellos, guárdalos, pero lo ideal es terminarlos con una impedancia baja   para que no tengas que lidiar con eso.
    4.   

y

  1. Haciendo poco filtrado de la señal en las bandas de baja frecuencia, especialmente < 10 Hz, pero señal de destino < 500 Hz.

Pseudo automatización

  1. ¿Cómo elegir la cantidad correcta de capas para mantener una sensibilidad del 95% de la señal?
  2. Simplifique la placa eliminando los componentes que filtran la señal innecesariamente.
  3. Estimaciones de los factores (1), (2), (3) para los diseños actuales.

Ejemplo de caso

Consideremos el Biosignal PI 's Hat (una versión de la revisión A) como ejemplo. Supongamos que es un simple PCB de dos capas que tiene ADUM1000 aislado (rayas negro-púrpura en la esquina inferior derecha) de otros dos ADUM (ADUM4400ARWZ, ADUM6400ARIZ) donde este último ADUM es diferente que en la lista de materiales del enlace here .

quéresistenciasycondensadoresestán(otroscomponentes aquí con la excepción de que ADUM6400ARIZ en lugar de ADUM6403ARIZ) 

Qty   Value   Device  Package Parts on PCB
12    0.1uF   C-USC0805   C0805   C2, C3, C6, C7, C8, C13, C14, C15, C17, C18, C19, C21   CAPACITOR, American symbol
1 100K    R-US_R0805  R0805   R10 RESISTOR, American symbol
3 10uF    C-USC0805   C0805   C9, C12, C16    CAPACITOR, American symbol
2 15pF    C-USC0805   C0805   C4, C5  CAPACITOR, American symbol
1 2.2nF   C-USC0805   C0805   C1  CAPACITOR, American symbol
8 4.5k    R-US_R0805  R0805   R1, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9  RESISTOR, American symbol
3 4.7uF   C-USC0805   C0805   C10, C11, C20   CAPACITOR, American symbol
1 40K R-US_R0805  R0805   R13 RESISTOR, American symbol
1 4M  R-US_R0805  R0805   R11 RESISTOR, American symbol
8 500 R-US_R0805  R0805   R2, R12, R14, R15, R16, R17, R18, R19   RESISTOR, American symbol
3 5K  R-US_R0805  R0805   R20, R21, R22

Mis comentarios

  • Alrededor del 80% de sensibilidad de la señal de salida en el diseño actual.
  • R20 tiene una resistencia diferente (4.7 \ micro \ ohm) que C14, C16, C18 y C21 (0.1 \ micro \ ohm), lo cual no es bueno porque el diseño es propenso a errores.
  • Algunos condensadores caros (10 \ micro F y 4.7 \ micro F) cuando comencé a hablar sobre ellos en el hilo Reemplazar ¿Condensadores apretados para una mejor tolerancia?
  • No entiendo qué bandas de frecuencia se eliminan los condensadores (10 \ micro F y 4.7 \ micro F). TODO
  • Me temo que si las dos capas son suficientes para mantener una señal altamente sensible.

¿Cómo puede automatizar los diseños sensibles al ruido de SMD con solo un pequeño filtrado para una sensibilidad de señal del 95%?

    
pregunta Léo Léopold Hertz 준영

1 respuesta

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Esto es factible, porque un humano puede hacerlo. Sin embargo, no es posible escribir el proceso de automatización sin una imagen completa. Automatizar esas tres reglas es inútil sin otras reglas.

Si le dio la regla dos, por ejemplo, puede obtener una placa donde cada línea de alimentación esté agrupada en el centro y algunos sensores MEM estén apagados en el lado de la placa. Esto sería malo por razones completamente diferentes relacionadas con la vibración de la placa. Veo lo que dice sobre el cuidado de las dos partes más difíciles (potencia y reloj), pero sin saber cuál es el camino más corto de cada IO, cuáles son las IO más sensibles a la potencia, que las IO irradian más hacia el reloj, simplemente puede No automatices esto.

Ahora, si vas y haces todos esos ejercicios, necesitas un guión que los tenga en cuenta, proporciona un algoritmo de ponderación (o algo) para las líneas de mayor riesgo y luego se coloca entre la línea X. Luego entramos en un script que ejecuta un cálculo sobre parásitos y ruido en las líneas vecinas. Si hace esto y las distancias se ajustan automáticamente o agregan protección, entonces ha replicado un software de $ 10,000 que mucha gente dedicó mucho tiempo.

Digo esto para no desalentar, porque me encanta la idea de automatización (código abierto). Digo esto para hacerle saber que las herramientas están disponibles y esto es factible, pero complicado. La mejor de las suertes en esto y si está probando, vaya paso a paso. No hay un buen lugar para comenzar, sino el conocimiento.

    
respondido por el mcmiln

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