Yildiz noktasinin onemi

[Mikro Step]

Bugune kadar "mixed signal" calismalarimda pcbsini cizdigim devrelerim yildiz baglanti yapayim yapmayim hic sorun cikartmadi.
Fakat analog sinyallerimin uzerinde gurultu gormek keyfimi kaciriyor.

Olmasin istiyorum.

1. Katmanim (Kirmizi) sinyal ve GND tasiyor.
2. Katmanin oldugu gibi GND
3. Katmanim power
4. Katmanim sinyal ve GND.

Bu arada sizler ferrite bead deyince benim aklima dogrudan ferrit delikli boncuk geliyor. U seklinde tel parcasi ile devreye takiliyor.
Ben uygulamalarimda bugune kadar hic ferrit bead (delikli boncuk) kullanmadim. Sadece beslemelerimde bobinli pi filtrelerim oluyor. Ferrit bead kullanip gurultuyu azalttigini nasil gozlemliyorsunuz? Analog devrelerimin isledigi sinyaller genellikle 2Khz altinda kaliyor. Siz pi filtrelerde kullanilan bobinlere de ferrite bead mi diyorsunuz?

Tamam bu PCB cizimime ferrite bead de ekleyeyim. Hic olmazsa gurultuye olan etkisini gozlemlemede kullanirim.

Farnellden siparis edebilecegim bir urun linki verebilirmisiniz? Boyutlari iri olmasin ve ise yarar bir sey olsun.

 

[Mikro Step]

Akilli bidik besleme hattinda eger LC ile pi filtre kullaniyorsaniz ilave olarak ferrite bead kullanmaya gerek yok der.

Ayrica iki gnd adasini bir birine ferrite bead ile baglama fikri kafama yatmadi. Akilli bidik da onayliyor.

Ferrite beadin gecirmedigi yuksek frekansli bilesen iki gnd arasinda potansiyel farki olusturacak. Bu durum bu esnada ADC nin calisma sartini degistirir.

Ferrite bead yerine gnd adaciklari kullanmak yeterli der.

 

[taydin]

Besleme hattına LC filtrenin faydası olması için, beslenen devrenin istikrarlı veya nispeten yavaş değişen akım çeken bir devre olması lazım. Akımın ani olarak değiştiği çoğu dijital devrede, besleme hattına LC filtre konursa, besleme voltajında ani ve büyük değişimler meydana gelir. Hiç iyi bir fikir değil. Yapay zekaya bunu söylesen hemen özür diler ve başka birşeyi sallar

 

[Mikro Step]

LC filtreden ani akim asilinca cikis tarafindaki kapasitorler istegini karsilar. Burda sorun yokki.

Zaten besleme hattinda elkolar da bulunur. Digital devreler ani akimlari elkolardan talep eder. Filtreden talep edilen bu akimlarin ortalamasi ile orantili ve yumusamis talepler.

 

[taydin]

Kapasitör, devrenin ihtiyacını çok kısa bir süre için sağlar. Ama devam eden akım ihtiyacını karşılayabilecek olan besleme kaynağı ile devre arasında bir bobin varsa, o anda işlemcinin Vcc si dip yapacaktır ve muhtemelen reset yiyecektir.

 

[Mikro Step]

Enduktansdan belli bir seviyede akim cekerken birden daha fazla akim cekmek istersen enduktans daha once cekilen akimi (ortalama DC degeri) aynen vermeye devam eder. Sadece istedigin ilave akimi veremez. Bu esnada voltajda ripil olusur, O da kapasitorun degerine bagli. Eger ripilin degeri cok yuksekse o zaman LC degerlerinde sorun var demektir.

Dedigin durum olsaydi LC filtreli cikisa sahip SMPS devreleri ile lojik devreleri besleyemezdik.

Lojik devrelerin akim ihtiyaci ani olur sonra ihtiyac kalkar bu da clock kenarlarinda gozlenir. Kenarlar cok dik oldugu icin bu akim ihtiyaci anliktir ve kapasitorler bunun ustesinden gelirler.

Simulasyonda filtrenin LC degeriyle oynayarak bahsettigin durumu olusturabilirsin.

https://tinyurl.com/2785of4t

 

[taydin]

DC/DC converter devresinin çıkışını doğrudan çok yüksek akım deltaları olan bir yüke bağlarsan, çıkıştaki voltaj, oradaki bobin yüzünden mutlaka çökecektir. Mesela modern desktop CPU da 1 mikrosaniye içerisinde çekilen akım 1 mikroamper'den 50A değerine çıkabilir. Hiçbir güç kaynağı bu akım deltasını sağlayamaz. Onu, işlemcinin doğrudan dibine bağlı olan çok sayıda özel dekuplaj kapasitörü sağlar. Ama sen LC devre olsun daha iyi filtrelesin diye o hatta seri bir bobin koyarsan, ilave yarar elde etmezsin, zarara sebep olursun.

Geçmişte hep arada bir böyle bir sorunun olduğu hardware'ler ile çalıştım. Adam besleme hattına ferrite bead koymuş. İşlemci olur olmaz zamanlarda reset yiyor. ferrite bead'i kaldırıyoruz, sorun düzeliyor.

Eğer akım değişimlerinin süresi çok kısa ise ve dekuplaj kapasitörü anlık ihtiyacı karşılıyorsa, o zaman uygun tasarlanmış LC devresinin EMI açısından yararı olur. Ama bir dijital devrede EMI sorunu yoksa besleme hattında LC filtremele işine bence hiç girişmemek lazım.

 

[Mikro Step]

Hic bir guc kaynagi aniden ortaya cikan akim ihtiyacini kendi uzerinden karsilamaz. Bu isle gorevli personel guc kaynaginin kapasitorleridir.

Karsilastigin sorunlu devrelerde adamlar kapasitorler yanlis degerde takmislar iste. Cozum olarak sen feriti sokmussun,

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/AN-1368.pdf

MCU devremin analog tarafini ve analog devrelerini LC filtre uzerinden beslemek zorundayim.

Ferrite bead takmayacagim cunku LC filtrem daha yayvan daha genis frekans araliginda zayiflatma yapacak.

https://tinyurl.com/24lqwgm3

Yukaridaki simulasyonda 5 voltta 100mA akim cekilirken cok kisa sureligine 100A lik akim cekiliyor.

LC filtrede 1mH ve 1uF secilirse bahsettiginiz voltaj cokmesi yasaniyor.

Kapasitor 10uF ya da enduktans 100uH yapildiginda sorun ortadan kalkiyor.

100A konusunda daha az ripil istiyorsak kapasitor degerini artirmak yetecek.

 

[HexfeT]

Youtube anasayfada aşağıdaki videolar denk geldi. İyice anlayıp sindirmek için atlamadan tekrar izleyeceğim.

Yanlış anladığım bir şey yoksa özetle şöyle diyorlar; Analog-dijital gibi çoklu ground kullanımı, yıldız ground gibi şeyler aslında kötü fikirlerdir. Çoklu ground kullanımı çok büyük dönüş akım döngüleri oluşturur. Devreyi dış gürültülere karşı çok duyarlı hale getirir. Sinyallerine RF gürültüsü ekler. Devrenin oluşturacağı gürültüleri yayan bir anten gibi davranır. Yapman gereken çok basit. Bölünmemiş tek bir solid ground katmanı kullanacaksın. Ground ile irtibatlanacak her noktayı asla kendi aralarında bağlantı yapmadan direk olduğu yerde via ile ground katmanına bağlayacaksın.

 

[Dede]

@Dede

gsm veya benzeri high speed devrelerde gnd-sinyal-gnd yapılma sebebi empedans. o devrelerde rf yollar ve ddr ramler, flash chipler, kamera vs. doğru empedansta ve diferansiyal gitmesi gereken high speed bus var. bunu yapmanın da en kolay yolu embedded microstrip.

39773 eklentisine bak

Tabiiki söylediklerime bunuda ilave edebilirsiniz ancak GND dağılımının niteliği bizim esas meselemiz.
Üzerine düşen gürültülerin birimlere en az yansıtılması.

 

[Dede]

Hic bir guc kaynagi aniden ortaya cikan akim ihtiyacini kendi uzerinden karsilamaz. Bu isle gorevli personel guc kaynaginin kapasitorleridir.

Karsilastigin sorunlu devrelerde adamlar kapasitorler yanlis degerde takmislar iste. Cozum olarak sen feriti sokmussun,

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/AN-1368.pdf

MCU devremin analog tarafini ve analog devrelerini LC filtre uzerinden beslemek zorundayim.

Ferrite bead takmayacagim cunku LC filtrem daha yayvan daha genis frekans araliginda zayiflatma yapacak.

https://tinyurl.com/24lqwgm3

Yukaridaki simulasyonda 5 voltta 100mA akim cekilirken cok kisa sureligine 100A lik akim cekiliyor.

LC filtrede 1mH ve 1uF secilirse bahsettiginiz voltaj cokmesi yasaniyor.

Kapasitor 10uF ya da enduktans 100uH yapildiginda sorun ortadan kalkiyor.

100A konusunda daha az ripil istiyorsak kapasitor degerini artirmak yetecek.

Yok problem gerilim çökmesi değil.
Hatlar üzerine binen gürültü faktörü.
Cımbız ile biryere dokunduğunda işlemci reset oluyorsa bu besleme problemi değil parazitik gürültü problemidir.
Simulasyon yapacaksan yüksek voltajlı ripıllar yükle beslemeye.

 

[Dede]

Youtube anasayfada aşağıdaki videolar denk geldi. İyice anlayıp sindirmek için atlamadan tekrar izleyeceğim.

Yanlış anladığım bir şey yoksa özetle şöyle diyorlar; Analog-dijital gibi çoklu ground kullanımı, yıldız ground gibi şeyler aslında kötü fikirlerdir. Çoklu ground kullanımı çok büyük dönüş akım döngüleri oluşturur. Devreyi dış gürültülere karşı çok duyarlı hale getirir. Sinyallerine RF gürültüsü ekler. Devrenin oluşturacağı gürültüleri yayan bir anten gibi davranır. Yapman gereken çok basit. Bölünmemiş tek bir solid ground katmanı kullanacaksın. Ground ile irtibatlanacak her noktayı asla kendi aralarında bağlantı yapmadan direk olduğu yerde via ile ground katmanına bağlayacaksın.

Ground için doğru yöntem bu.
Ancak besleme üzerindeki gürültüleride ele alırsak asıl meselemize yoğunlaşmış oluruz.
Zira çok katmanlı sistemlerde Tek parca GND gibi Tek Parça besleme de kullanılıyor. En azından mümkün olan alana kadar.
Enerjinin kullanılacağı alanda özellikle filtre edeiliyor gürültüler.

 

[Mikro Step]

10:40 civari icin

Su an yapmaya calistigim yapiya en kotu, zaten yapmakta oldugum yapiya da en iyi demisler.
Videodaki konuya ne kadar hakim bilmiyorum ama okuduklarimiza ters bir durum.

 

[czorgormez]