Menempatkan kapasitor bypass setelah VCC mencapai IC

Saya punya pertanyaan tentang kapasitor bypass dan kemungkinan penempatannya.

Saya merancang apa yang saya harapkan menjadi PCB dua sisi, yang memiliki VCC dan sebagian besar jalur data di satu sisi, dengan sebagian besar sisi lain sebagai pesawat GND yang dapat dilalui sisi pertama melalui yang diperlukan.

Saya telah menemukan gambar PCB online yang melakukan hal-hal serupa yang ingin saya capai, yaitu antarmuka sebagian besar bagian 3.3V pada PCB yang dirancang untuk kawin dengan host 5V. Dengan demikian, IC 3 keluarga SN74LVCH16245A melakukan terjemahan level sinyal dari 5V ke 3.3V dan sebaliknya.

Saya menemukan cara perancang melakukan bypass kapasitor menjadi elegan - tampaknya ada pesawat VCC kecil yang dibuat di bawah IC SN74LVCH16245A, dan bahwa garis VCC pada IC terhubung ke pesawat di sisi berlawanan pin mereka , dengan kapasitor bypass kemudian terhubung ke pin di sisi normal itu, dan kemudian koneksi lain kapasitor bypass dengan rapi vias ke sisi lain untuk GND.

Saya telah menggambar kotak di atas SN74LVCH16245A IC pada gambar di bawah ini:

Saya telah membuat diagram dari apa yang saya pikir sedang terjadi di bawah:

Pertanyaan saya adalah, apakah boleh memotong kapasitor untuk ditempatkan setelah VCC pada PCB mencapai pin VCC pada IC? Saya bertanya karena saya belum pernah melihat kapasitor bypass ditempatkan seperti ini, atau disarankan untuk ditempatkan seperti ini. Dalam setiap ilustrasi yang saya lihat, garis VCC mengarah ke pin VCC pada IC dari arah normal yang dilakukan semua jalur data lainnya. Dan kapasitor bypass selalu di antara VCC incomming ke pin dan pin VCC pada IC itu sendiri, tetapi tidak pernah setelah itu, seperti ilustrasi di bawah ini:

Jika benar bahwa tidak apa-apa untuk menempatkan kapasitor bypass sedemikian rupa, maka akan mungkin untuk menggabungkan desain itu dengan menempatkan kapasitor bypass sebagai "jembatan" pada pin data IC yang berdekatan, bukan? Sesuai ilustrasi di bawah ini?

Adakah yang bisa memberi saya wawasan tentang apakah ini ok, atau jika mereka memiliki saran yang lebih baik tentang cara menempatkan kapasitor bypass?

Terima kasih!

Yang penting, adalah memiliki jalur induktansi rendah antara kapasitor decoupling dan pin IC. Induktansi apa pun mengurangi efektivitas kapasitansi. Menempatkan kapasitor "setelah" jejak pasokan berarti bahwa kapasitor perlu diisi ulang melalui induktansi yang lebih tinggi, tetapi saya tidak dapat melihat mengapa ini penting.

Induktansi rendah = jejak pendek dan lebar. Jejak yang sangat lebar di bawah IC memiliki induktansi yang cukup rendah sehingga menempatkan decoupler ke kiri dan kanan IC dalam diagram Anda biasanya efektif. Tampaknya mungkin bahwa alternatif Anda bisa sama efektifnya, dengan asumsi bahwa hal-hal lain tidak terganggu.

Perhatikan bahwa induktansi dan kapasitor membentuk rangkaian resonansi, filter tidak akan efektif pada frekuensi resonansi. Jadi, desainer sering menggunakan beberapa nilai decoupler untuk menyelesaikannya. Seperti 0,1 uF dan 0,01 uF, atau untuk papan frekuensi tinggi, mungkin 0,01 dan 0,001 uF

Ada alat berteknologi tinggi (yaitu mahal) untuk menganalisis efektivitas decoupling Anda. Saya tidak pernah secara pribadi menggunakannya, mereka datang setelah saya berhenti mendesain papan sendiri.

Setelah Anda memahami bagaimana melakukan beberapa plot impedansi dari tata letak Anda, Anda dapat memvariasikan induktansi jejak 0,5nH / mm dan memilih nilai tutup dengan s-parms atau ESR dan menghitung impedansi bidang daya Anda atau tidak.

Tetapi ingat bahwa resonansi akan selalu terjadi di tempat yang paling tidak Anda inginkan. ( Hukum Murphy)

Itu tidak masalah. Jangan berpikir dalam hal "arus ke IC dari catu daya mengisi ulang kapasitor decoupling dalam perjalanan ke IC". Ini tidak mengikuti analogi mekanis apa pun yang dapat kita gunakan seperti tangki cadangan pada kompresor udara, reservoir air, atau kereta pasokan.

Pikirkan analisis AC dan DC yang terpisah dari sirkuit. Untuk arus frekuensi DC / rendah, catu daya memberi daya pada kapasitor. Di bawah AC / frekuensi tinggi, catu daya sebenarnya adalah rangkaian terbuka dan catu daya efektif sebenarnya adalah kapasitor itu sendiri.

Anda memiliki dua variasi sirkuit yang berjalan di atas satu sama lain sehingga yang benar-benar penting adalah jarak loop minimal antara komponen dan kapasitor. Jalur arus DC yang menyegarkan kapasitor tidak berperan ke jalur arus AC yang sebenarnya disediakan kapasitor. Arus DC yang melewati kapasitor sebelum mencapai IC tidak relevan.

Ini dibahas secara lebih rinci dalam Buku Kompatibilitas Elektromagnetik Buku Henry Ott di bawah bagian 11.7

Setelah itu baik-baik saja. Mungkin perancang PCB menggunakan pendekatan ini, untuk mengurangi area loop IC + bypasscap. Area loop yang lebih kecil membutuhkan lebih sedikit energi untuk bertarung dengan induktansi (lebih kecil).

Periksa ke kapasitor X2Y, dan bagaimana aliran arus melalui vias PCB yang berdekatan dapat meminimalkan induktansi dan meningkatkan pemintas.

Anda sedang mengeksplorasi topik penting untuk kesetiaan dataline frekuensi tinggi. Gambarkan topologi 3_D (bukan 2_D, tetapi 3_D) dan periksa total volume terlampir. Meminimalkan volume itu adalah kunci untuk penyimpanan energi minimal dan dengan demikian induktansi minimal.

Jika sasaran keseluruhan adalah memotong esr rendah. Kekuatan ukuran penuh dan bidang tanah sangat dianjurkan, ini akan menghasilkan hasil ESR terendah. Jadi penempatan vias yang menghubungkan tutup bypass adalah yang paling penting. Anda ingin vcc dan gnd via sedekat mungkin untuk para capicator. Dan untuk IC, Anda ingin vias sedekat mungkin dengan bantalan. Desain ini akan menghasilkan kebisingan terendah dan sistem paling stabil.

Jadi untuk pertanyaan Anda untuk desain 2 layer, sangat hati-hati memikirkan segalanya. Saya akan sangat menyarankan menambahkan daya internal dan bidang tanah. Jika Anda tidak bisa, pertimbangkan untuk menuangkan gnd di satu sisi dan daya di sisi lainnya, dan menjaga ruang agar tuangkan tetap terhubung.

Apa pun caranya baik-baik saja, satu-satunya hal yang penting adalah meletakkannya dekat dengan pin.

Yang akan saya pikirkan lebih lanjut adalah jika Anda benar-benar menginginkan pesawat GND besar di satu sisi papan. Kami memperlakukan GND seperti itu 0V ajaib yang dapat menenggelamkan hal-hal yang tak terbatas. Pada kenyataannya semua koneksi GND sebenarnya harus mengalir melalui pesawat itu.

Itu berarti Anda memiliki beberapa voltase yang menempuh jalur yang sama. Pesawat GND Anda akan memiliki potensi yang berbeda, yang bukan 0V. Ini tidak selalu masalah besar, tetapi jika kebisingan adalah sesuatu yang Anda khawatirkan, itu pasti sesuatu yang perlu Anda perhatikan.

Memiliki jalur balik yang terisolasi untuk beberapa komponen adalah ide yang sangat bagus.