वोल्टेज नियामक के लिए अजीब पीसीबी लेआउट

Question

मैं रिवर्स-इंजीनियरिंग एक बोर्ड हूं जिसमें एक Xilinx संयमी 3E FPGA है, जिसमें 2.5 वोल्ट रेगुलेटर द्वारा संचालित VCCAUX है। नीचे सर्किट के नियामक हिस्से के लिए पीसीबी लेआउट है, और मुझे कुछ गड़बड़ लगता है।

भयानक पिक्सेलेशन के लिए मेरी क्षमायाचना, यह मेरे द्वारा उपलब्ध उपकरणों के साथ प्राप्त किया जा सकने वाला उच्चतम संकल्प था। वैसे भी, "LFSB" नामक SOT23-5 घटक टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स LP3988IMF-2.5 रैखिक वोल्टेज नियामक है । मैंने बोर्ड लेआउट से नीचे योजनाबद्ध का पता लगाया है:

आपने पहले ही मेरे भ्रम के स्रोत पर ध्यान दिया होगा: मुझे नहीं पता कि उन्होंने 2.5 वोल्ट रेगुलेटर के आउटपुट में सीधे 316 ओम अवरोधक क्यों रखा होगा। सब है कि बेकार है 7.9 milliamps। मुझे ऐसा करने का कोई कारण नहीं मिल रहा है। मुझे आश्चर्य है कि अगर यह एक डिजाइन दोष है, और उस अवरोधक को वास्तव में जमीन के बजाय पीजी पिन से जुड़ा होना चाहिए। हालांकि, मैंने मूल पीसीबी को ट्रिपल-चेक किया है, और यह निश्चित रूप से जमीन से जुड़ता है और पीजी पिन कुछ भी जुड़ा नहीं है। यदि यह एक त्रुटि है, हालांकि, यह बताएगा कि उन्होंने इसे रोकने के लिए तांबे के आधार पर जोड़ने के बजाय अवरोधक के निचले तरफ एक अलग ट्रेस का उपयोग क्यों किया। मुझे यह भी आश्चर्य हुआ कि क्या स्थिर आउटपुट को बनाए रखने के लिए नियामक को न्यूनतम भार की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन इस नियामक के लिए ऐसा नहीं है। कोई न्यूनतम लोड आवश्यकताएं नहीं हैं। मैंने इस संभावना पर भी विचार किया कि FPGA के लिए अनुक्रमण प्रयोजनों के लिए VCCAUX को धीरे-धीरे ऊपर लाने का इरादा था, लेकिन डेटाशीट को पढ़ने से यह भी ठीक नहीं लगता - स्पार्टन ईई को शक्ति प्रदान करने के लिए कोई सख्त अनुक्रमण नियम नहीं हैं।

क्या कोई ऐसा कारण सोच सकता है कि कोई व्यक्ति जानबूझकर 2.5 वी रेगुलेटर के उत्पादन में 316 ओम अवरोधक को सीधे जगह दे सकता है? मैंने माना कि यह आउटपुट कैपेसिटर के लिए एक ब्लीडर रेसिस्टर हो सकता है, लेकिन ऐसा लगता है कि इसके लिए मूल्य बहुत कम है।

संपादित करें: शायद यह अतिरिक्त जानकारी मदद करेगी। स्पार्टन 3 ई के लिए डेटाशीट निर्दिष्ट करती है कि वीसीसीएयूएक्स की आपूर्ति किस लिए की जाती है:

VCCAUX: सहायक आपूर्ति वोल्टेज। डिजिटल क्लॉक मैनेजरों (DCM), डिफरेंशियल ड्राइवर्स, समर्पित कॉन्फिगरेशन पिन, JTAG इंटरफेस की आपूर्ति करता है। इनपुट ऑन पावर-ऑन रीसेट (POR) सर्किट।

Comments

क्या आप निश्चित हैं कि उस अवरोधक का एक सिरा जमीन पर टिका है? उस नियामक को स्थिर रहने के लिए किसी न्यूनतम भार की भी आवश्यकता नहीं होती है।

— brhans

मैं पूरी तरह से सकारात्मक हूं कि रोकनेवाला का निचला पक्ष जमीन पर है। मैं यह उल्लेख करना भूल गया कि मैंने न्यूनतम लोड आवश्यकताओं पर भी विचार किया था, लेकिन जैसा कि आपने उल्लेख किया है कि इस नियामक के लिए लागू नहीं है।

— डेरस्ट्रोम 8

मुझे संदेह है कि इसका नियामक के साथ कोई उल्टा मौजूदा संरक्षण नहीं प्रदान करना है। यह आनुभविक रूप से चुना जाता है ताकि इनपुट वोल्टेज की तुलना में आउटपुट डिस्चार्ज से जुड़े सभी कैपेसिटर एक पावर डाउन के दौरान ड्रॉप होने की उम्मीद हो।

— फोटॉन

@TimWescott नहीं, 2.5V केवल FPGA के VCCAUX पिन पर जाता है, और VCCAUX का उपयोग I / O को करने के लिए नहीं किया जाता है।

— डेरस्ट्रोम 8

@Justme हां, मैंने इसे मापा। रोकनेवाला पर कोड 49A है। EIA-96 मानक का उपयोग 1% एसएमडी प्रतिरोधों की कोडिंग के लिए किया जाता है, जिसमें संख्यात्मक कोड 1-96 होते हैं, जिसके बाद A / B / C / D / E / F / H / R / S / X / Y / अक्षर आते हैं। जेड संख्यात्मक कोड मूल्य को इंगित करता है और अक्षर गुणक को इंगित करता है। इस मामले में "49" "316" से मेल खाती है और "ए" "1" के गुणक से मेल खाती है। इसलिए, मान 316 * 1 = 316 ओम है।

— डेरेस्ट्रॉम 8

Answer 1

गतिशील और स्थिर लोड विनियमन त्रुटि को कम करने के लिए मैंने एक ही डिज़ाइन किया होगा।

कारणों का विवरण डेटाशीट में स्पष्ट है।

• डायनेमिक लोड रेगुलेशन एरर और इनपुट स्टेप रेगुलेशन एरर को देखें।

• मैं केवल अनुमान लगा सकता हूं कि डिजाइनर ने किस त्रुटि बजट को ध्यान में रखा था, लेकिन प्रत्येक एलडीओ के लिए उपरोक्त प्रतिक्रियाएं होना आम है, हालांकि यह एफईटी एलडीओ असाधारण कम शक्ति और ड्रॉपआउट वोल्टेज है।

  • 5 mV त्रुटि {इनपुट कदम = 0.6V} 1mA कदम लोड के साथ, 200 mV त्रुटि 150mA कदम लोड के साथ *
  • स्थिर लोड विनियमन त्रुटि केवल 1mA के ऊपर 0.007% / mA के रूप में आंकी गई है। इसका मतलब यह है कि यह 1 एमए से भी बदतर है और डिजाइनरों की संतुष्टि के लिए 7.6mA के एक डमी लोड के साथ सुधार करता है। यह ऊपर दिए गए डायनामिक स्टेप लोड रेगुलेशन एरर को भी बेहतर बनाता है। *

यह 1mA प्रतिक्रिया को गति देने के लिए गेट ड्राइव के उदय के पतन के समय को सुनिश्चित करता है। 7.6mA इससे भी कम रिटर्न के साथ बेहतर है।

• स्थिर लोड विनियमन त्रुटि केवल अपने आंतरिक लूप लाभ द्वारा विभाजित एलडीओ में उपयोग किए गए पीएफईटी के आरडीएसओएन के कारण है। किसी भी वोल्टेज नियामक के लिए यह सही है चाहे वह एफईटी हो या बीजेटी। लेकिन अनंत लूप का लाभ निश्चित त्रुटियों, (ESR, C) स्थितियों के तहत स्थिरता की त्रुटियों या अधिक बजने को बढ़ा सकता है, इसलिए यह परिमित है।

मछली? बिल्कुल नहीं

Comments

आपको भी अधिक अनुभव मिलेगा। मेरे पास इसके 40 वर्ष हैं।

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

या चरण लोड को एक कदम वर्तमान सिंक के रूप में और एलडीओ को कुछ जीबीडब्ल्यू सीमा के साथ वोल्टेज स्रोत के रूप में सोचें। यह हमेशा किसी भी रैखिक ड्राइव में दर को दरकिनार करता है और यहां तक ​​कि IC के ड्राइविंग लोड पीएफ को भी तर्क देता है। त्रुटि प्रतिक्रिया में यह शिथिलता या दर के दर में त्रुटि उत्पन्न होती है + /- आउटपुट वोल्टेज पर गड़बड़ + ऊपर या नीचे - वर्तमान लोड। यह किसी भी वोल्टेज नियामक के लिए एक मानक स्थिरता परीक्षण है। 0 से 100% की तुलना में बेहतर परिणाम देने के लिए 10% से 100% से 10% तक किया। यदि आपका वास्तविक भार 0 स्थिर और उच्च गतिशील है तो प्रीलोड करें।

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

यह आवेदन वर्तमान क्रेस्ट कारकों और स्थिर राज्य लोड (यूए) पर निर्भर करता था। डेटाशीट में कोई मैजिक नंबर नहीं है, लेकिन मैंने एक प्रारंभिक बिंदु के रूप में एक प्रीलोड के रूप में 5% अधिकतम रेटेड वर्तमान पर विचार किया होगा, फिर रेगुलेशन एरर के सभी स्रोतों (स्टैटिक, स्टेप सोर्स वी और स्टेप लोड I) की पुष्टि करें ताकि भिन्नताओं के लिए सर्वोत्तम मार्जिन प्राप्त किया जा सके। भाग में GBW। कम आरएक्स पावर और उच्च टीएक्स पावर वाले मोबाइलों के लिए यह अनिवार्य चिंता है, लेकिन मालवाहक फटने के दौरान आरएफ स्थिरता को प्राप्त करने के लिए बर्बाद शक्ति को कम करना चाहिए। ऐसा लगता है कि डिजाइनर के पास समान ज्ञान है, क्योंकि 150mA का 5% क्या है?

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

@ SunnyskyguyEE75 "1mA स्टेप लोड के साथ 5mV एरर, 150mA स्टेप लोड के साथ 200mV एरर" - मैं डेटाशीट के 15/16 फिगर में 150mA स्टेप लोड रिस्पांस देख सकता हूँ, लेकिन आप 5mV एरर के 1mA स्टेप लोड रिस्पॉन्स कहाँ पा रहे हैं? मैंने डेटाशीट के माध्यम से कंघी की है, लेकिन मैं इसे ढूंढ नहीं पा रहा हूं ...

— marcelm

अच्छी आँख @marcelm यह वास्तव में कदम में 9.2.3 लाइन +/- 0.6V था फिर "1mA लोड के साथ 5mV त्रुटि,

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

Answer 2

जैसा कि पहले से ही कुछ अन्य टिप्पणियों द्वारा सुझाव दिया गया है कि 316 ओम अवरोधक को वहां वोल्टेज नियामक सर्किट की अनुमति देने के लिए रखा गया है ताकि मामले में कुछ वर्तमान को डूबने की क्षमता हो कि 2.5 वी रेल को उच्च वोल्टेज रेल से कुछ रिसाव मिलता है। यह रिसाव आमतौर पर नियामक आउटपुट को बंद करने और ऊपर उठने और एक उच्च वोल्टेज पर जाने का कारण होगा। एक डिज़ाइनर एक डिज़ाइन ट्रेडऑफ़ बनाता है कि वोल्टेज नियामक पर प्रतिरोधी स्थानों को अतिरिक्त भार की मात्रा के लिए अनुमति देने के लिए कितनी सिंक क्षमता है।

जटिल अर्धचालक उपकरणों की अनुक्रमण और पावर ऑफ सीक्वेंसिंग के दौरान रिसाव की स्थिति मौजूद हो सकती है और चीजों को रखने के लिए सिंक क्षमता महत्वपूर्ण हो सकती है।

कुछ मामलों में वोल्टेज नियामक में एक विशेषता हो सकती है जिसे वोल्टेज लॉक आउट कहा जाता है जो आउटपुट को बहुत अधिक ऊपर उठाने पर नियामक को बंद कर देता है। यह सिस्टम ऑपरेशन के लिए हानिकारक हो सकता है, खासकर अगर पावर कॉम्प्लेक्स (पीजी) इंडिकेटर पिन को एक जटिल बोर्ड पर वोल्टेज नियामक श्रृंखला को नियंत्रित करने के लिए मॉनिटर किया जाता है। वर्तमान सिंक रोकनेवाला एक विशेष रेल में थोड़ी मात्रा में रिसाव के कारण अप्रत्याशित शटडाउन को रोकने में एक भूमिका निभा सकता है।

Answer 3

मुझे विश्वास नहीं हो रहा है कि रोकनेवाला ग्राउंडेड है। मैंने भागों को लेबल किया है और तांबा आपके "उलट इंजीनियर" सर्किट के अनुसार डालता है।

अगर R14 को जमींदोज कर दिया गया था, तो GND के अगले दरवाजे के ठीक सामने डालने से क्यों बर्बाद होगा। आपने यह कैसे परीक्षण किया कि यह जमीन थी? क्या आप बस लाइनों के बीच गुलजार थे? वहाँ एक बहुत ही उच्च मौका है कि एक एलईडी से जमीन पर लटका हुआ है। यह एक दृश्य संकेत प्रदान करेगा 2.5 वी संचालित है और 316R के आसपास एक अवरोधक RED / YELLOW / GREEN LED (4mA) के लिए ठीक होगा। यदि आप किसी DMM को गलत तरीके से पढ़ते हैं या DMM की बारीकियों पर निर्भर करते हैं, तो यह संक्षेप में "संकेत" देगा।

https://reference.digilentinc.com/_media/s3e:spartan-3e_sch.pdf यह एक स्पार्टन 3 ई के लिए एक संदर्भ डिज़ाइन है। 2.5V रेगुलेटर पर 2k2 की लोडिंग है, लेकिन 3v3 की भी एलईडी है। यह सर्किट डाउनस्ट्रीम को कुछ भिगोना प्रदान करने के लिए हो सकता है

Comments

If R14 was grounded, why would a via be wasted when there is GND pour right next door to it.मैंने अपनी मूल पोस्ट में भी इसका उल्लेख किया है। इससे मुझे कोई मतलब नहीं था। How did you test it was ground? did you just buzz between lines?मैंने कई ज्ञात जमीनी बिंदुओं के बीच, प्रतिरोध मोड, निरंतरता मोड और डायोड मोड में मापा। निरंतरता और प्रतिरोध मोड में 0.2 ओम और डायोड मोड में 0 वोल्ट दिखाया गया है, जो एक स्पष्ट छोटा संकेत देता है। There is a very high chance there is an LED to ground hanging off that via.इस बोर्ड पर एलईडी नहीं हैं। 2.5V केवल FPGA VCCAUX

— DerStrom8

के माध्यम से एक अलग जमीन से कनेक्ट हो सकता है? शायद यह AGND के लिए जा रहा है जब इसके बगल में डालना DGND है, या ऐसा कुछ है?

— चूल्हा

@ पता है कि एक अविश्वसनीय रूप से बुरा निर्णय होगा (लेकिन संभव है ...)। स्प्लिट ग्राउंड पिछले BUT से अधिक महत्वपूर्ण बात है, वर्तमान अपने स्रोत पर लौटना चाहता है, जो U4 के पिन 2 के पास है। हमेशा वापसी पथ के बारे में

— सोचें

@JonRB मुझे हाई-स्पीड डिजिटल डिज़ाइन के बारे में ज्यादा जानकारी नहीं है, इसलिए मैं सिर्फ एक अनुमान लगा रहा हूं। यह मेरे लिए एक समझदार पसंद नहीं था, लेकिन फिर भी न तो इसे जोड़ता है।

— चूल्हा

क्या वह मल्टी लेयर पीसीबी है या उस के पीछे क्या है?

— Eckes