Desacoplamiento del convertidor A/D

Estoy trabajando en un proyecto que requiere el uso de un convertidor de alta velocidad AD7656 de 16 bits. Este chip viene en un paquete 64-LQFP, lo que significa que el paquete es bastante pequeño. Debido a que las placas prototipo se soldarán a mano, estoy usando capacitores de desacoplamiento 100nF 0603 X7R en combinación con cerámica 10uF 1210, como cantidad mínima recomendada en la hoja de datos. No puedo usar condensadores más pequeños, además, las huellas están configuradas en densidad media para que sea posible soldarlos a mano.

Desafortunadamente, no hay disponible una especificación de diseño recomendada para este IC. Tengo problemas para enrutar las tapas de desacoplamiento. Es imposible colocar tanto el 100nF como el 10uF juntos cerca del IC, manteniendo espacio para que las señales (bus paralelo, etc.) también salgan.

Ahora tengo 2 opciones:

  • Coloco las tapas de desacoplamiento en la parte posterior de la PCB, que no uso alrededor del A/D y la MCU para propósitos de ruido.

  • Coloco las tapas más lejos, pero eso puede llegar a una distancia de 5 cm.

Colocar las tapas en la parte posterior de la placa de circuito impreso parece ser la solución más fácil, tal vez con 2 vías paralelas en la parte superior para reducir la pérdida de la placa de circuito impreso. Mi pregunta es, ¿funcionará esto, es decir, cómo afectará esto al rendimiento y al ruido? ¿O sería mejor mantener todos los condensadores en la parte superior de la PCB?

¿El análogo viene en diferencial, o es de un solo extremo? Cuando llega a una precisión más alta como 16 bits, es casi imposible lograrlo sin que entre una señal diferencial.
La señal es de un solo extremo. La fuente es una señal diferencial con un voltaje de modo común relativamente alto (alrededor de 12 V) y muy débil (ganancia de hasta 5000x con preamplificadores de muy bajo ruido). Sí, sé que el convertidor A/D tiene una SNR de 'solo' 84dB, que es más como 14 bits.

Respuestas (1)

Casi siempre coloco las tapas de desacoplamiento inmediatamente debajo del dispositivo para el que se están desacoplando (aunque si puede colocar el 100 nf en la parte superior, está bien).

En general, desea 1 vía por pin de alimentación, y desea colocar la vía lo más cerca posible del pin, y el límite de 100 nF lo más cerca posible de las vías. Además, haga las vías tan grandes como quepan. Este dispositivo no tiene una almohadilla expuesta en la parte inferior, lo que facilita las cosas.

La capa inferior se usa para el enrutamiento de energía y la superior para las señales.

Colocar los componentes de desacoplamiento directamente debajo de la pieza generalmente solo es un problema cuando se está fabricando, porque los tableros con todos los componentes en la parte superior son más baratos que los tableros con componentes en ambos lados.

Por ahora es solo un prototipo y no se fabricará en grandes cantidades (menos de 5). Sin embargo, el dispositivo tiene muchas líneas de personas, al menos 10 analógicas que necesitan una conexión a tierra adecuada.
Estoy de acuerdo. Desea mantener un buen plano de tierra sólido en la parte inferior, pero coloque el desacoplamiento directamente debajo del chip, si puede obtener los 100 nF en la parte superior, sería mejor, ya que es para desacoplar el ruido de RF y los VIA agregarán un poco de inductancia. y hacer ese trabajo difícil.
para agregar a lo que dijo kortuk, en un diseño de producción probablemente también desee tapas de 10nF, cualquier cosa por debajo de 100nF realmente necesita estar en la superficie, la inductancia de la vía anularía por completo su capacitancia en las frecuencias allí para desacoplarse.
@Mark, Spot on, me detuve porque mi comentario ya parecía lo suficientemente largo. Como nota al margen para los demás, se han realizado investigaciones para demostrar que la mayoría de las veces (más del 90%) que las personas piensan que tienen problemas de integridad de la señal, en realidad tienen integridad de energía. Este estudio se realizó con aquellos que ya siguen prácticas profesionales, estoy seguro de que los legos como nosotros también tendrán problemas de integridad de la señal, pero solo una nota al margen interesante.
@kortuk Lo creo, no se enseña mucho. La primera vez que hice un análisis completo de la ondulación/acoplamiento de la fuente de alimentación fue justo después de la primera vez que un producto falló en la FCC.
@Mark, esa es una forma dolorosa de aprender, por eso duermo por la noche con un diseño digital de alta velocidad a mi lado. Es mi pequeño manual de magia negra.
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