Frage:
Warum gibt es so viele Gründe?
Nomkid
2020-01-25 06:01:04 UTC
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Ein bisschen Kontext: Ich arbeite an einer Smart Tracker-Uhr für einen 8-Jährigen.Ein Hobbyprojekt, und ich suche nach Teilen, die ich verwenden kann.

Das verwirrt mich sowieso nicht.Dies ist mein erstes Projekt. Bitte beurteilen Sie mich nicht, wenn ich etwas falsch gemacht habe.Aber ich kann für mein ganzes Leben nicht herausfinden, warum diese Teile mehr als eine GND haben.Einer von ihnen hat tatsächlich mehr als 30. Was zum Teufel ist hier los?

Das betreffende Teil stammt von einem WL1835MOD WiLink 8 von DigiKey.Ich habe das Datenblatt hier verlinkt: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/wl1835mod.pdf

n

Es handelt sich um eine Wifi / Bluetooth-Kombination, und der Teil wird im Upverter als zwei separate Teile angezeigt.Deshalb bezeichne ich es manchmal als 2 Teile und manchmal nur als 1.

meine erste Vermutung: Abschirmung.Es ist ein anderes Spiel, wenn Sie einen "Einstiegspunkt" haben und ihn dann aufteilen und überall weitergeben (stellen Sie sich einen Lolipop aus Metall vor, eine ziemlich gute Antenne, oder?), Im Vergleich dazu, wenn Sie von allen mit sehr geerdetem Boden umgeben sindSeiten.
Fünf antworten:
#1
+36
DKNguyen
2020-01-25 06:03:38 UTC
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Weil Drähte und Spuren nicht perfekt sind.Sie alle enthalten eine Induktivität, die Hochfrequenzströme behindert, die versuchen, durch sie zu fließen.

Unnötig zu sagen: Radiofrequenz = wirklich hohe Frequenz.

Die schlechten Auswirkungen sind erhöhtes Rauschen, Spannungsspitzen, wenn der Strombedarf des Chips abnimmt, und Spannungsabfälle, wenn der Strombedarf des Chips steigt.

Was machen Sie also, wenn Sie versuchen, viel Wasser zu bewegen und nur winzige Rohre haben?Sie verwenden parallel ein paar winzige Rohre.Parallele Induktivitäten führen zu einer insgesamt niedrigeren Induktivität

Da die IC-Verpackung standardisiert ist und Sie nicht alle diese Pins benötigen, können Sie sie auch mit Masse verbinden, da dies das Rauschen aufgrund der oben genannten Hochfrequenzströme reduziert, die versuchen, durch die Spurinduktivität zu fließen.

Okay, das macht irgendwie Sinn.Verbinde ich sie dann einfach alle mit derselben Masse?Oder brauche ich ein zusätzliches Teil, um es zu verwalten?
@Nomkid Sie verbinden sie einfach alle mit einer Erdungsebene (keine Spuren), da eine Erdungsebene die niedrigste Induktivität hat, die Sie erhalten können.Wenn Sie nicht wissen, was "Entkopplungskondensatoren" sind, schlagen Sie nach, einschließlich "Resonanzspitzen".Sie werden sie speziell für einen solchen HF-Chip benötigen.Sie benötigen im Allgemeinen ein gutes Board-Layout für die Antenne und alle Funkgeräte.
Danke für die Antwort, leider muss ich jetzt gehen, damit ich den Beitrag nicht als Antwort markieren kann.Ich werde aber so schnell wie möglich zurückkommen, es sei denn, es gibt einen Mod, der das für mich tun kann oder so.
Ich denke auch, dass es für einen RF-Chip viel besser ist, alle nicht verwendeten Pins tatsächlich zu erden (auch wenn sie für das, was DKNguyen gesagt hat, nicht unbedingt benötigt werden), als sie intern mit nichts verbunden zu lassen.Alle nicht angeschlossenen Pins könnten tatsächlich als schwache Kondensatoren wirken, die herumliegen. Wahrscheinlich auf die gleiche Weise, wie Sie keine frei schwebenden Kupferinseln hinterlassen und sie, wenn möglich, mit Masse / Strom verbinden. Nur eine VermutungAllerdings bin ich hier kein Experte :)
@quetzalcoatl schwimmendes Kupfer kann HF reflektieren, denke ich, weshalb Sie Kupferfüllungen erden sollten
@DKNguyen gut, geerdetes Kupfer kann immer noch ausreichend hochfrequente HF reflektieren (mit einer Wellenlänge, die kleiner als die Größe des Kupferteils ist).Was die Erdung verhindert, ist die Streuung längerwelliger Komponenten.
@quetzalcoatl - Überprüfen Sie, was das Datenblatt über jeden nicht verwendeten Pin sagt, bevor Sie dies tun ...!
#2
+16
SteveSh
2020-01-25 06:21:07 UTC
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Gründe, wie Sie sie auf diesem Paket sehen, können mehrere Funktionen erfüllen.

1) Mehrere Erdungsstifte / -pads verringern die Induktivität der Erdungspfade, was wichtig ist, um den Erdungssprung zu verringern. Ground Bounce ist eine Verschiebung der Massespannung innerhalb des Pakets (auf dem Chip), die dadurch verursacht wird, dass mehrere Ausgänge gleichzeitig geschaltet werden (von dV = L (di / dt)). Dies wird manchmal als SSO für simultane Schaltausgänge bezeichnet.

2) Mehrere Erdungsstifte / -pads helfen auch dabei, einen Teil eines Stromkreises von einem anderen zu isolieren. Dies ist besonders wichtig bei Geräten mit gemischtem Signal (analog oder RF + digital), bei denen Sie nicht möchten, dass digitales Rauschen die HF verfälscht, oder dass kein HF-Pfad in einen anderen übergeht.

EDIT1: Beispiel für die Bodennutzung auf einem neuen Chip

Wir entwickeln derzeit einen 400-Bump-Pads (IO) -Mischsignal-Chip (RF + Digital + Power). Von diesen 400 Pads sind 325 eine Art Boden (Rücklauf). Obwohl die Hauptfunktion des Geräts RF ist, sind nur 10 der E / A tatsächlich RF.

Vielen Dank, dass Sie sich auf den Begriff "Ground Bounce" beziehen.Es fehlt tatsächlich in der akzeptierten Antwort und ist eine schöne kurze Mnemonik für dieses Phänomen."Ground Bounce" kann tatsächlich überall in einem physischen Layout auftreten, wenn die Schaltung nicht nur im Paket enthalten ist. Ich meine, ich nehme an, dieser Begriff ist nicht nur für Effekte im Paket reserviert, und wir können ihn für andere Fälle verwenden, z. B. wennIch vermassle ein RF-Board-Layout?
Der Begriff Ground Bounce bezieht sich nach meiner Erfahrung normalerweise auf ein Paket- oder sogar ein On-Die-Phänomen.Während sich diese Art von Effekten auf die Platine selbst ausbreiten kann, können sie auch durch die richtige Platzierung von Entkopplungskondensatoren (in der Nähe von Gehäusestiften) und die Beachtung des Stromverteilungsnetzwerks (PDN) gemindert werden.
Die Verwendung mehrerer Erdungen zum Trennen verschiedener Schaltkreise auf einem IC ist weit verbreitet, scheint hier jedoch nicht der Fall zu sein.Wenn dies der Fall ist, haben die Pins im Allgemeinen unterschiedliche Namen (AGND, DGND, PGND usw.), während diese alle GND sind.Upvote dafür, dass es allgemein als wichtiger Punkt angesprochen wird.
Cristobol - Punkt genommen.Aber ich habe bemerkt, dass viele der informativeren Diskussionen ein wenig (oder in einigen Fällen viel) von der spezifischen Frage des OP abzuweichen scheinen, die in einigen Fällen mit einem einfachen Ja "oder" hätte beantwortet werden können.Nein".
#3
+14
user287001
2020-01-25 06:33:16 UTC
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Die elektrischen Gründe für die zahlreichen GND-Verbindungen sind bereits von anderen gut beschrieben.Sie werden aber auch verwendet, um Wärme aus dem Modul abzuleiten.Finden Sie es aus den Anwendungshinweisen im Datenblatt.

Ich war überrascht, dass ich so weit unten auf der Seite war, bevor ich die Erwähnung des Wortes "d" (Datenblatt) sah.Ich stimme für Ihren praktischen Vorschlag, Anwendungshinweise zu lesen, die helfen, die Dinge zu klären, die die Leute auch in anderen Antworten erklären.
#4
+2
analogsystemsrf
2020-01-25 10:39:29 UTC
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Ich habe einmal eine linear vorgespannte 74HC00-Logik als 200-MHz-Fet-Sonde verwendet, um genug Signal von der Tankschaltung eines NE602-Oszillators / Mischers zu erfassen, das die Produktionslinie könnte Überwachen Sie einen Spektrumanalysator und stellen Sie die 3 LOs auf 101/107 / 113MHz ein.

Beim ersten Bau (mein Design) habe ich 2 Wechselrichter im DIP-Gehäuse verwendet ... die Fet-Sonde oszillierte.

Ursache --- Die beiden Wechselrichter * teilten sich "gnd-Pins (und vdd-Pins). Und der 2. Wechselrichter musste einen AC_-gekoppelten 50-Ohm-Eingang am Spektrumanalysator ansteuern (war 50 Ohm in der Gain_chain plus 50 Ohm in SA). also 100 Ohm, also 10 Milliampere pro Volt Laststrom)

Problem --- Unter Verwendung von Vgnd = Lgnd * dI / dT bei einer Foscillation von ungefähr 50 MHz unter der Annahme eines Ausgangs von 2 Volt und einer Spitze von 1 Volt betrug der dI / dT 50 MHz * 6,28 / 100 Ohm oder 300.000.000 / 100 = 3.000.000 Ampere pro zweite. Der Lgnd war 10nanoHenries. Das Der Vgnd betrug 10 nH · 3 Millionen = 30 Millivolt. Unter der Annahme einer Verstärkung von nur 10X in jeder der 2 NAND_biased_linearly-Verstärkungsstufen, also 10 * 10 = 100X, wird unser Vground zu 0..03 * 100 = 3 Volt. Und wir hatten 2 Volt angenommen (Peak-Peak). Daher die Schwingung.

Heilung ---- Verwenden Sie zwei 74hc00, verwenden Sie nur einen Wechselrichter in jeder Packung. Eine alternative Aushärtung wäre die Verwendung eines Ausgangswiderstands von 150 oder 240 Ohm für eine Reduzierung des V-Werts um 14 dB.

Was war das Problem? nicht genug gnd pins. (und vdd-Pins)

[so dass der Abwärtswähler kein tatsächliches BEISPIEL liefern und Aspersionen abgeben konnte stattdessen?]

Keine Auf- oder Ab-Abstimmung von mir, aber ich würde sagen, die Abstimmungen sind, weil Sie eine persönliche Geschichte geliefert haben, aber keine Erklärung, warum.Für jemanden, der neu ist, ist dies nicht sehr hilfreich - zum Beispiel, wann das Teilen von Pins tatsächlich in Ordnung wäre.
Die Antwort, die Sie gegeben haben, endet mit der Frage selbst.Sie haben Ihr Problem also behoben, indem Sie weitere Erdungsstifte hinzugefügt haben. "Warum gibt es in Ihrer Lösung so viele Erdungsstifte?"Diese Antwort könnte verbessert werden, indem erklärt wird, warum ein gemeinsamer Erdungsstift ein Problem darstellt und warum das Hinzufügen weiterer Erdungsstifte eine Lösung darstellt.
#5
  0
比尔盖子
2020-01-28 04:12:22 UTC
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In HF-Anwendungen, die von anderen erklärt werden, sind mehrere Gründe üblich. Es ist erwähnenswert, dass die Verwendung mehrerer Erdungen auch bei Stromrichtern und Leistungstransistoren äußerst verbreitet ist. Denken Sie daran, dass diese fast chipgroßen Gehäuse wie QFN in einem 3 mm x 3 mm großen Gehäuse winzig sind. Eine einzige Verbindung reicht bei weitem nicht aus, um die große Stromabgabe zu bewältigen, und reicht nicht aus, um die Wärme abzuleiten intern in Konvertern generiert.

Bei SOIC- und QFN-Chips werden häufig viele Stifte parallel verwendet und ein Wärmeleitpad in der Mitte eines Chips verwendet, das normalerweise elektrisch mit Masse verbunden ist, um sowohl eine hohe elektrische Leitfähigkeit als auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit gegen Erde zu erreichen. Wenn Sie das Pad nicht angeschlossen lassen, kann es zu Fehlfunktionen des Chips kommen. Wenn Sie das Wärmeleitpad an einem Stromrichter nicht angeschlossen lassen, scheint der Chip unter niedrigem Strom zu arbeiten. Wenn Sie jedoch eine Last anschließen, wird er aufgrund des Wärmeschutzes sofort ausgeschaltet.

A QFN switched-mode power converter chip

Und in BGA-Chips gibt es kein Wärmeleitpad. Der einzige Weg zur Wärmeableitung sind die Lötkugeln. Die Anzahl der Erdungen in solchen Chips ist sogar noch größer, 20 bis 30 Erdungsverbindungen sind typisch.

A BGA package

Alle grauen Pads sind Verbindungen zur Erde. Die Leistungs-, Erdungs- und Ausgangspins werden zum thermischen Ausgleich alternativ verteilt.

Pin-out for the BGA chip



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