Сёркиты
826 subscribers
204 photos
22 videos
22 files
227 links
Канал о Hardware разработке: схемы, платы, истории дебага, мемы и репосты.
Download Telegram
Channel created
В этом видео рассказывается как влияют GND VIA (или via stiching) на возвратный ток высокочастотного сигнала, если он меняет свой опорный слой.
Спойлер на картинке.
Вывод: даже одно виа уменьшает распространение возвратного тока, а если со всех сторон земля с переходками, то будет вообще зе бест.


https://youtu.be/nPx2iqmVAHY
В этом видосе рассматривается интересная ситуация: на каком-то контроллере человек клокает пином и смотрит как это влияет на напряжение питания.
При малой частоте (123 Гц) на питании возникают небольшие пульсации с такой же частной, амплитуда 34 мВ. Проседает вместе с переключениями пина, вроде ничего критичного.

На 1.2кГц возникают не только пульсации, но и звон.

На 16кГц пульсации достигают уже 100мВ, да ещё и форму меняют на какую-то стремную.

По мере увеличения частоты, увеличиваются пульсации и достигают своего пика в 200мВ на 66кГц.

Причина в том, что любая частота содержит в себе ещё набор всяких других частот (гармоник) (наглядно это может показать преобразование Фурье). Чем выше частота, тем более высокие частоты в себе содержит основная частота (несущая). И они начинают вступать в резонанс и генерируют такие колебания. Частота резонанса зависит от трассировки платы, схемоты, подключения и пр.

Что именно и как там резонировать в видосе не объясняется, но возможно это есть в полной версии, на которую ссылаются в конце.

https://youtu.be/U5_61EJlytc
В этом видео исследуется линия с сигналом 10МГц, которая разветвляется, а рядом с ней идёт обычная дорожка.

На первом фото - плата с дорожками, на втором - какой там сигнал (по симуляции). Чтоб получить сигнал как на третьем фото, сделано три вещи:
1) длин ветвей после разделения сделаны одинаковыми (по 40мм)
2) добавлен последовательный резистор 33 Ома (до разделения)
3) уменьшена толщина диэлектрика между сигнальным слоем и опорным слоем (0.18мм)

Каждое из этих изменений по разному влияет, а такой хороший результат получается в совокупности.

Что меняли эти пункты?
2) Резистор 33 Ом увеличивает импеданс источника сигнала до ~50 Ом
3) Изменение толщины диэлектрика сделал импеданс линии = 50 Ом
Казалось бы, что может быть проще тактовой кнопки? Но оказывается, всё не так однозначно.
Недавно столкнулся с тем, что нужна кнопка, где будет два независимых канала, но с одновременным срабатыванием.
По ходу поиска выяснил, что таких кнопок на DigiKey почти что и нет, но есть всякие разные другие.
На картинке - их виды и обозначения. По ссылке - описания этих обозначений.
https://kip-e.ru/index/tipy_perekljuchatelej_spdt_dpdt_spst_i_dpst/0-2095
Часто бывало, что во время подбора разъема, где-то в конце стоит вопрос: контакты покрытые оловом или золотом?
Никогда особо этому не придавал значения, потому что в голове куча других более важных вопросов. Вид покрытия на их фоне кажется чем-то несущественным и определялся по принципу "эники бэники ели вареники будет с оловом".
Но вот на Хабре увидел статью о том, зачем контакты серебрят или золотят.
https://habr.com/ru/post/597469/
Если коротко: для того, чтоб внешняя среда не воздействовала на медь.
Возникновение всяких окислов на меди приводит к увеличению сопротивления, а большое сопротивление - это явно не то, чего мы ждем от контакта.

Ну если с голой медью и покрытием понятно, то как на счет олова? В чем разница?
Об этом рассказывает эта статья: https://ptelectronics.ru/stati/razem-s-pozolochennyimi-kontaktami-ili-kontaktyi-pokryityie-olovom-pravilnyiy-vyibor-i-vozmozhnyie-oshibki/?ysclid=l91jowh87i880427326
Если коротко: золото лучше (по сопротивлению и надежности), олово дешевле, имеет большее сопротивление, но в некоторых применениях можно и его. Что это за применения?
"Если нет желания заниматься сложными расчетами экономической целесообразности применения того или иного разъема, то в выборе можно опереться на эмпирическое правило «трех полусотен»: если в разъеме меньше 50 контактов, если за время жизни прибора предполагается размыкать разъем не более 50 раз и если допустимо электрическое сопротивление контактов, превышающее 50 мОм, то выбор разъема, покрытого оловом, оправдан. По сравнению с позолоченными контактами контакты, покрытые оловом, требуют для достижения приемлемых электрических характеристик большего механического усилия (порядок величины 2 Н). Из-за этого в эмпирическом правиле и появилось ограничение на максимальное количество контактов в разъеме."

Так же упоминается еще несколько недостатков олова:
"Разъемы с контактами, покрытыми оловом, имеют ряд ограничений по применению:
- в аналоговых цепях покрытые оловом контакты создают помехи;
- покрытые оловом контакты приходят в негодность при работе во влажной или загрязненной атмосфере;
- в разъемах с шагом контактов меньше 1 мм деформация слоя олова или появление продуктов химических реакций может привести к короткому замыканию.
"

Ну окей, между золотом и оловом разобрались. Но в статье на Хабре не делали различий между покрытием золотом или серебром. В чем же тогда между ними разница?
Нашел такую статью: https://tech-e.ru/2007_7_54.php
Там много про химию осаждения, но для своего вопроса я выделил следующее:
"Наряду с электрической проводимостью металлов при работе контактов большое значение имеет переходное сопротивление, которое складывается из двух величин: сопротивления, обусловленного наличием на контактных поверхностях пленок (оксидных, сульфидных и др.), и сопротивления между контактами, обусловленного микрошероховатостями. Величины этих сопротивлений зависят от контактного давления и токовой нагрузки, то есть уменьшаются с ростом этих параметров. Серебряные покрытия обладают самым низким переходным сопротивлением, но не обеспечивают его стабильности при малых токах и малых контактных давлениях вследствие склонности серебра к потускнению.

В связи с этим не рекомендуется применять серебряные покрытия при малых токовых нагрузках (от 5 мкА до 100 мА) и малых контактных давлениях (10–100 кПа)."

"Кроме того, золотые покрытия наряду с высокой химической стойкостью обладают высокой электро- и теплопроводностью, низким и стабильным во времени переходным сопротивлением и поэтому широко применяются в электронной промышленности для покрытия электрических контактов, работающих при малых токах (от 5 мкА до 100 мА) и малых контактных давлениях ?10–100 кПа.

К недостаткам золотых покрытий относятся их низкая твердость и малая износоустойчивость."
Ну вот вроде и разобрался:
голая медь - не бро (быстро окисляется, повышается сопротивление, ненадежно)
олово - полубро (защищает от окисления, но есть ряд ограничений, лучше всего использовать для макетов или опытов)
золото - бро (защищает, но использовать лучше в слаботочке)
серебро - бро (защищает, но использовать лучше с токами больше 100мА)
👍1
slyp762.pdf
1.9 MB
PCB layout guidelines to optimize power supply performance (Texas Instruments)