Zaloguj się
Wszystkie
29 listopada 2021
745
Obwód masy jest jednym z kluczowych potencjałów na płytce drukowanej, chociaż niewiele może na to wskazywać. Napięcie definiowane jest jako różnica potencjałów elektrycznych pomiędzy dwoma punktami – w przypadku systemów elektronicznych domyślnie przyjmuje się masę za jeden z nich. Poziom ten oznaczamy GND i jest on odniesieniem dla wszystkich napięć w systemie. Dlatego istotne jest, aby masa była stabilna, pozbawiona zakłóceń i o możliwie niskiej impedancji (tzw. powrocie), dla prawidłowego dostarczania zasilania.
Spełnienie wszystkich założeń nie jest łatwe, a komplikuje się jeszcze bardziej, gdy mamy do czynienia z układami scalonymi, które mają dwa (lub więcej) osobne wyprowadzenia masy. Najczęściej są one określane jako masa cyfrowa DGND (Digital GND) oraz analogowa AGND (Analog GND), ale można spotkać inne określenia, jak i systemy, które mają jeszcze większą liczbę domen masy. W poniższym artykule spróbujemy odpowiedzieć na pytanie, jak radzić sobie z obwodem zasilania dla elementów, które mają więcej niż jedną domenę masy.
Dlaczego układy mają dwie domeny masy?
Układ scalony złożony jest, w dużym uproszczeniu, ze struktury półprzewodnikowej umieszczonej na specjalnej ramce i obudowy, w której zamknięta jest cała konstrukcja. Na fotografii 1 pokazano układ scalony (tutaj w metalowej obudowie TO) przed zamknięciem w obudowie. Widoczne są cienkie druciki łączące pola na strukturze krzemowej z nóżkami układu. Niemalże każdy element półprzewodnikowy wykonany jest w ten sposób. Cienkie połączenia, łączące piny zewnętrzne układu z polami na strukturze krzemowej, mają relatywnie wysoką rezystancję, więc przy przepływie dużych prądów może wytwarzać się na nich istotny spadek napięcia. W przypadku systemów cyfrowych, szczególnie logiki TTL czy CMOS, gdzie impulsowy pobór prądu może mieć znaczne wartości, powoduje to powstawanie zakłóceń, tzw. szumu, w systemie – ponieważ na potencjale masy występuje dodatkowe napięcie (wynikające ze spadku napięcia na doprowadzeniu do układu). Taki sam spadek dotyczy wszystkich napięć, które są mierzone względem tego potencjału masy. Dodatkowo sprawę pogarsza fakt, że druciki tworzące połączenia w układzie mają też swoją indukcyjność, co jeszcze bardziej zwiększa spadki napięcia dla prądów impulsowych.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
