Привет, Хабр! Давно не было повода написать, но вот информационная пружина сжалась. Сейчас в Яндексе занимаюсь разработкой печатных плат, входящих в состав робота. Возникает много нюансов, выходящих за пределы печатной платы: кабельные соединения и разъёмы, экранирование, помехи на уровне системы. По мере накопления и структурирования опыта добавлю новый раздел в руководство, а в этой статье делюсь координатами золотых приисков — информация для тех, кто любит копать и разбираться (моё почтением вам).
Думаю, многие разработчики печатных плат знают о YT-канале Роберта Феранека. Мне часто попадались его видео, и в ленте, и при запросах, но я с трудом перевариваю его голос и его английский (как окажется позже, ради знаний можно терпеть и большую боль), да и большим экспертом он никогда не казался. Но после ряда запросов на тему EMC и AD алгоритмы YT открыли ящик Пандоры и подкинули мне видео, где Феранек общается с экспертами отрасли.
Для тех, кто любит копать
Я крайне рекомендую посмотреть все видео, на которые будут ссылки в статье. Тут два варианта: либо вы абсолютно точно понимаете, о чём говорит эксперт (это прекрасно, откалибровали свои знания), либо не понимаете - и тогда, копать, копать, копать. Можно прочитать мою книгу, там очень многое есть, можно задать вопросы в комментариях или в личных сообщениях.
Первое, на которое я не мог не обратить внимание с уважаемым Эриком Богатиным, на тему необходимости полигонов питания. Я однажды писал Богатину и он мне ответил, но я даже не мог себе представить, что вот так можно с ним (и не только( пообщаться на интересные темы. Феранеку тут низкий поклон, конечно.
Но это тот случай, когда, похоже, Акелла промахнулся. На мой взгляд, в эксперименте, на основании которого Богатин всё видео топит за использование дорожек вместо сплошных слоёв питания, есть ошибка. Логика в том, что для возвратных токов земля лучше питания, конечно, есть, но вот что слой питания создаёт больше проблем, это я не готов был принять. Интересно будет почитать в комментариях мнения на счёт того, где там ошибка в его выкладках.
Вопросы Феранека
Забавно, кстати (не только в этом видео), видеть, что Феранек не всегда вывозит то, что ему рассказывают. Он молодец, старается разобраться всегда и вопросы задаёт, но эти вопросы его выдают. Хотя, может быть, просто со стороны проще, но иногда, реально, вопросы очень странные, поэтому его видео я бы не рекомендовал.
На тот момент у меня было два мнения: моё и великого Богатина. И несмотря на то, что мне казалось, что я понимаю, что Богатин намудрил в том видео, я решил применить мажоритарную логику, и посмотрел ещё одное видео на близкую тему.
Экспертом оказался очень бодрый мужик, Рик Хартли. Я свечку не держал, но у меня создалось впечатление, что он очень опытный разработчик печатных плат, в отличие от Богатина. Богатин же больше теоретик-экспериментатор, который хорошо разбирается в измерительном оборудовании и сотрудничает с LeCroy. Хартли вещал на тему логики выбора структуры печатной платы (писал здесь об этом, но в видео гораздо больше примеров), и там были полигоны питания, и всё было логично, и у меня картина мира вернулась на прежнее место.
Картина мира
Снижай зазор между прилегающими слоями земли и питания, чтобы увеличить ёмкость, добавляй конденсаторы с низкоиндуктивным подключением к этим слоям, чтобы минимизировать импеданс подсистемы питания в широком диапазоне частот, добавляй конденсаторы в точках, где критические сигналы прошивают эти слои (а лучше для таких не менять опорный слой).
Хартли мне понравился, и я посмотрел ещё одно видео с ним на тему разделения и вырезов в слое земли. Там был смешной момент, где он делился шуткой знакомого инженера лаборатории ЭМС, называющего клиентами разработчиков, которые разделяют земляной слой. Ещё было забавно от него услышать, что USB разрабатывал какой-то идиот (я сразу вспомнил это видео от Intel). Ирония в том, что и у нас USB-девайсы из-за соединения земли с корпусом приколы выдавали, поэтому шутка была на злобу дня, что называется.
Тем, кто дочитал до этого момента — бонус в виде ЭМС-гуру. Конечно, не сотвори себе кумира, но этим дедом я просто восхищён. Он, похоже, съел всех ЭМС-собак. И всё опять благодаря Феранеку, но сразу скажу, что смотреть это видео — боль. Сочетание голоса Феранека и произношения Кейта Армстронга — убийственное комбо. Я бы сразу порекомендовал Грааль в виде сайта с бесплатными материалами от Армстронга. Я сейчас читаю вот эту серию из 6 статей, и это просто пушка-ракета! Такая концентрация, такого опыта! Я когда читаю, делаю себе выдержки с ключевыми моментами и новыми знаниями, так вот тут не успеваю делать выдержки. В общем, крайне рекомендую, и сам очень бы хотел его книги достать почитать. Впоследствии сделаю на основании его материалов добавлю новое приложение к руководству, как сформируется практический опыт.
Надеюсь, материалы будут полезным всем интересующимся. В заключение хочу выделать вот такую мысль:
В неформальных вебинарах, вроде тех, что делает Феранек, возникает личность автора. Написать книгу или статью любой может (я, например, сейчас пишу), но кто он, чем он занимается, пропустил ли он этот опыт через себя, и под каким углом зрения — это очень важно при выборе учителя. А выбирая книгу, мы по факту выбираем учителя. И даже после этого нужно смотреть на разные мнения, на разные углы зрения, чтобы докопаться до истины и откалибровать своё понимание.
От Хартли было интересно услышать критику рекомендаций в аппноутах и даташитах от производителей микросхем. Сам тоже обращал внимание. А если подумать, то кто их пишет, практикующие разработчики печатных плат или просто технические писатели? Или Армстронг пишет, что в некоторых классических книгах (а я сам как раз недавно прочитал книгу Отта по помехам) устаревшие рекомендации по экранированию кабелей и заземлению. Много интересного, хотя пока и не всё осознал, но я к чему. Тут вопрос — а какова применимость рекомендация из книги 1979 года (книга Отта)? В общем, всегда держать руку на пульсе, задавать вопросы, докапываться до первопричины и проверять на практике.
Желаю всем успешных проектов, надёжных, технологичных и красивых печатных плат! И не переставайте учиться и калибровать свою картинку мира.
P.S. Ещё один ящик Пандоры, который сам пока не открывал, пока Армстронг. Если найду там что-то интересное, то в напишу в новой статье.
