Спасибо. В статье я попытался изложить самые важные моменты, чтобы чересчур не раздувать итак приличный объем.
Дребезг контактов имеет место, согласен. Однако все hotswap контролеры спроектированы как раз с расчетом на этот эффект.
STM32 семейства F1, который не допускает ни малейшей просадки по линиям данных, тактирования и питания.
У всех микросхем есть нижняя граница, когда они «увидят» эту просадку. Это определяется документацией на микросхему. Обычно это 0.7 от питания (3.3В * 0,7 = 2.31В). Если бы все было, как вы описываете, микросхемы впадали в стазис и без горячей замены. На плате ведь присутствуют шумы, наводки.
В мире аналоговой схемотехники сейчас дефицит и как никогда хотелось бы услышать, что там происходит
Упор сделан на цифровые цепи, поскольку общих аналоговых шин (больше 2х устройств) практически не существует. Те, что существуют, обычно интегрированы глубоко в устройство и не требует дополнительных манипуляций.
Долго искал в чем различие двух первых картинок и нашел - 48В пунктиром нарисовано)
Если внимательно прочитать описание до картинки, там все написано. В первой случае плата питания съемная, во втором - нет. Это сильно влияет на систему питания
И второе, сначала не написана главная проблема - провал(возможно и до нуля в зависимости от индуктивности) напряжения питания системы при подключении платы.
Основной провал происходит не из за индуктивности, а из за емкости. Наличие индуктивности никак не влияет на систему без емкости. Но наличие емкости будет влиять на систему без индуктивности. Так что очевидно, что емкость - основная проблема, что и написано в статье.
Это связано с тем, что в самом начале я привожу простейшую модель. Ток постоянен из за линейного нарастания напряжения (dU/dt постоянно и составляет 1мс). В реальной форма будет немного отличаться, далее модель усложняется и приближается к реальности.
По тексту расшифрованы практически все определения. Чтобы посмотреть определения, необходимо нажать на голубое выделение вокруг аббревиатуры. Про BBU и СХД добавил отдельно, спасибо. Бэкплейн - это обычно объединительная плата. В кругах разработчиков слышу слово бэкплейн гораздо чаще. Опять же привел расшифровку этого слова в самом начале статьи.
Я уже понял с первой части, что вы настроены исключительно негативно.
Не очень понимаю, а почему вы считаете что микросхема защиты != secure element? Тем более это указано явным образом в названии листа. Как бы вы назвали это микросхему по русски?
Причем тут NFC если он не используется на плате? У компонента одно назначение - хранение ключей/довернная загрузка.
Можете привести пример даташита, который я указал, а он не соответствует функции чипа на схеме?
Я пишу возможно в некоторых местах, поскольку из схемы и документации нельзя сделать четкое утверждение. А похожие даташиты использую, потому что по партномеру на схеме ничего не нашел. А вы можете привести даташит на PN80VBU3-C004B011?
P.S. можете посмотреть на архитектурную блок диаграмму - там указано, что U5005 secure element
Благодарю за комментарии, разберу только те, с которыми я не согласен
Отдельные куски схем могли проектировать разные инженеры с разных континентов. То что уже спроектировано и отлажено лучше не умничать и не менять. В случае факапов тебе поставщик скажет "почему отошел от референсного дизайна? - сам виноват"
С одной стороны согласен, с другой - нет. Унификация номенклатуры = снижение стоимости. У apple довольно многое в схеме отходит от референса. Да и сомневаюсь что на все детали есть референс. С другой стороны, поскольку это начальная стадия проекта, такое действительно приемлемо.
Наступить на горло собственной песне. При современных частотах и дизайнах теория перестает работать. "Критерии усточивости Найквиста" можно отнести в помойку потому что коэффициенты обнуляются.
Абсолютно не согласен. Теория работает ровно также. Основное отличие - все компенсаторы, коэффициенты итд теперь в цифровой части PWM контролера. Эти контролеры через GUI можно настроить на определенное время отклика (увеличить запас по фазе). Помимо прочего подобные системы PWM + ключи абсолютно спокойно можно характеризовать с помощью осциллографа (построить АЧХ в разных режимах). Это делается предварительно на отладке либо на платах прошлых поколений.
Вы весьма оригинальны. Вряд ли вы найдете единомышленника.
В статье посыл в том, что в аудио это требуется. В других приложениях в 99% это только вредит. Глобальное разделение земли значительно затрудняет топологию, а выигрыш около 0. Иногда на силовой микросхеме просят соединить земли в одной точке. Это ничего не стоит с точки зрения топологии. А вот разделение на полноценные полигоны - реальная проблема, тем более в плотном устройстве.
Сложно сказать про обратный ток, вроде бы ОУ не должен подавать ток в питание. Но даже если и так, ток будет совсем копеечный, а питание довольно мощное
57_Thermal Sensors
Меньший разброс Бетта требует даже сам даташит датчика.
Tight control of VBE characteristics indicated by small variations in hFE (50 to 150).
81_LCD Backlight Driver
Вот тут не знаю, возможно вы правы. Разве у дисплеев не бывает резких скачков тока?
В выводе я как раз указал про EVT. Но с чего бы схема не валидная? Смысл тогда проектировать схему, если она пойдет в помойку? Некоторые решения будут пересмотрены и заменены, но условно 80-90% останется таким же. Файлов топологии у меня нет, но схему без топологии можно разбирать абсолютно спокойно. А EVT я разбираю, поскольку она есть в открытом доступе.
Итоговое устройство зависит не только от схемотехники. В ноутбуке самая большая сложность - механический конструктив. И глобально хорошие схемотехнические решения есть. Они в статье разобраны
Еще раз, в задаче указан один номинал напряжение - 3.3В, пульсации 205мВ пойдут именно от этого напряжения, про 1В на 7мА можете не рассказывать, максимум 800мВ, но и это в диапазоне. Также 3.3 В использованы для питания всех микросхем, от опорника для АЦП никто не запитывает схему.
По поводу преобразователя, просьба показать dc-dc, работающий в диапазоне десятков миллиампер в режиме CCM вместе с дросселем за 60 рублей. А если окажется что он работает в DCM вы этот спектр будете также фильтровать на низких частотах. Безусловно ICL будет создавать помехи с гармониками, которые также рассредоточены по спектру(хуже чем в dc-dc, но все же). Однако, основная идея в том, что dc-dc не применяют на миллиамперный ток, если у вас есть такие - покажите.
Задача ЭМС в этой статье не рассматривалась, если вам интересно могу подготовить статью и вы покритикуйте.
Опять же, указывал вначале что не буду строить схему на китайских компонентах, в даташитах которых регулярно некорректные данные и ошибки
Тоже самое
Очевидно, что на питании ОУ должны стоять фильтры, упоминал это ранее в комментариях, в статье я не сосредотачивался на проблеме шумов, хотя безусловно это важный пункт.
Почему вы решили что я подключаю к 3В АЦП? Я использую единственные 3.3В, блока с АЦП я в задаче не касаюсь.
Ответил ниже
Ток - 6-7 мА, падение на транзисторе не поменяемся значительно при этом токе. Подробнее про отрицательный стабилизатор написал ниже
Можно применить и LDO, не принципиально, также будет стоить около 200 рублей, в начале указывал что не буду использовать китайские микросхемы. С чего утверждение что «на 2.3 будет нестабильное напряжение»? 3.3В на входе, стабилитрон на 3В, падение 0,7, да даже 0,8, какая разница, итого - на выходе 2.2-2.3В. При полном размахе пульсациях 410мВ думаю довольно большой запас.
При использовании dc-dc вы попадаете на шумы в диапазоне более Мгц, можете взглянуть на PSRR усилителя, насколько хорошо он от них защищен. А еще, у усилителей есть режимы энергосбережения (pulse skipping, burst mode) при низкая нагрузках, в этом случае вы увидите около сотни милливольт пульсации на выходе. Катушка + готовый dc-dc со встроенными ключами и выходной фильтр не сильно выиграют по месту (если выиграют). Стоить это будет, конечно же, дороже, ICL7660CBAZ на чип и дипе - 210 рублей.
Про 0 уже много раз обсуждалось выше, таковы условия задачи, ориентировался на них, а не на что то еще.
Повторюсь, задача рассматривалась в академических целях, для демонстрации методик изменений с высокой точностью. Естественно, указанная вами схема первая пришла в голову, но высокую точность она не обеспечит.
Возможно мы говорим о разных датчиках, но вот пример, на который можно ориентироваться: https://www.chipdip.ru/product0/9001368506 Точность 0.1%, сечение провода на всякий случай брал равное ножкам датчика, в любом случае его можно подстроить, для этого предусмотрен резистор.
Предполагал да, кстати задал большую частоту, нежели описал, в реальности 1кгц.
Синус задал, чтобы не глубоко не уходить в теорию фильтрации. В любом случае емкости + линейный регулятор сгладят все ниже -2.3В. Также я не добавлял на схему конденсаторы по питанию к ОУ, которые в жизни будут присутствовать.
Спасибо. В статье я попытался изложить самые важные моменты, чтобы чересчур не раздувать итак приличный объем.
Дребезг контактов имеет место, согласен. Однако все hotswap контролеры спроектированы как раз с расчетом на этот эффект.
У всех микросхем есть нижняя граница, когда они «увидят» эту просадку. Это определяется документацией на микросхему. Обычно это 0.7 от питания (3.3В * 0,7 = 2.31В). Если бы все было, как вы описываете, микросхемы впадали в стазис и без горячей замены. На плате ведь присутствуют шумы, наводки.
Упор сделан на цифровые цепи, поскольку общих аналоговых шин (больше 2х устройств) практически не существует. Те, что существуют, обычно интегрированы глубоко в устройство и не требует дополнительных манипуляций.
Да, тут согласен. В реальности напряжение не будет линейным. Дальше уже используются ключи, которые соответствуют действительности.
Поправил в статье.
Если внимательно прочитать описание до картинки, там все написано. В первой случае плата питания съемная, во втором - нет. Это сильно влияет на систему питания
Основной провал происходит не из за индуктивности, а из за емкости. Наличие индуктивности никак не влияет на систему без емкости. Но наличие емкости будет влиять на систему без индуктивности. Так что очевидно, что емкость - основная проблема, что и написано в статье.
Это связано с тем, что в самом начале я привожу простейшую модель. Ток постоянен из за линейного нарастания напряжения (dU/dt постоянно и составляет 1мс). В реальной форма будет немного отличаться, далее модель усложняется и приближается к реальности.
По тексту расшифрованы практически все определения. Чтобы посмотреть определения, необходимо нажать на голубое выделение вокруг аббревиатуры. Про BBU и СХД добавил отдельно, спасибо.
Бэкплейн - это обычно объединительная плата. В кругах разработчиков слышу слово бэкплейн гораздо чаще. Опять же привел расшифровку этого слова в самом начале статьи.
Я уже понял с первой части, что вы настроены исключительно негативно.
Не очень понимаю, а почему вы считаете что микросхема защиты != secure element? Тем более это указано явным образом в названии листа. Как бы вы назвали это микросхему по русски?
Причем тут NFC если он не используется на плате? У компонента одно назначение - хранение ключей/довернная загрузка.
Можете привести пример даташита, который я указал, а он не соответствует функции чипа на схеме?
Я пишу возможно в некоторых местах, поскольку из схемы и документации нельзя сделать четкое утверждение. А похожие даташиты использую, потому что по партномеру на схеме ничего не нашел. А вы можете привести даташит на PN80VBU3-C004B011?
P.S. можете посмотреть на архитектурную блок диаграмму - там указано, что U5005 secure element
У бусины есть индуктивность (индуктивность||емкость||сопротивление). Отличие от LC фильтра в том, что бусина + конденсатор выделяет помехи в тепло
Благодарю за комментарии, разберу только те, с которыми я не согласен
С одной стороны согласен, с другой - нет. Унификация номенклатуры = снижение стоимости. У apple довольно многое в схеме отходит от референса. Да и сомневаюсь что на все детали есть референс. С другой стороны, поскольку это начальная стадия проекта, такое действительно приемлемо.
Абсолютно не согласен. Теория работает ровно также. Основное отличие - все компенсаторы, коэффициенты итд теперь в цифровой части PWM контролера. Эти контролеры через GUI можно настроить на определенное время отклика (увеличить запас по фазе). Помимо прочего подобные системы PWM + ключи абсолютно спокойно можно характеризовать с помощью осциллографа (построить АЧХ в разных режимах). Это делается предварительно на отладке либо на платах прошлых поколений.
В статье посыл в том, что в аудио это требуется. В других приложениях в 99% это только вредит. Глобальное разделение земли значительно затрудняет топологию, а выигрыш около 0. Иногда на силовой микросхеме просят соединить земли в одной точке. Это ничего не стоит с точки зрения топологии. А вот разделение на полноценные полигоны - реальная проблема, тем более в плотном устройстве.
54_Power Sensors Load Side
Сложно сказать про обратный ток, вроде бы ОУ не должен подавать ток в питание. Но даже если и так, ток будет совсем копеечный, а питание довольно мощное
57_Thermal Sensors
Меньший разброс Бетта требует даже сам даташит датчика.
81_LCD Backlight Driver
Вот тут не знаю, возможно вы правы. Разве у дисплеев не бывает резких скачков тока?
Для начала бы вторую часть дописать. А так, в будущем, когда появится документация в открытом доступе - с удовольствием.
В выводе я как раз указал про EVT. Но с чего бы схема не валидная? Смысл тогда проектировать схему, если она пойдет в помойку? Некоторые решения будут пересмотрены и заменены, но условно 80-90% останется таким же. Файлов топологии у меня нет, но схему без топологии можно разбирать абсолютно спокойно. А EVT я разбираю, поскольку она есть в открытом доступе.
Благодарю, приятно слышать
Итоговое устройство зависит не только от схемотехники. В ноутбуке самая большая сложность - механический конструктив. И глобально хорошие схемотехнические решения есть. Они в статье разобраны
Еще раз, в задаче указан один номинал напряжение - 3.3В, пульсации 205мВ пойдут именно от этого напряжения, про 1В на 7мА можете не рассказывать, максимум 800мВ, но и это в диапазоне. Также 3.3 В использованы для питания всех микросхем, от опорника для АЦП никто не запитывает схему.
По поводу преобразователя, просьба показать dc-dc, работающий в диапазоне десятков миллиампер в режиме CCM вместе с дросселем за 60 рублей. А если окажется что он работает в DCM вы этот спектр будете также фильтровать на низких частотах. Безусловно ICL будет создавать помехи с гармониками, которые также рассредоточены по спектру(хуже чем в dc-dc, но все же). Однако, основная идея в том, что dc-dc не применяют на миллиамперный ток, если у вас есть такие - покажите.
Задача ЭМС в этой статье не рассматривалась, если вам интересно могу подготовить статью и вы покритикуйте.
Опять же, указывал вначале что не буду строить схему на китайских компонентах, в даташитах которых регулярно некорректные данные и ошибки
Тоже самое
Очевидно, что на питании ОУ должны стоять фильтры, упоминал это ранее в комментариях, в статье я не сосредотачивался на проблеме шумов, хотя безусловно это важный пункт.
Почему вы решили что я подключаю к 3В АЦП? Я использую единственные 3.3В, блока с АЦП я в задаче не касаюсь.
Ответил ниже
Ток - 6-7 мА, падение на транзисторе не поменяемся значительно при этом токе. Подробнее про отрицательный стабилизатор написал ниже
Давайте я отвечу на ваши вопросы
Можно применить и LDO, не принципиально, также будет стоить около 200 рублей, в начале указывал что не буду использовать китайские микросхемы. С чего утверждение что «на 2.3 будет нестабильное напряжение»? 3.3В на входе, стабилитрон на 3В, падение 0,7, да даже 0,8, какая разница, итого - на выходе 2.2-2.3В. При полном размахе пульсациях 410мВ думаю довольно большой запас.
При использовании dc-dc вы попадаете на шумы в диапазоне более Мгц, можете взглянуть на PSRR усилителя, насколько хорошо он от них защищен. А еще, у усилителей есть режимы энергосбережения (pulse skipping, burst mode) при низкая нагрузках, в этом случае вы увидите около сотни милливольт пульсации на выходе. Катушка + готовый dc-dc со встроенными ключами и выходной фильтр не сильно выиграют по месту (если выиграют). Стоить это будет, конечно же, дороже, ICL7660CBAZ на чип и дипе - 210 рублей.
Про 0 уже много раз обсуждалось выше, таковы условия задачи, ориентировался на них, а не на что то еще.
Повторюсь, задача рассматривалась в академических целях, для демонстрации методик изменений с высокой точностью. Естественно, указанная вами схема первая пришла в голову, но высокую точность она не обеспечит.
Возможно мы говорим о разных датчиках, но вот пример, на который можно ориентироваться: https://www.chipdip.ru/product0/9001368506 Точность 0.1%, сечение провода на всякий случай брал равное ножкам датчика, в любом случае его можно подстроить, для этого предусмотрен резистор.
Предполагал да, кстати задал большую частоту, нежели описал, в реальности 1кгц.
Синус задал, чтобы не глубоко не уходить в теорию фильтрации. В любом случае емкости + линейный регулятор сгладят все ниже -2.3В. Также я не добавлял на схему конденсаторы по питанию к ОУ, которые в жизни будут присутствовать.
За книгу благодарю, она у меня как раз на очереди
А в чем в данном случае «велосипедность»?
Блоки схемы абсолютно стандартные, основная идея - максимальная точность схемы.
К сожалению, аналогов инструментальных усилителей с такой же полнотой описания параметров пока не находил. И AD8223 можно и на чип и дипе найти
Увидел уже много ваших комментариев и стало интересно, насколько переусложненно решение задачи в посте? Какие есть недостатки описанного подхода?