Resumen: Esta nota de aplicación describe métodos que ayudan a los diseñadores de sistemas a aplicar técnicas de diseño y enrutamiento de señales adecuados. El diseño y las descripciones de los componentes minimizan la captación de ruido y gestionan la disipación de calor en aplicaciones que utilizan PMU.
Diseño de referencia: pautas de diseño de la unidad de medición paramétrica (PMU)
Resumen: Esta nota de aplicación describe métodos que ayudan a los diseñadores de sistemas a aplicar técnicas de diseño y enrutamiento de señales adecuados. El diseño y las descripciones de los componentes minimizan la captación de ruido y gestionan la disipación de calor en aplicaciones que utilizan PMU.
prólogo
Al igual que con todos los circuitos electrónicos de precisión, la selección adecuada de los componentes de soporte y el diseño garantizan el mejor rendimiento posible. Esta nota de aplicación describe los requisitos de circuito, compensación, diseño y gestión térmica de las PMU MAX9949/MAX9950.
Descripción del aparato
Los MAX9949/MAX9950 son PMU duales para ATE y otros instrumentos. El tamaño pequeño del MAX9949/MAX9950, el amplio rango de fuerza y medición y la alta precisión los hacen ideales para probadores que requieren una PMU por pin o por sitio. El MAX9949/MAX9950 incluye una función de unidad de búfer externa que se puede usar para extender el rango de voltaje y corriente de la PMU, según la aplicación del usuario.
circuito tipico
Diseño de circuito recomendado
Utilice una placa de circuito impreso multicapa con planos de alimentación y tierra separados. Use 1 onza de cobre para energía y tierra. Si las capas de la placa son importantes, los planos de potencia se pueden compartir entre los niveles VCC, VEE y VL. Nota: AGND es el terreno de referencia interno y debe mantenerse en silencio. Las corrientes digitales no deben fluir a través del plano de potencia AGND cerca de las entradas analógicas. La mejor solución es dividir los planos de tierra AGND y DGND. Sin embargo, con un diseño cuidadoso del tablero, los terrenos se pueden compartir.
Coloque el condensador de compensación del amplificador principal CCM cerca de la PMU para minimizar los parásitos. (Consulte el diagrama de bloques de la hoja de datos del MAX9949/50).
entrada sensible
Las PMU pueden medir corrientes muy pequeñas, lo que las hace más sensibles al ruido. Las entradas RxCOM, RxA, RxB, RxC, RxD y RxE deben aislarse de los nodos que transportan corrientes ruidosas, como los nodos de conmutación digital. Lo mismo se aplica a los nodos de entrada de detección de corriente RxDx y RxAx.
señal ruidosa
Las salidas del comparador DUTHx y DUTLx pueden generar grandes dV/dT, por lo que estas salidas deben aislarse de las entradas sensibles de la PMU.
Las entradas digitales también deben aislarse de las entradas sensibles de la PMU.
Si los comparadores internos (especialmente con un plano de tierra compartido) se usan como A/D de 1 bit, o en aplicaciones donde los niveles del comparador están muy cerca de las entradas analógicas, aumente las resistencias pull-up del comparador a 10K y un capacitor de 1nF. en paralelo. Tenga en cuenta que este cambio aumenta significativamente el tiempo de subida del comparador. Sin embargo, dado que el comparador tiene una salida BAJA activa, esta compensación puede ser aceptable ya que no afecta la detección rápida de condiciones de sobrecorriente.
compensación
fuente de alimentación
Las conexiones de alimentación deben pasarse por alto con condensadores de alta frecuencia apropiados colocados cerca de los pines de la PMU. En la mayoría de los casos, se debe utilizar un condensador cerámico de 0,1 µF. El MAX9949/MAX9950 puede entregar hasta 25 mA de corriente a las cargas. Las aplicaciones con baja impedancia o cargas capacitivas requieren grandes corrientes de la fuente de alimentación. Compartir un condensador de derivación de 1 µF por cada 4-6 PMU mejora el rendimiento dinámico en estas aplicaciones.
amplificador principal
El amplificador principal de la PMU está diseñado para ser estable con cargas de hasta 2500pF cuando se compensa con un capacitor de 120pF. El tiempo de subida se puede reducir reduciendo la compensación del amplificador principal a costa de un tiempo de establecimiento más largo.
gestión térmica
Los MAX9949/MAX9950 están alojados en un paquete 64TQFP térmicamente mejorado. El usuario puede elegir entre dos opciones de paquete: almohadilla expuesta superior EPR o inferior -EP.
En aplicaciones en las que el calor se conduce al fondo del paquete, se debe crear una almohadilla de fijación térmica en la placa en la capa de seguimiento superior. Nota: La almohadilla expuesta está conectada eléctricamente a la fuente de alimentación más negativa (VEE) del chip. Esta almohadilla debe conectarse a VEE o dejarse flotando. No conecte la almohadilla expuesta a ningún otro punto eléctrico. Las dimensiones de ancho y largo de la almohadilla de fijación no deben ser más de 1 mm más grandes que las dimensiones de ancho y largo de la estructura de fijación térmica correspondiente. (Consulte los estándares EIA/JEDEC JESD51-5 y JESD51-7 para obtener más información).
Se recomienda el enfriamiento activo en aplicaciones donde el calor se conduce a la parte superior del paquete. Póngase en contacto con la parte superior del paquete con una vejiga de silicona enfriada con líquido forzado o una placa fría enfriada con agua/líquido. Nuevamente, la almohadilla expuesta está eléctricamente conectada a VEE.
Conclusión
La selección adecuada de los componentes de soporte y el diseño le permite al usuario obtener el rendimiento más preciso y eficiente de la PMU de la aplicación final.