Layout PCB dispari per regolatore di tensione

Sto retroingegnerizzando una scheda che ha un FPGA Xilinx Spartan 3E, con VCCAUX alimentato da un regolatore da 2,5 volt. Di seguito è riportato il layout PCB per la parte regolatore del circuito e qualcosa mi sembra molto sospetto.

Mi scuso per l'orribile pixelazione, questa è stata la massima risoluzione che ho potuto ottenere con l'attrezzatura che avevo a disposizione. Ad ogni modo, il componente SOT23-5 etichettato "LFSB" è un regolatore di tensione lineare LP3988IMF-2.5 di Texas Instruments . Ho tracciato lo schema seguente dal layout della scheda:

Potresti già aver notato la fonte della mia confusione: non ho idea del perché avrebbero posizionato un resistore da 316 ohm direttamente attraverso l'uscita di un regolatore da 2,5 volt. Tutto ciò che fa è sprecare 7,9 milliampere. Non riesco a trovare alcun motivo per farlo. Mi chiedo se si tratti di un difetto di progettazione e si supponga che quel resistore sia effettivamente collegato al pin PG anziché a terra. Ho controllato tre volte il PCB originale, e sicuramente si collega a terra e il pin PG non è collegato a nulla. Se questo è un errore, spiegherebbe perché hanno usato una traccia separata sul lato inferiore del resistore invece di collegarlo al getto di terra di rame che è proprio lì. Mi chiedevo anche se il regolatore potesse richiedere un carico minimo per mantenere un'uscita stabile, ma non è questo il caso di questo regolatore. Non ci sono requisiti di carico minimo. Ho anche considerato la possibilità che fosse inteso per far apparire VCCAUX più lentamente per scopi di sequenziamento per l'FPGA, ma anche la lettura del foglio dati non sembra adatta - non ci sono regole di sequenziamento rigide per accendere Spartan 3E.

Qualcuno può pensare a un motivo per cui qualcuno potrebbe intenzionalmente posizionare un resistore da 316 ohm direttamente attraverso l'uscita di un regolatore da 2,5 V? Ho considerato che potrebbe essere una resistenza di spurgo per il condensatore di uscita, ma sembra un valore troppo basso per quello.

EDIT: forse queste informazioni aggiuntive aiuteranno. La scheda tecnica per Spartan 3E specifica a cosa serve la fornitura VCCAUX:

VCCAUX: tensione di alimentazione ausiliaria. Fornisce Digital Clock Manager (DCM), driver differenziali, pin di configurazione dedicati, interfaccia JTAG. Ingresso al circuito Power-On Reset (POR).

Avrei fatto lo stesso progetto, al fine di ridurre l'errore di regolazione del carico dinamico e statico.

I dettagli per i motivi sono evidenti nel foglio dati.

• osservare l'errore di regolazione del carico dinamico e l'errore di regolazione del passo di ingresso.

• Posso solo indovinare quale budget di errore aveva in mente il progettista, ma è comune per ogni LDO avere le risposte di cui sopra, anche se questo LDO FET è un eccezionale basso consumo e tensione di abbandono.

  • Errore 5mV {input step = 0.6V} con carico step 1mA , errore 200mV con carico step 150mA *
  • l'errore di regolazione del carico statico è valutato solo sopra 1 mA come 0,007% / mA. Ciò implica che è peggio al di sotto di 1 mA e migliora con un carico fittizio di 7,6 mA per la soddisfazione dei progettisti. Migliora anche l'errore di regolazione del carico dinamico del passaggio sopra. *

Questo 1mA garantisce il tempo di caduta in salita del gate drive per accelerare la risposta. 7.6mA è ancora meglio con rendimenti decrescenti al di sopra di questo.

• l'errore di regolazione del carico statico è dovuto solo a RdsOn del PFET utilizzato nel LDO diviso per il suo guadagno Loop interno. Questo vale per qualsiasi regolatore di tensione, che si tratti di FET o BJT. Ma il guadagno del loop infinito può aumentare gli errori di stabilità o più squilli, in determinate condizioni di carico (ESR, C), quindi è finito.

Di pesce? Non c'è modo

Come già suggerito da alcuni altri commenti, la resistenza da 316 ohm è posizionata lì per consentire al circuito del regolatore di tensione una certa capacità di assorbire un po 'di corrente nel caso in cui la guida da 2,5 V riceva una perdita da una guida a tensione più elevata. Tale perdita causerebbe in genere l'arresto del regolatore, l'innalzamento e il raggiungimento di una tensione più elevata. Un progettista fa un compromesso di progettazione tra quanta capacità di dissipazione può consentire rispetto alla quantità di carico aggiuntivo che la resistenza pone sul regolatore di tensione.

Possono verificarsi condizioni di perdita durante l'accensione e lo spegnimento del sequenziamento di dispositivi a semiconduttore complessi e la capacità del lavandino può essere importante per tenere sotto controllo le cose.

In alcuni casi il regolatore di tensione può avere una funzione chiamata blocco di sovratensione che arresta il regolatore se l'uscita sale troppo. Ciò può essere dannoso per il funzionamento del sistema, specialmente se il pin dell'indicatore Power Good (PG) è monitorato per controllare una catena del regolatore di tensione su una scheda complessa. L'attuale resistenza del lavandino può svolgere un ruolo di prevenzione di un arresto imprevisto a causa di una piccola quantità di perdite in un particolare binario.

Non sono convinto che il resistore sia collegato a terra. Ho etichettato le parti e il rame cola secondo il tuo circuito "a ingegneria inversa".

Se R14 fosse collegato a terra, perché una via dovrebbe essere sprecata quando c'è GND versare proprio accanto ad esso. Come hai testato il terreno? hai appena ronzato tra le linee? C'è una probabilità molto alta che ci sia un LED a terra che pende da via. Ciò fornirebbe un'indicazione visiva a 2,5 V alimentata e una resistenza intorno a 316R sarebbe ok per un LED ROSSO / GIALLO / VERDE (4 mA). Questo darebbe anche la "indicazione" di un corto se si legge erroneamente un DMM o in base alle specifiche del DMM.

https://reference.digilentinc.com/_media/s3e:spartan-3e_sch.pdf Questo è un progetto di riferimento per uno Spartan 3E. C'è un caricamento 2k2 sul regolatore 2.5V ma anche un LED spento sul 3v3. Questo potrebbe essere quello di fornire un certo smorzamento al circuito a valle