Я планирую 4-слойную печатную плату со следующим набором компонентов: верхняя часть сигнала, плоскость заземления, плоскость питания, нижняя часть сигнала.
Это первая печатная плата, которую я сделал подобным образом, которая включает в себя шумный SMPS с частотой переключения 600 кГц, а также 32 МГц UC и беспроводной модуль 2,4 ГГц. Я хочу изолировать шум различных блоков и предотвратить его вмешательство в другой блок, например, помехи SMPS и uC не должны мешать беспроводному модулю. Для этого я делю плоскость питания на три замкнутые области, по одной для каждого напряжения (SMPS 'генерирует 5,0 В, 3,3 В и 5,0 В из очень маленького линейного регулятора 50 мА для вспомогательной системы включения), но держу землю Самолет не раскололся и покрывал всю доску. Блоки SMPS, uC и беспроводного модуля отделены друг от друга на плате.
Вопросы:
- Это разделенное расположение поможет от шума, распространяющегося между модулями?
- Поможет ли размельчение медной меди сверху и снизу снизить уровень электромагнитных помех, внешних по отношению к плате?
- Было бы лучше также разделить плоскость заземления (и НИКАКОГО заземления, льющегося сверху и снизу, чтобы избежать петли), и соединить его звездным способом? Я слышал, что лучше сохранять наземный самолет в целом, но у каждого, похоже, есть своя версия.
Насколько я понимаю, наземное место всегда должно быть ниже или выше сигнальных и силовых трасс, чтобы минимизировать петли и уменьшить EMI, генерируемые платой. Кроме того, ЕСЛИ различные блоки уже физически разделены на плате, их обратные токи будут течь в неразделенной заземляющей плоскости, не мешая друг другу. Это верно? Но я также читал о разделении плоскости заземления на зоны, по одной на каждый подсистему, и соединении этих разных блоков только в одной точке (звездообразное соединение). Что лучше и почему?
источник
Ответы:
Если у вас есть несколько напряжений питания и четырехслойная плата, у вас нет большого выбора. Вы должны подавать разные напряжения на разные нагрузки. Снижает ли он или увеличивает шум, во многом зависит от того, как вы его выложите, невозможно просто дать общий ответ на этот вопрос. Лучше взглянуть на это так, как будто вы должны разделить свой силовой план - какой лучший способ сделать это?
Это возможно, если вы предоставите несколько переходов для подключения заземляющего участка внешнего слоя к заземляющей плоскости. Это также порадует вашего потрясающего продавца, потому что это уменьшит количество меди, которую они должны вытравить, чтобы сделать вашу доску.
Будьте осторожны, приближая заземление внешнего слоя слишком близко к вашим 2,4 ГГц трассам, потому что, если оно ближе, чем, скажем, 5 полос трасс, это изменит характеристическое сопротивление вашей линии контролируемого сопротивления.
Краткий ответ: нет.
Если вы обращаете особое внимание на то, как вы разделяете плоскость питания, и если ваша схема требует этого, то есть случаи, когда это может улучшить ситуацию.
Но если вам нужен единственный ответ от человека, который почти ничего не знает о схеме, которую вы разрабатываете, то лучший ответ - не разделять плоскость заземления.
Еще одна вещь для наблюдения
Ваш стек - это сигнал-земля-мощность-сигнал. С расколами в силовой плоскости.
Когда вы прокладываете маршрут по нижнему слою, старайтесь не пересекать расщепления в плоскости мощности, потому что эти трассы нижнего уровня будут фактически использовать сеть питания, а не землю, в качестве пути возврата для высокочастотных компонентов сигнала.
Кроме того, будьте осторожны с (высокоскоростными) сигналами, перепрыгивающими из верхнего в нижний слой, потому что это также потребует перехода обратного тока из сети в сеть. Этот обратный ток, вероятно, будет проходить через ближайший развязывающий конденсатор - поэтому вторая лучшая вещь - это разместить развязывающий конденсатор рядом с каждым местом, где обратный ток должен пересекаться между плоскостями. (Лучше всего вообще не пересекать самолеты).
редактировать
Подумайте об этом: когда вы говорите, что это дорожка постоянного тока, вы имеете в виду напряжение не меняется или ток не меняется? Текущие изменения - это то, что вызывает проблемы с разбивкой. (Изменения напряжения являются проблемой только потому, что они обычно вызывают изменения тока)
Таким образом, это зависит от того, говорите ли вы о сигнале постоянного тока, таком как линия включения для источника питания, который включается один раз при запуске и затем остается неизменным при одном и том же напряжении, или дорожке питания для некоторой дополнительной шины, которая не была ' не стоит делать раскол для.
Управляющий сигнал постоянного тока не будет проблемой.
Если это сигнал питания с переменным током нагрузки, вы можете решить проблему с разъединением конденсаторов. Разъединяющий конденсатор позволяет высокочастотным изменениям тока проходить по короткому пути через конденсатор, а не по длинному пути через дорожку.
источник