Les boucles dans les plans du sol sont-elles acceptables?

8

Travailler sur une disposition de PCB et vient de faire un peu de plan de masse.

En travaillant avec des conceptions d'amplificateurs à tube, je sais qu'une bonne conception de masse en forme d'étoile aide beaucoup à garder le ronflement hors du circuit. Les boucles de masse doivent être évitées à tout prix.

Maintenant, voici l'un des plans au sol d'une conception sur laquelle je travaille. Seul le signal au sol est affiché, les autres signaux sont masqués.

La couche du plan de masse (en haut) d'un PCB

Si vous regardez de plus près, vous verrez qu'il y a en fait une énorme boucle de masse (représentée en jaune) avec quelques plus petites (non marquées):

La couche du plan de masse (en haut) d'un PCB - boucle mise en évidence

Je pourrais briser la coulée de fond là où l'impédance importe le moins et placer stratégiquement un tas de vias sur la deuxième couche de sol pour obtenir une belle conception de sol en forme d'étoile.

D'un autre côté, il est très tentant de simplement garder le cuivre coulé tel quel et de saupoudrer un tas de vias pour réduire l'impédance globale.

Quelle est la meilleure façon de gérer les boucles? Ou ces boucles sont-elles acceptables dans la pratique?


Et quelques informations supplémentaires: le circuit lui-même est purement analogique et contient des signaux presque entièrement à faible impédance en dessous de 1 kOhm. La fréquence de signal la plus élevée est d'environ 10 MHz. J'ai cependant des temps de montée / descente très rapides dans la plage de 1000V / µS.

Le circuit fonctionnera probablement à proximité d'un lecteur RFID 13,56 MHz, donc je m'attends à un peu de bruit RF.

Capture d'écran de la couche inférieure (coulée au sol uniquement):

La couche du plan de masse (en bas) d'un PCB

Nils Pipenbrinck
la source
Quand vous parlez de la "deuxième couche de base", à quoi cela ressemble-t-il? Est-ce une conception à 2 ou 4 couches?
The Photon
Je n'ai jamais vu de problèmes avec ce qui semble être de petites zones. (vous pouvez toujours effectuer une tache mince et rompre la boucle) Le plus important est de garder une trace des courants au sol et de s'assurer que le plan de masse est continu sous tous les signaux rapides (temps de montée).
George Herold
@ThePhoton C'est une conception à deux couches. J'ai ajouté une capture d'écran de l'autre couche (uniquement le sol illustré).
Nils Pipenbrinck
@GeorgeHerold Merci, il y a beaucoup de terrain sous les signaux rapides.
Nils Pipenbrinck
La couche au sol de votre planche est le point étoile. Si vous placez un via sur un nœud de sol sensible et un nœud de puissance au sol important, cela devrait aller dans la plupart des cas. Comme mentionné, vos boucles sont relativement petites et il sera difficile de leur coupler beaucoup d'énergie avec le plan de masse à proximité. Un plus grand danger serait une boucle ouverte avec un condensateur le fermant à une fréquence d'interférence. Si vous détectez des problèmes, testez un capot de protection pour voir s'il est utile.
KalleMP

Réponses:

6

Je pourrais briser la coulée de fond là où l'impédance importe le moins et placer stratégiquement un tas de vias sur la deuxième couche de sol pour obtenir une belle conception de sol en forme d'étoile.

Sans voir votre schéma, nous ne pouvons pas dire si un sol en étoile est approprié ou non.

Si vous procédez de cette façon, n'oubliez pas que vous devez également fournir des chemins de retour pour vos signaux. Ne pas le faire pourrait lui-même produire une boucle capable de rayonner ou de recevoir des émis.

il suffit de garder le cuivre coulé tel quel et de saupoudrer un tas de vias pour abaisser l'impédance globale.

Sans en savoir assez pour être absolument certain, je recommande provisoirement cette solution.

Si le cuivre de la couche supérieure est bien connecté au cuivre de la couche inférieure, ils agissent essentiellement comme une seule région de cuivre et vous n'avez aucune boucle à vous soucier.

Vous pouvez avoir une petite fenêtre à travers la carte qui n'est pas bouchée de cuivre, mais à 13 MHz, la longueur d'onde est de 23 mètres. Une boucle de quelques mm de diamètre ne va pas du tout capter cette fréquence avec efficacité.

Le photon
la source
1
J'ai fait une pincée de vias et laissé les boucles telles
quelles