Je conçois un PCB à 4 couches avec l'empilement suivant: Signal Top, Ground Plane, Power Plane, Signal Bottom.
Il s'agit du premier PCB que je fabrique comme celui-ci, qui comprend un SMPS bruyant avec une fréquence de commutation de 600 kHz, ainsi qu'un 32 MHz uC et un module sans fil 2,4 GHz. Je souhaite isoler le bruit des différents blocs et l'empêcher d'interférer dans un autre bloc, par exemple, les bruits SMPS et uC ne devraient pas interférer avec le module sans fil. Pour cela, je divise le plan de puissance en trois zones fermées, une pour chaque tension (SMPS a généré 5,0 V et 3,3 V et 5,0 V à partir d'un très petit régulateur linéaire de 50 mA pour le système de démarrage auxiliaire), mais garde le sol avion non découpé et couvrant toute la planche. Les blocs SMPS, uC et module sans fil sont séparés les uns des autres sur la carte.
Les questions sont:
- Cette disposition divisée aiderait du bruit voyageant entre les modules?
- Est-ce que verser du cuivre broyé dans les côtés supérieur et inférieur aiderait à réduire le bruit EMI externe à la carte?
- Serait-il préférable de diviser également le plan du sol (et AUCUN moulage du sol sur les côtés supérieur et inférieur pour éviter une boucle), et de le connecter de manière étoilée? J'ai entendu dire qu'il valait mieux garder le plan du sol entier, mais tout le monde semble avoir sa propre version.
Ma compréhension est qu'une place au sol doit toujours être en dessous ou au-dessus des traces de signal et de puissance pour minimiser les boucles et réduire les EMI générés par la carte. De plus, SI les différents blocs sont déjà physiquement séparés sur la carte, leurs courants de retour circuleraient dans le plan de masse non divisé sans interférer les uns avec les autres. Est-ce exact? Mais j'ai également lu comment diviser le plan de masse en zones, une pour chaque sous-système et connecter ces différents blocs en un seul point (connexion en étoile). Quel est le meilleur et pourquoi?
la source
Réponses:
Si vous avez plusieurs tensions d'alimentation et une carte à 4 couches, vous n'avez pas beaucoup de choix. Vous devez fournir différentes tensions aux différentes charges. Qu'il réduise ou augmente le bruit a beaucoup à voir avec les détails de la façon dont vous le disposez, il n'est pas possible de donner une réponse globale à cette question. Mieux vaut le regarder comme, vous devez diviser votre plan de puissance --- quelle est la meilleure façon de le faire?
Il peut, si vous fournissez plusieurs vias, connecter la zone de masse de la couche externe au plan de masse. Cela rendra également votre fournisseur fabuleux heureux car cela réduira la quantité de cuivre qu'ils doivent graver pour fabriquer votre planche.
Veillez à rapprocher la masse de la couche externe de vos traces de 2,4 GHz, car si elle est plus proche que, disons, 5 largeurs de trace, cela changera l'impédance caractéristique de votre ligne à impédance contrôlée.
Réponse courte: non.
Si vous portez une attention particulière à la façon dont vous divisez le plan de puissance, et si votre circuit l'exige, il y a des cas où cela peut améliorer les choses.
Mais si vous voulez une réponse unique de quelqu'un qui ne sait presque rien du circuit que vous concevez, la meilleure réponse est de ne pas diviser le plan de masse.
Encore une chose à surveiller
Votre pile est un signal-masse-puissance-signal. Avec des scissions dans le plan de puissance.
Lorsque vous routez sur la couche inférieure, essayez de ne pas traverser les divisions dans le plan de puissance, car ces traces de couche inférieure utiliseront en fait le réseau électrique, et non la terre, comme chemin de retour pour les composants haute fréquence du signal.
Faites également attention aux signaux (à grande vitesse) qui sautent de la couche supérieure à la couche inférieure, car cela nécessitera également une transition du courant de retour du réseau électrique au réseau de masse. Ce courant de retour passera probablement par le condensateur de découplage le plus proche --- donc la deuxième meilleure chose est de mettre un condensateur de découplage près de chaque endroit où le courant de retour doit traverser les plans. (La meilleure chose n'est pas du tout entre les avions).
Éditer
Pensez à ceci: lorsque vous dites qu'il s'agit d'une piste en courant continu, voulez-vous dire que la tension ne change pas ou que le courant ne change pas? Les modifications actuelles sont à l'origine des problèmes liés à l'exécution d'un fractionnement. (Les changements de tension ne posent problème que parce qu'ils provoquent généralement des changements de courant)
Cela dépend donc si vous parlez d'un signal "cc" comme une ligne d'activation pour une alimentation qui est allumée une fois au démarrage et qui reste à la même tension pour toujours, ou une piste d'alimentation pour un rail supplémentaire qui n'était pas " t vaut la peine de faire une scission pour.
Un signal de contrôle DC ne posera aucun problème.
S'il s'agit d'un signal d'alimentation avec un courant de charge variable, vous pouvez résoudre le problème avec les condensateurs de découplage. Un condensateur de découplage permet aux changements à haute fréquence du courant de traverser le court chemin à travers le condensateur au lieu du long chemin à travers la piste.
la source