Câu trả lời nhanh:
Bất kỳ tín hiệu nào vượt qua sự phân chia trong mặt phẳng nguồn HOẶC mặt đất là xấu. Tốc độ chuyển đổi càng cao (và các cạnh tín hiệu càng nhanh) thì hiệu ứng sẽ càng tệ.
Câu trả lời dài:
Khi bạn nói, "Tôi sẽ cung cấp đường dẫn trở lại vững chắc trên mặt phẳng mặt đất (cầu nối giữa kỹ thuật số và analog) để dòng điện trở lại không phải là vấn đề", hoặc bạn không hiểu vấn đề hoặc tôi không hiểu tuyên bố của bạn. Lý do mà tôi nói điều này là vì bạn không thể có "đường dẫn hoàn trả vững chắc" và vẫn có mặt phẳng phân tách. Phải có một số người không rắn trong đó.
Dòng trở lại sẽ chảy trên mặt phẳng nguồn HOẶC mặt đất gần nhất với tín hiệu. Vì vậy, trong trường hợp của bạn, nếu tín hiệu của bạn ở lớp trên cùng thì dòng trở lại sẽ ở trên lớp mặt đất của bạn. Nhưng nếu tín hiệu của bạn ở lớp dưới cùng thì dòng trở lại sẽ ở trên lớp nguồn. Đối với hầu hết các tín hiệu tốc độ trung bình đến cao, dòng trở lại sẽ đi theo vết tín hiệu và không đi theo con đường ngắn nhất. Nói cách khác, dòng trở lại sẽ cố gắng giảm thiểu "vùng vòng lặp".
Nếu tín hiệu của bạn chuyển từ dưới lên trên (hoặc ngược lại) thì dòng trở lại cũng sẽ chuyển đổi, chảy qua một nắp tách. Đây là lý do tại sao cần phải rắc các nắp tách rời trên PCB, ngay cả khi nó ở quá xa chip để tạo ra bất kỳ sự khác biệt nào về năng lượng.
Giảm thiểu diện tích vòng lặp là rất quan trọng đối với tính toàn vẹn tín hiệu, giảm thiểu EMI và giảm các ảnh hưởng của ESD.
Nếu tín hiệu của bạn cắt ngang qua một phần tách trong mặt phẳng nguồn / mặt đất thì dòng trở lại buộc phải đi đường vòng. Trong một số trường hợp, đường vòng này có thể tăng diện tích vòng lặp lên gấp 2 hoặc 10 lần! Cách đơn giản nhất và tốt nhất để tránh điều này là không chạy tín hiệu qua một phần tách.
Một số bảng có các mặt phẳng tương tự và kỹ thuật số, hoặc trên một số hệ thống có nhiều đường ray điện. Dưới đây là danh sách những điều có thể giúp ích trong những trường hợp sau:
Đối với những thứ như đồng hồ hoặc dòng dữ liệu hoạt động, bạn thực sự không muốn vượt qua sự phân chia. Một số định tuyến PCB sáng tạo là giải pháp tốt nhất, mặc dù đôi khi bạn chỉ cần có một mặt phẳng analog / kỹ thuật số kết hợp thay vì chia tách nó.
Đối với tín hiệu tốc độ thấp, hoặc tín hiệu chủ yếu là DC, bạn có thể vượt qua sự phân tách nhưng hãy cẩn thận và chọn lọc về nó. Nếu bạn có thể, làm chậm tốc độ cạnh bằng điện trở và có thể là nắp. Thông thường các điện trở sẽ là cầu nối vật lý chia.
Những thứ như điện trở 0-ohm, hoặc mũ, có thể được sử dụng để cung cấp cho đường dẫn tín hiệu trở lại giữa hai mặt phẳng. Ví dụ: nếu tín hiệu không nhảy tách, việc thêm một nắp giữa hai mặt phẳng gần tín hiệu có thể giúp ích. Nhưng hãy cẩn thận, nếu điều này không được thực hiện tốt thì nó có thể phủ nhận mọi tác động tích cực của việc phân tách ở vị trí đầu tiên (IE, giữ cho nhiễu kỹ thuật số không đi vào mặt phẳng tương tự). Điều tuyệt vời khi sử dụng mũ hoặc điện trở 0 ohm cho điều này là nó cho phép bạn chơi xung quanh với thiết kế sau khi PCB được chế tạo. Bạn luôn có thể nhồi hoặc bỏ các bộ phận để xem điều gì sẽ xảy ra.
Mặc dù nhiều thiết kế PCB sẽ liên quan đến một số loại thỏa hiệp, cố gắng không thỏa hiệp trừ khi bạn thực sự phải làm. Bạn sẽ bớt đau đầu và rụng tóc ít hơn bằng cách đó.
Tôi cũng nên chỉ ra rằng tôi hoàn toàn chú ý đến vấn đề thay đổi trở kháng do sự phân tách, và điều đó có nghĩa là gì. Trong khi quan trọng, nó không quan trọng bằng việc giảm thiểu diện tích vòng lặp và các thứ. Và hiểu được khu vực vòng lặp dễ dàng hơn nhiều so với việc hiểu sự thay đổi trở kháng sẽ ảnh hưởng đến tính toàn vẹn tín hiệu.