Tối ưu hóa đường dẫn tín hiệu trở lại với các tụ tách rời trong một bảng hai lớp


9

Tôi đang thiết kế một bảng hai lớp khá phức tạp - Tôi thực sự nên chọn một lớp 4 lớp, nhưng đó không phải là vấn đề ở đây. Tôi đã hoàn thành việc đặt và định tuyến thành phần và tôi đang thực hiện các bước hoàn thiện như đảm bảo các mặt phẳng mặt đất bao phủ hầu hết các bảng và được ghép tốt với nhau (còn gọi là nối đất).

Ở một số khu vực nhất định, tôi có dấu vết tín hiệu (ví dụ SPI) nằm trên mặt phẳng mặt đất, sau đó là vết điện (14V), sau đó là mặt phẳng mặt đất khác. Không có cách nào tôi có thể di chuyển dấu vết năng lượng này ra khỏi đường đi, vì vậy tôi nghĩ rằng tôi có thể để dòng điện tín hiệu đi qua nó bằng cách có một số tụ điện tách rời (100nF) giữa dấu vết điện và mặt phẳng, ngay dưới dấu vết tín hiệu của tôi.

Đây là hình ảnh của những gì tôi đang nghĩ:

Tín hiệu trên tụ tách rời

Đây có phải là một ý tưởng tốt để giảm diện tích vòng tín hiệu và kiểm soát EMI?


Tôi không thấy điểm cho tất cả sự phức tạp này và tôi chắc chắn rằng việc thêm các tụ điện làm tăng tiếng ồn của mạch điện. Các tín hiệu kỹ thuật số đi qua theo dõi công suất không quan trọng miễn là bạn đặt các tụ tách rời bên cạnh các thiết bị được cấp nguồn. Các tín hiệu kỹ thuật số là các cạnh tương đối nhanh và không nên ảnh hưởng nhiều đến dấu vết công suất. Hầu hết các IC cũng có loại bỏ tiếng ồn phổ biến trên các chân cung cấp năng lượng của nó, vì vậy nó thực sự không phải là vấn đề lớn. Ngoài ra, dấu vết SPI của bạn vuông góc với dấu vết sức mạnh, có nghĩa là nhiễu xuyên âm sẽ tối thiểu.
lucas92

Tôi không lo lắng về tính toàn vẹn tín hiệu hoặc khớp nối giữa các dấu vết, đây không phải là vấn đề của tôi. Đường dẫn tín hiệu trở lại khá dài và không nằm ngay dưới dấu vết tín hiệu, đây là điều thường được khuyến nghị. Tôi nhớ đã đọc về kỹ thuật tôi đang cố gắng áp dụng trong trường hợp tín hiệu USB và một số lưu ý ứng dụng được khuyến nghị sử dụng tụ điện để cho dòng trở lại càng gần càng tốt với dấu vết tín hiệu trên lớp khác.

Oh, bạn đang lo lắng về con đường trở về mặt đất. Tôi hiểu nhầm câu hỏi. Tôi không chắc chắn về điều đó, có lẽ bạn sẽ thêm tiếng ồn vào dấu vết quyền lực phải không?
lucas92

Đó cũng là điều tôi đang tự hỏi. Các dòng điện liên quan thực sự rất nhỏ và dấu vết nguồn được lọc gần mọi IC được kết nối với nó (bỏ qua nắp) vì vậy tôi không chắc liệu nó có phải là vấn đề không.

Nhưng nếu bạn làm theo cách này, điều gì sẽ đặt tham chiếu DC đến mặt bằng GND địa phương? Bạn cần một dấu vết khác cho tài liệu tham khảo DC?
lucas92

Câu trả lời:


1

Bạn đúng trong sự hiểu biết của bạn. Dòng trở về từ bất kỳ tín hiệu nào sẽ muốn đi theo cùng một đường dẫn như chính tín hiệu sử dụng mặt đất hoặc mặt phẳng nguồn liền kề. Nếu mặt phẳng mặt đất bị hỏng, nó vẫn sẽ tìm thấy đường dẫn trở về nguồn tín hiệu, nhưng bởi một đường dẫn kém tối ưu hơn có thể dẫn đến phát thải cao hơn và khả năng miễn dịch kém hơn. Việc đây có phải là vấn đề trong thiết kế của bạn hay không phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tốc độ xung nhịp của tín hiệu và quan trọng hơn là tốc độ của các cạnh của chúng.

Nếu bạn nghĩ rằng nó có thể là một vấn đề (và có lẽ là bạn làm) thì giải pháp tốt nhất là sử dụng bảng 4 lớp trở lên để bạn có một mặt phẳng không bị vỡ. Sử dụng bảng 2 lớp, bạn có thể thêm liên kết 0805 hoặc 1206 zero-Ohm để ghép hai mặt phẳng với nhau tại điểm mà chúng bị hỏng để cung cấp đường dẫn trở lại hiện tại.


1
Tôi cũng nghĩ vậy Tôi có thể sử dụng bảng 4 lớp trong lần lặp lại tiếp theo của nguyên mẫu, nhưng cho đến nay nó không thực sự là một lựa chọn (và tuân thủ EMI chưa phải là vấn đề). Khe được tạo bởi dấu vết công suất quá rộng để bắc cầu bằng 0 ohm, do đó giải pháp tụ điện của tôi. Tôi cũng tìm thấy bài báo này cho thấy rằng khâu tụ điện là tối ưu nhưng khả thi cho tần số (hoặc tốc độ cạnh) dưới 100 MHz.

Tôi quên đề cập rằng bài báo được liên kết ở trên kết nối trực tiếp hai mặt phẳng tham chiếu trong khi tôi sẽ phải "định tuyến" dòng trở lại tín hiệu thông qua một dấu vết trung gian.

2
Tôi không nghĩ rằng giải pháp tụ điện của bạn sẽ gây ra vấn đề, tôi chỉ không nghĩ rằng nó khá tốt như trực tiếp khâu các mặt phẳng với 0R.
Steve G
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.