Máy bay mặt đất đơn vs mặt phẳng phân chia?


9

Tôi đã thấy các nguồn xung đột về thiết kế máy bay mặt đất.

Tôi đã được nói trong công việc của mình nhiều lần, chỉ cần tát một chiếc máy bay mặt đất khổng lồ vào và nó hoạt động đủ tốt, dù sao chúng ta cũng không đối phó với bất cứ điều gì có tần suất cao.

Tuy nhiên, tôi xem xét các bảng dữ liệu SMPS bằng cách sử dụng các đồng hồ trong dải MHz và tất cả chúng đều hiển thị các thiết kế phức tạp để bố trí mặt đất.

Câu hỏi của tôi là, nơi nào bạn vẽ đường giữa việc sử dụng một mặt phẳng duy nhất trong việc thiết kế các mặt phẳng mặt đất? Ví dụ, khi tần số vượt quá một ngưỡng nhất định, hoặc một độ nhạy nhất định là cần thiết, hoặc một lượng điện năng cụ thể được đổ xuống đất?

Và thông thường những loại lợi ích nào mà mặt đất phân chia mang lại cho bạn trong một lần duy nhất? Ít tiếng ồn? Ổn định hơn?


2
Có rất nhiều câu trả lời ở đây, và phần lớn phụ thuộc vào những gì bạn đang cố gắng đạt được vì không có một kích thước nào phù hợp với tất cả. Đây là câu trả lời tôi đã làm (chắc chắn người khác sẽ liên kết các câu trả lời khác) Electronics.stackexchange.com/questions/185306/ợi
Peter Smith

Bạn thường có thể đạt được một mặt phẳng mặt đất duy nhất nhưng chỉ khi bạn biết những gì bạn đang làm khi bạn đặt và định tuyến các thành phần. Sau đó, khi bạn bắt đầu đặt / định tuyến, bạn có thể quyết định tách mặt phẳng vì bạn không thể lắp mọi thứ chính xác vào nơi bạn muốn cho một mặt phẳng mặt đất. Nói cách khác, không có đường vẽ ngay từ đầu và nhà thiết kế cuối cùng sẽ linh hoạt trong cách tiếp cận của anh ấy / cô ấy. Không có câu trả lời chung chung cho điều này.
Andy aka

Trả về hiện tại theo con đường ít tự cảm. Vì vậy, nó có thể được kiểm soát bởi vị trí thành phần. Sử dụng kỹ thuật ghép nhiễu này cho các mạch nhạy cảm có thể được giảm bớt. Trong thiết kế SMPS, hãy giữ các dòng chuyển mạch cao, nhanh khỏi các tín hiệu tương tự nhạy cảm như tín hiệu phản hồi. Tôi chưa bao giờ có nhu cầu phân tách máy bay mặt đất, nó có khả năng gây ra vấn đề bức xạ bằng cách tạo cấu trúc ăng ten.
EE_socal

Có ---- ăng ten khe là một kỹ thuật.
analogsystemsrf

Lưu ý: câu trả lời của tôi KHÔNG CHẤM DỨT CÁC CÂY, nhưng sử dụng một khe đáng kể để điều khiển dòng điện xâm lược có chủ ý, với khe rộng cần thiết cho các thuộc tính suy giảm của nó.
analogsystemsrf

Câu trả lời:


6

Câu hỏi của tôi là, nơi nào bạn vẽ đường giữa việc sử dụng một mặt phẳng duy nhất trong việc thiết kế các mặt phẳng mặt đất?

Tôi không; Tôi giữ các mặt phẳng liên tục nhất có thể và hầu như không bao giờ sử dụng các khe - chúng rất tệ vì một vài lý do mà tôi sẽ mô tả. Tôi quản lý các dòng trở lại với vị trí của các thành phần.

Một lần, tôi có dòng điện trở lại chạy qua một phần tương tự nhạy cảm và nó khiến tín hiệu của tôi thay đổi 10%. Nguồn là từ một mạch 'phía trên' phần tương tự; đường đi của dòng trở về trên mặt phẳng nối đất cần thay đổi. Có hai lựa chọn:

1) Đặt một vị trí trong bảng và chuyển hướng dòng trở lại xung quanh phần mà tôi muốn bảo vệ. 2) Sắp xếp lại các thành phần

minh họa vấn đề được mô tả và hai giải pháp đề xuất

Tôi đã chọn tùy chọn 1 vì tôi không có thời gian để sắp xếp lại bảng, nhưng các vị trí có hậu quả. Tùy chọn 2 sẽ tránh việc sử dụng một vị trí, dù sao thì vị trí đó cũng ngắn và tôi không cần phải chạy bất kỳ dấu vết nào trên đó.

Trong hầu hết các trường hợp, bố trí PCB tốt có thể tránh hoàn toàn việc sử dụng các khe, bằng cách quản lý dòng trở lại. Các khe cắm rất tệ: chúng biến PCB thành một bộ tản nhiệt không chủ ý bằng cách tạo ra các ăng ten khe và ăng ten lưỡng cực.

Một vấn đề khác với các khe và phân vùng bảng với các mặt phẳng phân tách là việc chạy dấu vết trên chúng có thể tạo ra nhiễu và làm giảm trở kháng của dấu vết (dòng trở lại cho tín hiệu tốc độ cao theo sau dấu vết).

Một bố trí bảng tốt sẽ phân chia các mặt nhạy cảm từ các mặt ồn với bố trí vật lý và giữ cho các mặt phẳng liên tục.

sơ đồ gợi ý các bảng phân vùng thành các phần tương tự / kỹ thuật số
Nguồn: https://www.autodesk.com/products/eagle/blog/everyday-app-note-successfully-design-mixed-signal-pcb-partitioning/

Ví dụ, khi tần số vượt quá một ngưỡng nhất định, hoặc một độ nhạy nhất định là cần thiết, hoặc một lượng điện năng cụ thể được đổ xuống đất?

Nguồn điện được đổ xuống đất sẽ đưa con đường trở kháng ngắn nhất trở về nguồn. Đối với tín hiệu tốc độ cao, điều này có thể khác với DC và thường đi theo bên dưới dấu vết tốc độ cao hoặc càng gần càng tốt.

Và thông thường những loại lợi ích nào mà mặt đất phân chia mang lại cho bạn trong một lần duy nhất? Ít tiếng ồn? Ổn định hơn?

Tôi không thể thấy một lợi ích trên bố trí thích hợp. Nếu bạn gặp sự cố nối đất, điều đầu tiên cần làm là tìm hiểu xem đó có phải là vấn đề về bố cục hoặc chế độ chung không (ví dụ như có cáp). Vấn đề với các mặt phẳng / khe phân tách đang chạy dấu vết trên chúng tạo ra các vấn đề với dòng trở về. Vấn đề khác là sự phát xạ không chủ ý, tuy nhiên rất nhiều SMPS được bảo vệ bằng một trường hợp nào đó vì vậy đây có thể không phải là vấn đề nếu bạn dự định che chắn.

Henry Ott trong cuốn sách Kỹ thuật tương thích điện từ (tôi muốn đề nghị lấy cuốn sách, mặc dù có một bài viết tương tự ở đây ) nói điều này về các mặt phẳng phân tách:

14.4 KHI NÀO NÊN SỬ DỤNG CÂY TRỒNG SPLIT?

Có nên sử dụng máy bay mặt đất bao giờ? Tôi có thể nghĩ về ít nhất ba trường hợp chúng sẽ phù hợp. Các trường hợp như sau:

  • Một số thiết bị y tế có yêu cầu dòng rò thấp (10uA)
  • Một số thiết bị điều khiển quy trình công nghiệp nơi đầu ra được kết nối với thiết bị cơ điện công suất cao, ồn ào
  • Có thể khi PCB được đặt không đúng cách để bắt đầu

2
Một câu trả lời trước đó đề nghị đặt các khe trong mặt phẳng để giảm thiểu dòng điện "đi lạc". Hầu hết các dòng quan tâm là dòng trở lại trên các đường tín hiệu và tín hiệu tương tự khác nhau và, với thiết kế tốt, chúng có xu hướng đi theo dấu vết tín hiệu ở tần số quan tâm đủ cao. Các mặt phẳng phân tách hoặc xẻ rãnh đòi hỏi sự cẩn thận cao độ, vì sự gián đoạn trong mặt phẳng buộc các dòng trở lại tìm các đường khác nhau, tạo ra các vòng lớn cũng như ăng ten khe. Nếu mối quan tâm chính của bạn là độ chính xác cực cao ở tần số thấp, việc chia tách các mặt phẳng có thể có ý nghĩa, nhưng hãy xem định tuyến của bạn; Nếu là EMC, hãy sử dụng solid.
Cristobol Poly syncopolis

4

Một chiếc máy bay có vấn đề. Thí dụ

sơ đồ

mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab

Khi bạn mong đợi các nút nhất định (hy vọng ở gần) của Mặt phẳng Mặt đất có điện áp ZERO giữa hai nút đó, điều đó sẽ không xảy ra. Các khe có thể là bạn của bạn, để giảm các dòng gây nhiễu đi dọc theo đường đi giữa hai nút nhạy cảm của bạn.

sơ đồ

mô phỏng mạch này

Lấy một bản sao của sơ đồ, in ra và vẽ TẤT CẢ các dòng điện mặt đất. Dán nhãn giá trị và tần số của chúng và tỷ lệ cạnh. (độ tự cảm có thể quan trọng).

Bây giờ hãy bắt đầu lập kế hoạch làm thế nào để giữ cho các dòng nhiễu ra khỏi các nút NHÓM của các mạch nhạy (bộ chia điện áp phản hồi) nhạy cảm của bạn.

Lưu ý cách các khe WIDE cung cấp sự suy giảm dòng điện khó chịu hơn.

Suy nghĩ của tôi về các mặt phẳng, tôi đã thực hiện nhiều mạch nhanh trên các mặt phẳng với độ trung thực vừa phải, liên quan đến sự cần thiết của độ trung thực cực cao đối với tín hiệu âm thanh / âm nhạc và cho các phép đo 20/24 bit tần số thấp. Như vậy suy nghĩ TẦN SỐ THẤP.

[oh từ trường và điện cũng có vấn đề]

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.