Karışık Sinyal PCB, 2 veya 4 Katmanlı?

Şu anda bir müşteri için karışık sinyalli bir PCB tasarlıyorum ve sinyal bütünlüğü hakkında çok şey okudum ve kitapların çoğu sağlam bir zemin düzlemine sahip olmaktan kaynaklanan gürültü direnci nedeniyle 4 katmanlı bir tahta (veya daha fazla) öneriyor ve azaltılmış yönlendirme.

Söz konusu kartta, analog bölümde iki adet 16 bit ADC ve iki adet 16 bit DAC, dijital bölümde bazı seviye değiştiricileri ve mosfetleri olan bir mikro denetleyici ve iki adet DC / DC dönüştürücü ve güçte bir LDO regülatörü vardır. Bölüm. Alan bir kısıtlama değildir, ancak analog bölümde yüksek çözünürlük ve düşük gürültüye sahip olmak önemlidir. Dijital bölüm ile analog bölümün kenarı arasında çalışan ve 10 MHz'den daha az çalışan bir I2C ve bir SPI veri yolu vardır.

Akıllıca yönlendirme Bu tahtayı tamamen 2 kat halinde yapabilirim. 4 katmanlı bir tahta ve özel kara uçağı ile sinyal bütünlüğünde gerçekten büyük bir fark görecek miyim? Ekstra maliyete değer mi? 4'e yaslanıyorum ama görüşlerinizi duymak istiyorum.

Şimdiden teşekkürler çocuklar.

önce cevabımı açıkça belirtmeme izin ver. Dört katmanlı bir levha daha iyi performans verecektir. Fark, tüm kartlar için kesin değildir, ancak dört katmanlı kart, sinyali, gücü ve topraklamayı daha geniş bir şekilde doğrudan birbirinin üzerine yönlendirmenize izin verecektir. Zemini doğrudan güç düzleminin altında tutmak, yakın çevre hatları için çapraz konuşmayı azaltacak ve genel olarak daha iyi yönlendirme seçeneklerine izin vererek gürültüyü azaltacaktır. Dört katmanla, tek noktalı topraklama, zemin düzlemini ikiye kesmeden elde edilebilir bir başarıdır. Esasen, iki katmanlı çözümün zemin düzlemi boyunca kesilmesi gerekiyorsa, iki nokta ile birbirine bağlı iki zemin düzlemi oluşturursunuz. Bu, akım döngüsüne izin verir, gürültüye neden olur ve bu sıcaklık farkları, yakındaki elektronikler, vb. Tarafından daha da kötüleşebilir. Bu cihazın kullanım durumundan emin değilim, ancak sıcaklık, yakındaki EMI ve çalışma frekanslarının tümü oynatılacaktır. Bu yarı yüksek hızlı bir tasarımsa, dört katman kesinlikle bu sinyal hatlarının bütünlüğünü koruyacaktır. Bunların çoğu, bu ADC'lerden ne kadar çözünürlüğe ihtiyacınız olduğuna bağlıdır. Gerçekten 16 bite ihtiyacınız varsa, o zaman dört katmanlı bir tahtadan% 5'lik bir performans artışının buna değer olduğunu söyleyebilirim.

Tasarım yönergelerimi uyguladığım harika bir referans ... http://www.ti.com/lit/an/szza009/szza009.pdf

Şerefe

Yönlendirmenizin çoğunu üst katmanda yapabiliyorsanız ve alt katmanda çoğunlukla sağlam zemin düzlemi bölümlerine sahipseniz, iki katmanlı bir tahtanın muhtemelen sizin için çalışması gerektiğini söyleyebilirim . Yıllar boyunca tanıştığım gerçekten harika insanlardan biri - Dave Vanhorn - rutin olarak iki katmanlı tahtalarda hızlı ve yüksek yoğunluklu tahtalar yapıyor ve ürünlerinin hepsi emisyon uyum testini sorunsuz geçiyor. Fakat o sanatın gerçek bir ustasıdır, ancak çoğu değildir.

Ne olursa olsun, kartınız oldukça basit görünüyor. Alt toprak düzlemi katmanını her devre bloğu için bölümlere ayırın: analog ve dijital ve dönüş akımlarının nerede aktığını bildiğinizden emin olun.

Zemin düzleminde bir izin diğerini geçmesi gereken küçük aralar olması genellikle iyidir. Ancak bu molalar küçüktür ve bakır ile tamamen kaplıdır, sadece üst taraftaki izin altına giren kısa iz ortaya çıkar.

Görünüşe göre, analog devrelere güç veren regülatör güç bölümünde, analog bölüme taşımalısınız, böylece GND referans pimi analog GND üzerinde oturur. Bu şekilde, çıkışı anahtarlayıcıların yakınındaki gürültülü GND'ye değil, analog GND'ye atıfta bulunur.

Şimdi, 2'ye karşı 4 katmanlı sorunuz için, 4 katman kullanmak çok iyi bir düzen yapma zorluğunu azaltacaktır, böylece hata yapma olasılığını azaltacaktır. Bir hata bir sınır anlamına geliyorsa, 4 katın ekstra maliyetine karşı olası bir dönemin maliyetini ve gecikmelerini tartmalısınız.