İki katmanlı bir karttaki ayırıcı kapasitörlerle sinyal dönüş yolunu optimize edin


9

Oldukça karmaşık iki katmanlı bir tahta tasarlıyorum - gerçekten 4 katmanlı bir tahtaya gitmeliyim, ama buradaki nokta değil. Bileşen yerleştirme ve yönlendirme ile işim bitti ve yer düzlemlerinin tahtanın çoğunu kapladığından ve birlikte iyi bir şekilde dikildiğinden emin olmak gibi son rötuşları yapıyorum.

Belirli bölgelerde, bir zemin düzlemi üzerine yerleştirilmiş sinyal izlerim (örn. SPI), daha sonra bir güç izi (14V), daha sonra başka bir zemin düzlemi var. Bu güç izini yoldan çekebilmemin bir yolu yok, bu yüzden sinyal izlerinin altında, güç iziyle yer düzlemleri arasında bazı ayırma kapasitörlerine (100nF) sahip olarak sinyal dönüş akımlarının geçmesine izin verebileceğimi düşündüm.

İşte düşündüğüm bir görüntü:

Ayrılma kapasitörleri üzerindeki sinyal

Bu, sinyal döngüsü alanını azaltmak ve EMI'yi kontrol etmek için iyi bir fikir mi?


Tüm bu karmaşıklığın amacını görmüyorum ve kapasitör eklemenin devrenin gürültüsünü artırdığından eminim. Güç izinden geçen dijital sinyaller, dekuplaj kapasitörlerini elektrikli cihazların yanına yerleştirdiğiniz sürece kritik değildir. Dijital sinyaller nispeten hızlı kenarlardır ve güç izini fazla etkilememelidir. Çoğu IC'nin güç kaynağı pimlerinde ortak bir gürültü reddi vardır, bu yüzden gerçekten önemli değildir. Ayrıca, SPI izlemeniz güç izine diktir, bu da çapraz konuşmanın en az olacağı anlamına gelir.
lucas92

Sinyal bütünlüğü veya izler arasındaki bağlantı konusunda endişelenmiyorum, bu sorumun konusu değil. Sinyal dönüş yolu oldukça uzun ve genellikle sinyal izlerinin altında değil, bu genellikle önerilir. USB sinyalleri ve geri dönüş akımının diğer katmandaki sinyal izlerine olabildiğince yakın akmasını sağlamak için kapasitörlerin kullanılması tavsiye edilen uygulama notu hakkında okuduğumu hatırlıyorum.

Ah, yere dönüş yolundan endişe ediyorsun. Soruyu yanlış anladım. Bundan emin değilim, muhtemelen güç izine gürültü ekleyeceksin değil mi?
lucas92

Ben de merak ediyorum. İlgili akımlar gerçekten küçüktür ve güç izlemesi ona bağlı her IC'nin (bypass kapakları) yakınında filtrelenir, bu yüzden bir sorun olup olmayacağından emin değilim.

Ancak bu şekilde yaparsanız, DC referansını yerel GND topraklamasına ne ayarlayacak? DC referansı için başka bir izlemeye mi ihtiyacınız var?
lucas92

Yanıtlar:


1

Anlayışınızda haklısınız. Herhangi bir sinyalden gelen geri dönüş akımı, bitişik bir toprak veya güç düzlemi kullanarak sinyalin kendisi ile aynı yolu izlemek isteyecektir. Zemin düzlemi kırılırsa, yine de sinyalin kaynağına giden bir yol bulur, ancak daha yüksek emisyonlar ve daha kötü bağışıklık ile sonuçlanabilecek daha uzun optimal yolla. Bunun tasarımınızda bir sorun olup olmadığı, sinyallerin saat hızı ve daha da önemlisi kenarlarının hızı gibi birçok faktöre bağlıdır.

Bunun bir sorun olabileceğini düşünüyorsanız (ve muhtemelen biliyorsunuz), en iyi çözüm, kesintisiz bir zemin düzlemine sahip olmak için 4 veya daha fazla katman tahtası kullanmaktır. 2 katlı bir tahta kullanarak, iki zemin düzlemini mevcut dönüş yolunu sağlamak için kırıldığı noktada birleştirmek için 0805 veya 1206 sıfır-Ohm bağlantısı ekleyebilirsiniz.


1
Ben de öyle düşünmüştüm. Prototipimin bir sonraki yinelemesinde 4 katmanlı bir tahtaya gidebilirim, ancak şu an gerçekten bir seçenek değil (ve EMI uyumluluğu henüz bir sorun değil). Güç izi tarafından oluşturulan yuva, sıfır ohm ile köprülenemeyecek kadar geniştir, bu yüzden kapasitör çözümüm. Ayrıca , kapasitör dikişinin en düşük olduğunu ancak 100MHz'den daha düşük frekanslar (veya kenar hızı) için geçerli olduğunu gösteren bu kağıdı buldum .

Yukarıdaki bağlantılı kağıdın doğrudan iki referans düzlemi birbirine bağladığını, buna karşılık sinyal dönüş akımını bir ara iz yoluyla "yönlendirmek" zorunda olduğumu belirtmeyi unutmuşum.

2
Kondansatör çözümünüzün sorunlara yol açacağını düşünmüyorum, sadece 0R ile uçakları doğrudan dikmek kadar iyi olduğunu düşünmüyorum.
Steve G
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.