เมื่อใดฉันจึงควรใช้เครื่องบินภาคพื้นดิน?

ฉันใหม่กับการออกแบบ PCB วงจรของฉันมีแรงดันไฟฟ้า 3.3V ความถี่สัญญาณสูงสุด 400 kHz และส่วนประกอบน้อยกว่า 10 ชิ้นเชื่อมต่อกับกราวด์ ฉันต้องการระนาบกราวน์ใน PCB ของฉันหรือไม่? หรือแม่นยำ: ฉันควรใช้ระนาบกราวด์เมื่อใด

หลายอย่างขึ้นอยู่กับว่าคุณกำลังทำ PCB เชิงพาณิชย์เพื่อผลิตและจำหน่ายหรือไม่หรือบอร์ดแบบใช้ครั้งเดียวไม่กี่ตัวสำหรับการใช้งานของคุณเอง ถ้าก่อนหน้านี้แผนพื้นดินมีความสำคัญยิ่งกว่าที่จะทำให้การแผ่รังสีที่ปล่อยออกมานั้นเป็นไปตามข้อกำหนดของ FCC (ตอนที่ 15, รังสีโดยไม่ได้ตั้งใจ), CE และข้อบังคับอื่น ๆ ถึงแม้ว่าฉันเคยเห็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์มากมาย - พื้นระนาบ (ในอีกทางหนึ่งลูกค้าของฉันเพิ่งสร้างบอร์ดหกชั้นที่มีสัญญาณสามชั้นเลเยอร์ Vcc และเครื่องบินภาคพื้นดินสองเครื่องในการกำหนดค่าแซนวิช)

หากคุณมีสัญญาณสูงถึง 400 kHz ดูเหมือนว่าคุณไม่ได้ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ (หรือถ้าคุณเป็นคุณกำลังใช้ออสซิลเลเตอร์ภายในดังนั้นจึงไม่มีคริสตัล) หากคุณสร้างต้นแบบวงจรของคุณบนแผงควบคุมไร้สายหรือสิ่งที่คล้ายกันและมันทำงานได้ดีมันก็น่าจะทำงานได้ดีโดยไม่ต้องมีพื้นราบ

แม้ว่าคุณกำลังทำผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์หากอุปกรณ์ของคุณใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และไม่มีสัญญาณใดที่สูงกว่า 1.705 MHz (ซึ่งเป็นจริงในกรณีของคุณ) แสดงว่าอุปกรณ์นั้นได้รับการยกเว้นจากกฎของ FCC

ก่อนอื่นคุณต้องแน่ใจว่าสมมติฐานของคุณถูกต้อง ตัวอย่างเช่นหากวงจรของคุณเชื่อมต่อกับอุปกรณ์สองชิ้นที่ขับเคลื่อนโดยอุปกรณ์สวิตช์โหมดจะมีกระแสความถี่สูงโหมดทั่วไปที่ไหลระหว่างหน่วยเหล่านั้น กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านอุปกรณ์ของคุณสร้างแรงดัน "เสียง" บนความต้านทานของร่องรอยในวงจรของคุณ

ประการที่สอง: ไม่ว่าจะเป็นปัญหาหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับว่าวงจรกำลังทำอะไร คุณจำเป็นต้องประเมินความต้านทานของร่องรอยระหว่างโหนดต่าง ๆ ในวงจรและสร้างผลกระทบต่อวงจร หากคุณกำลังใช้เครื่องมือสร้างแบบจำลองวงจรเช่นเครื่องเทศคุณควรแทนที่การเชื่อมต่อที่ "แข็ง" ด้วยวงจรเทียบเท่ากับการติดตามความต้านทาน จากนั้นคุณสามารถตรวจสอบว่าแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงในความต้านทานเหล่านั้นเป็นปัญหาหรือไม่

อุดมคติคุณควรใช้ระนาบพื้นเสมอ แต่ด้วยเหตุผลที่แตกต่างไม่สามารถทำได้หรือเหมาะสมเสมอไป:

• 1 และ 2 เลเยอร์ PCB:

สำหรับ 1 เลเยอร์ฉันคิดว่าเหตุผลค่อนข้างชัดเจน คุณสามารถเติม PCB ที่ไม่มีการรูทด้วย copper ไปยัง GND แต่นั่นไม่ใช่ระนาบกราวด์จริง
สำหรับสองเลเยอร์คุณไม่มีพื้นที่เพียงพอสำหรับการกำหนดเส้นทางในเลเยอร์หนึ่งและระนาบกราวด์ในอีกชั้นหนึ่ง แต่ถ้าทำได้สามารถทำได้แม้ว่าคุณจะมีร่องรอยเล็ก ๆ

• การออกแบบอนาล็อก:

การออกแบบแอนะล็อกบางแบบไม่ควรอ้างอิงถึงระนาบกราวน์หรือควรมีการเชื่อมต่อดาวสำหรับ GND
ตัวอย่างเช่นหากคุณกำลังทำวงจรซื้อกิจการคุณควรกังวลเกี่ยวกับระนาบอ้างอิงที่แตกต่างกัน เหมือนกันสำหรับแหล่งจ่ายไฟแยก

นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับการออกแบบของคุณหากคุณกำลังออกแบบระดับ CMOS 5V ความไม่สงบเช่นแหลม 1V อาจไม่ส่งผลกระทบต่อพฤติกรรมของวงจรของคุณในขณะที่ 1.8V นั้นจะเป็นอันตรายต่อพฤติกรรม

เหมือนกันสำหรับความถี่และเวลาที่เพิ่มขึ้น: วงจรความเร็วต่ำจะไม่กระจาย EMC มากเกินไปเมื่อเทียบกับวงจรความเร็วสูง (ฉันไม่ได้พูดถึงความถี่สัญญาณ แต่เกี่ยวกับความถี่ที่เพิ่มขึ้นเทียบเท่าเวลา)