ปรับเส้นทางการส่งสัญญาณให้ดีที่สุดด้วยตัวเก็บประจุแยกในบอร์ดสองชั้น


9

ฉันกำลังออกแบบบอร์ดสองชั้นที่ค่อนข้างซับซ้อน - ฉันควรเลือก 4 เลเยอร์จริงๆ แต่นั่นไม่ใช่ประเด็นที่นี่ ฉันทำด้วยการวางองค์ประกอบและการกำหนดเส้นทางและฉันกำลังสัมผัสกับการตกแต่งเช่นทำให้แน่ใจว่าระนาบกราวด์ครอบคลุมกระดานส่วนใหญ่และเย็บเข้าด้วยกันได้ดี

ในบางพื้นที่ฉันมีร่องรอยสัญญาณ (เช่น SPI) วางอยู่เหนือระนาบกราวด์แล้วตามด้วยกำลังไฟฟ้า (14V) แล้วระนาบกราวน์อีกอัน ไม่มีวิธีใดที่ฉันสามารถเคลื่อนย้ายกำลังติดตามนี้ออกไปได้ดังนั้นฉันคิดว่าฉันสามารถปล่อยให้กระแสกลับมาไหลผ่านสัญญาณได้โดยมีตัวเก็บประจุแยก (100nF) ระหว่างกำลังติดตามและระนาบกราวด์ภายใต้ร่องรอยสัญญาณของฉัน

นี่คือภาพสิ่งที่ฉันคิด:

ส่งสัญญาณมากกว่าตัวเก็บประจุแยก

นี่เป็นความคิดที่ดีหรือไม่ที่จะลดพื้นที่ลูปสัญญาณและควบคุม EMI?


ฉันไม่เห็นจุดสำหรับความซับซ้อนทั้งหมดนี้และฉันแน่ใจว่าการเพิ่มตัวเก็บประจุเพิ่มเสียงของวงจร สัญญาณดิจิทัลที่ผ่านการติดตามกำลังไม่สำคัญตราบใดที่คุณวางตัวเก็บประจุแยกตัวติดกับอุปกรณ์ขับเคลื่อน สัญญาณดิจิตอลนั้นค่อนข้างเร็วและไม่น่าจะส่งผลกระทบใด ๆ ต่อพลังงาน ไอซีส่วนใหญ่ยังมีการปฏิเสธเสียงทั่วไปในพินของแหล่งจ่ายไฟดังนั้นมันจึงไม่ใช่เรื่องใหญ่ นอกจากนี้การติดตาม SPI ของคุณจะตั้งฉากกับการติดตามพลังงานซึ่งหมายความว่า crosstalk จะน้อยที่สุด
lucas92

ฉันไม่กังวลเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของสัญญาณหรือการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างร่องรอยนี่ไม่ใช่ประเด็นของคำถามของฉัน เส้นทางการส่งสัญญาณกลับค่อนข้างยาวและไม่ถูกต้องภายใต้ร่องรอยของสัญญาณซึ่งเป็นสิ่งที่แนะนำโดยปกติ ฉันจำได้ว่ากำลังอ่านเกี่ยวกับเทคนิคที่ฉันพยายามใช้ในกรณีของสัญญาณ USB และคำแนะนำการใช้งานบางอย่างที่แนะนำโดยใช้ตัวเก็บประจุเพื่อให้กระแสไหลกลับใกล้เคียงกับร่องรอยของสัญญาณในชั้นอื่น ๆ

โอ้คุณเป็นห่วงเกี่ยวกับเส้นทางการกลับมาของพื้นดิน ฉันเข้าใจผิดคำถาม ฉันไม่แน่ใจเกี่ยวกับสิ่งนั้นคุณอาจจะเพิ่มเสียงให้กับการติดตามพลังงานใช่ไหม
lucas92

นั่นคือสิ่งที่ฉันสงสัยเช่นกัน กระแสที่เกี่ยวข้องมีขนาดเล็กมากและร่องรอยกำลังถูกกรองใกล้ IC ทุกตัวที่เชื่อมต่อกับมัน (บายพาสตัวพิมพ์ใหญ่) ดังนั้นฉันไม่แน่ใจว่ามันจะเป็นปัญหาหรือไม่

แต่ถ้าคุณทำอย่างนี้อะไรจะตั้งค่าการอ้างอิง DC ไปยังกราวด์ GND ท้องถิ่น คุณต้องการร่องรอยอื่นสำหรับการอ้างอิง DC หรือไม่
lucas92

คำตอบ:


1

คุณถูกต้องในความเข้าใจของคุณ กระแสย้อนกลับจากสัญญาณใด ๆ จะต้องการติดตามเส้นทางเดียวกับสัญญาณเองโดยใช้กราวด์หรือระนาบกำลังที่อยู่ติดกัน หากระนาบกราวด์แตกมันจะยังคงหาเส้นทางกลับไปยังแหล่งกำเนิดสัญญาณ แต่โดยเส้นทางที่เหมาะสมน้อยกว่าซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการปล่อยมลพิษสูงขึ้นและมีภูมิคุ้มกันที่แย่ลง ไม่ว่าจะเป็นปัญหาในการออกแบบของคุณหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยเช่นความเร็วสัญญาณนาฬิกาของสัญญาณและที่สำคัญกว่านั้นคือความเร็วของขอบ

หากคุณคิดว่าอาจเป็นปัญหา (และคุณอาจคาดเดาได้) วิธีที่ดีที่สุดคือการใช้บอร์ดเลเยอร์ 4 แผ่นขึ้นไปเพื่อให้คุณมีระนาบกราวด์ที่ไม่แตก การใช้บอร์ดเลเยอร์ 2 คุณสามารถเพิ่มลิงก์ศูนย์ 0805 หรือ 1206 โอห์มเพื่อต่อระนาบกราวด์ทั้งสองเข้าด้วยกัน ณ จุดที่พวกมันพังเพื่อให้เส้นทางกลับมาในปัจจุบัน


1
ฉันคิดอย่างนั้น ฉันอาจจะใช้บอร์ดแบบ 4 เลเยอร์ในการทำซ้ำครั้งถัดไปของต้นแบบ แต่ ณ ตอนนี้มันยังไม่เป็นตัวเลือก (และการปฏิบัติตาม EMI ยังไม่เป็นปัญหา) ช่องที่สร้างขึ้นโดยการติดตามพลังงานกว้างเกินไปที่จะเชื่อมมันด้วยศูนย์โอห์มดังนั้นตัวเก็บประจุของฉันจึงแก้ปัญหา ฉันยังพบกระดาษนี้ที่แสดงให้เห็นว่าการเย็บตัวเก็บประจุเป็นสิ่งที่ไม่ดี แต่ทำงานได้กับความถี่ (หรือความเร็วขอบ) น้อยกว่า 100MHz

ฉันลืมที่จะพูดถึงว่ากระดาษที่เชื่อมโยงข้างต้นเชื่อมต่อระนาบอ้างอิงสองอันโดยตรงในขณะที่ฉันจะต้อง "กำหนดเส้นทาง" สัญญาณที่ส่งคืนในปัจจุบันผ่านการติดตามระดับกลาง

2
ฉันไม่คิดว่าโซลูชันตัวเก็บประจุของคุณจะทำให้เกิดปัญหาฉันไม่คิดว่ามันดีพอ ๆ กับการต่อระนาบกับ 0R โดยตรง
Steve G
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.