หากต้องการ "กราวด์" หรือไม่ "กราวด์กราวน์"?


15

ฉันอ่านปัญหา EMI ในวิศวกรรมความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าโดย Henry Ott (btw หนังสือที่ยอดเยี่ยม)

หนึ่งในหัวข้อ "เค้าโครง PCB และสแต็ค" (aka Ch 16) มีส่วนเกี่ยวกับการเติมดิน (16.3.6) โดยทั่วไปสิ่งที่ระบุว่าเพื่อลด "เส้นทางปัจจุบันกลับ" การเติมพื้นที่ระหว่างแผ่นขั้วต่อที่มีการเติมดินควรทำ ค่อนข้างเข้าใจได้ แต่ในส่วนเดียวกันในตอนท้ายกล่าวว่า "แม้ว่ามักจะใช้กับวงจรแอนะล็อกบนแผงสองด้านการเติมทองแดงไม่แนะนำให้ใช้กับวงจรดิจิตอลความเร็วสูงเพราะมันอาจทำให้เกิดความไม่ต่อเนื่องของอิมพีแดนซ์ ปัญหาการใช้งาน ". ส่วนสุดท้ายทำให้ฉันสับสนเล็กน้อยเนื่องจากฉันคาดหวังว่าสำหรับสัญญาณความถี่สูง (ที่พยายามและติดตามการติดตามสัญญาณ) เส้นทางที่ยาวขึ้นจะลดลง ทุกคนสามารถอธิบายได้หรือไม่ว่าเหตุใดคำพูดนี้จึงเกิดขึ้น


มันบอกว่าปัญหาที่เป็นไปได้ - มีแนวโน้มมากที่สุดในบางวงจร การออกแบบทั้งหมดที่ฉันทำขึ้นสำหรับวงจรความเร็วสูงส่วนใหญ่ RF การเติมดิน (ระนาบ) เป็นสิ่งจำเป็น แต่จะทำให้เกิดปัญหาในการพยายามจับคู่ส่วนประกอบบางอย่างสำหรับสัญญาณ RF และดิจิตอลหากจำเป็นต้องปรับแต่งสัญญาณอย่างละเอียดซึ่งต้องใช้อุปกรณ์ราคาแพงอยู่ดี การใช้การคำนวณตัวช่วยจากบางแผนงานนั้น 'ดี' เพียงพอ แต่ความคิดเห็นนี้ไม่ดีพอสำหรับคำตอบ แค่บางส่วนของประสบการณ์ของฉันที่ไม่ตรงกับส่วนที่เหลือของคนที่นี่
Piotr Kula

คำตอบ:


9

แน่นอนว่าให้ใช้กรณีทั่วไปของไมโครสตริป อิมพีแดนซ์มันคือการรวมกันของตัวมันเองและเป็นเส้นทางกลับ (และอิเล็กทริก แต่ช่วยให้มันง่าย) ในกรณีของไมโครสตริปนี่จะเป็นระนาบอ้างอิงข้างใต้

ทีนี้ถ้าคุณไปแล้วโยนชิ้นส่วนของทองแดงลงดินติดกับไมโครสตริปตอนนี้อิมพีแดนซ์ของคุณก็คือการรวมกันของมันเองมันคือระนาบอ้างอิงและทองแดงที่ต่อกราวด์อยู่ข้างๆ คุณมักจะไม่สามารถเติมเต็มสมมาตร 100% รอบ ๆ ไมโครสตริปได้เนื่องจากจุดอ่อนเส้นอื่น ๆ หรือไปที่หมุดบนแพ็คเกจ ดังนั้นในระยะสั้นทุกที่ที่คุณเติมทองแดงนี้เปลี่ยนอิมพีแดนซ์ของคุณคุณจะได้รับความไม่ต่อเนื่องหรือการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์

ตัวอย่างเช่นในภาพด้านล่างจะมีความไม่ต่อเนื่องสำหรับการติดตามหลักที่น้ำท่วมถูกขัดจังหวะโดยผ่าน

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

เพื่อความเป็นธรรมถึงแม้ว่าจะมีสายส่งชนิดหนึ่งบางครั้งเราใช้เรียกว่าไกด์นำคลื่นระนาบร่วมซึ่งโดยพื้นฐานแล้วดูเหมือนว่าจะมีร่องรอยที่มีทองแดงเต็มสองเส้นล้อมรอบอยู่ด้านข้าง (สมมาตรตามข้างของมัน)


4
สิ่งที่คุณวาดไม่ใช่สายไฟมันเป็นไมโครสตริป Stripline มีระนาบกราวน์สองระนาบหนึ่งอันใต้และหนึ่งอันบน มิฉะนั้นภาพประกอบที่ยอดเยี่ยมของปัญหา OP ถามเกี่ยวกับ
โฟตอน

Bah! จริงฉันหมายถึงไมโครสตริปฉันจะซ่อมมัน;) +1
ผู้ชายฮาร์ดแวร์บางคน

ดังนั้นโดยทั่วไปสิ่งที่คุณกำลังพูดคือการเพิ่ม Ground-fill ใต้ตัวเชื่อมต่อ (และเนื่องจากลักษณะพิเศษของผิวที่ป้องกันไม่ให้สัญญาณเข้าสู่ระนาบกราวน์) มันจะต้องไปที่ขอบของระนาบกราวด์และกลับไปหา เส้นทางที่ดีที่สุดของมัน (คล้ายกับที่ราบแบ่งส่วนทำให้เส้นทางผ่านตัวเก็บประจุ decoupling)
Wally4u

1
@ Wally4u คุณต้องมีชั้นระนาบใต้แทร็กเพื่อสร้างไมโครสตริปที่ควบคุมความต้านทาน การเพิ่มพื้นที่เติมบนเลเยอร์ด้านบนให้โอกาสในการสร้างความไม่ต่อเนื่อง (ถ้าคุณไม่ระมัดระวังอย่างยิ่ง) นี่คือสิ่งที่นำไปสู่การอ้างอิง Ott (ที่ 2 ในคำถามของคุณ) ที่คุณถามเกี่ยวกับ
โฟตอน
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.