Pensa alle correnti ad alta frequenza che attraversano il piano terra.
Alle basse frequenze, la corrente segue il percorso di minor resistenza (letteralmente). Un'isola nel piano terra non è un grosso problema in termini di resistenza. C'è ancora molto rame su entrambi i lati dell'isola in modo che la corrente possa fluire attorno ad essa con una leggera caduta di tensione.
Tuttavia, le cose sembrano diverse alle alte frequenze. Le correnti di ritorno ad alta frequenza sul piano terra tendono a seguire lo stesso percorso delle correnti dirette sugli altri strati. Questa è una proprietà utile poiché minimizza l'area del circuito di corrente totale, e quindi si irradia di meno e il circuito è anche meno suscettibile alla radiazione in arrivo. Le isole del piano terra costringono le correnti ad aggirarle, il che può aumentare significativamente l'area del circuito delle correnti ad alta frequenza. Guardandolo in un altro modo, puoi pensare ai conduttori sullo strato superiore come a formare una linea di trasmissione con il piano di massa. L'isola interrompe questa linea di trasmissione, che aumenta l'impedenza, che aumenta la caduta di tensione sul piano di massa.
Un altro effetto è qualcosa noto come "antenna slot". Questo è l'inverso di un dipolo, ma si comporta proprio come un dipolo per irradiare e ricevere. Se la corrente ad alta frequenza scorre lungo la lunghezza di un foglio conduttivo e quindi si taglia una fessura in quel foglio perpendicolare al flusso di corrente, si dispone di un'antenna a fessura. Questo è uno dei motivi per cui i fori del flusso d'aria nel telaio metallico sono generalmente un mucchio di fori, non scanalature o singole aperture di grandi dimensioni.
Su una scheda a due strati, di solito è necessario instradare alcuni dei segnali sul livello inferiore. Tuttavia, si desidera lasciare lo strato inferiore un piano terra nella misura del possibile. Dall'analisi sopra, puoi vedere che più piccole isole sono meglio di alcune grandi. La metrica per cui vuoi lottare è minimizzare la dimensione massima di qualsiasi isola.
Uso Eagle e il suo router automatico spesso per queste cose. Nelle prime pass di routing ho impostato i costi solo per trovare una soluzione di routing. Nei passaggi successivi suppongo che sia stata trovata una soluzione e che ora debba essere ottimizzata per ridurre al minimo il danno al piano terra. Per ottenere ciò, ho impostato il costo del livello del piano di terra alto e il costo via inferiore. Ciò si traduce in "ponticelli" più corti nello strato del piano terra anziché in tracce lunghe. Sfortunatamente Eagle tende ancora a raggruppare questi ponticelli, anche con il parametro hugging impostato su 0. Dopo il percorso automatico finale, pulisco manualmente un po 'il piano di massa. Questo di solito non sta cambiando la topologia, ma principalmente separando i singoli ponticelli l'uno dall'altro in modo che tra loro fluisca il rame.
Ecco il disegno del livello inferiore di una tale scheda:
Questo mostra il livello inferiore del nostro programmatore PIC USBProg . Un circuito di quella complessità non può essere instradato su un singolo strato, ma nota come ci siano molte piccole isole singole invece di lunghe tracce o grossi gruppi di ponticelli nello strato inferiore. Per la maggior parte, le correnti di ritorno ad alta frequenza possono ancora fluire senza troppa deviazione dai loro percorsi ideali.