Ragioni per non riempire l'area di bordo inutilizzata con piani di potenza anziché piani di terra?


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Sulla scheda (a due strati) che sto progettando, ho un'area non utilizzata relativamente grande. Invece di versarlo solo con terra su entrambi i lati, sto pensando di riempirlo con Vcc da un lato e terra dall'altro, per creare una piccola capacità tra il terreno e il Vcc. (Aggiungerò comunque un'adeguata capacità di disaccoppiamento da normali condensatori.)

La scheda non è esattamente ad alta velocità (microcontrollore 16 MHz, che fa solo IO digitale). E credo che sarebbe difficile ottenere anche 1 nF di capacità dall'area della scheda disponibile, credo. Quindi potresti sostenere che questa capacità aggiuntiva non sta facendo molta differenza. Ma c'è qualche motivo per cui potrebbe essere una cattiva idea e dovrebbe essere evitata?

Risposte:


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Di norma, la massa del circuito funge da punto di riferimento per tutti i segnali. Ecco perché deve avere una differenza di tensione molto bassa su tutto il circuito. In genere non è vero per il Vcc - fintanto che non viene misurato alcun segnale rispetto al Vcc, sono accettabili alcune maggiori differenze di tensione.

La corrente totale nella linea Vcc è uguale alla corrente della linea di terra. Ma a causa dei motivi del paragrafo precedente, la linea di terra deve avere una resistenza molto inferiore (in realtà l'impedenza) rispetto alla linea Vcc, dove un'induttanza elevata insieme a condensatori di disaccoppiamento è persino buona.

Ecco perché, il terreno viene spesso instradato come area, ma Vcc è semplicemente traccia abbastanza spessa.

Tutto questo era in teoria. Se il tuo PCB non ha a che fare con correnti elevate e / o frequenze molto alte, probabilmente puoi instradarlo nel modo che preferisci e tutto andrà bene. Quindi, non essere paranoico.

Nota a piè di pagina: se si dispone di aree vuote così grandi, non è meglio cambiare il design per ridurre le dimensioni del PCB?


Nota a piè di pagina: un grande connettore, così come il montaggio del case, espande la larghezza della scheda. I circuiti integrati e altri componenti espandono l'altezza della scheda. Ma non è proprio che molto spazio. L'area totale della scheda è di circa 30 * 75 mm.
nitro2k01,

@ nitro2k01 - beh, suppongo qualcosa di simile. Ma l'ultimo paragrafo prima della nota a piè di pagina è ancora prezioso. :)
johnfound,

Sì, conosco quasi già la risposta, non farà alcuna differenza rilevabile in entrambi i casi. La domanda è meno "Non ho idea" e più "sorprendimi". Ovviamente, può ancora generare risposte interessanti che sono generalmente utili alla comunità.
nitro2k01

" dove l'elevata induttanza insieme ai condensatori di disaccoppiamento è persino buona ". Perché? Perché formano un filtro passa-basso?
Rafael,

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@Rafael Infatti. In alternativa, induttanza in serie offre un'alta impedenza per il contenuto ad alta frequenza (picchi di corrente) e impedisce la propagazione delle interferenze verso l'alimentatore o il bus di alimentazione. I condensatori (preferibilmente a basso ESR e posizionati vicino al dispositivo di interesse) d'altra parte offrono una bassa impedenza per il contenuto di frequenza e si assicurano che la barra di alimentazione possa rispondere abbastanza rapidamente. Cioè, il filtro passa-basso formato, se visto in questo modo, riguarda il livellamento dell'attuale assorbimento che vede l'alimentatore.
nitro2k01,

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La piccola capacità extra che otterrai sulla rete elettrica sarà praticamente irrilevante. Sarà basso ESR, ma non sarà proprio dove ne hai bisogno, quindi non aiuterà molto.

Nella tua situazione, non farei il piano di potere. C'è un piccolo inconveniente elettricamente, ma aggiunge solo un po 'più possibilità di incasinare qualcosa. Inoltre renderà più difficile la modifica della scheda nel caso in cui sia necessario apportare alcune modifiche dopo il test. Se si utilizza il piano di potenza, assicurarsi che tutti i pad per quel segnale incorporato nel piano abbiano rilasci termici, altrimenti saranno difficili da saldare.

In breve, non importa molto in entrambi i modi, quindi lo tralasciavo per semplicità e meno possibilità di errore.


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Bene, ci sono sia aspetti positivi che negativi.

Anche se potresti non avere molta capacità, sarà una capacità di altissima qualità. Ciò significa che la sua auto risonanza sarà a una frequenza molto più alta che dice un tappo di ceramica, a causa della bassa induttanza. Quindi funzionerebbe come il disaccoppiamento di frequenze molto più alte.

Il negativo è che ora stai potenzialmente spostando un segnale aggressore (la tua barra di alimentazione) più vicino ad altri segnali che possono quindi captarlo perché l'accoppiamento è aumentato perché occupa più area della scheda.

Tieni presente che il potere è anche una "terra" in termini di analisi di piccoli segnali. Mentre potrebbe essere pericoloso disaccoppiarvi, ciò potrebbe in alcuni casi essere vantaggioso.


Per quanto riguarda quello che stai dicendo di avvicinarti, non vedo come sia il caso. Questa parte della scheda è per lo più non popolata e l'unico posto in cui Vcc incontra altri segnali (con o senza il riempimento) è lungo un lato della traccia o aspirante piano. Ho l'impressione che l'unico grande accoppiamento capacitivo aggiunto sia tra terra e Vcc.
nitro2k01

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Secondo la risposta di Olin. Farà poca differenza perché la capacità è così lontana ed è così piccola. È meglio posizionare i condensatori reali vicino ai pin.

Tuttavia, come notato in precedenza , è necessario aggiungere "Ladro di rame" a quelle sezioni della scheda per garantire una gestione più rapida e migliore del PCB in modo da migliorare l'attacco.

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