Оптимальное размещение, разводка печатных плат для обходных/развязывающих конденсаторов и контуров заземления

Я видел разные ответы относительно прокладки декапсов, задаваясь вопросом, какой метод оптимален для лучшего распределения мощности и помехозащищенности:

введите описание изображения здесь

Другой вопрос, не вызовет ли эта маршрутизация контуры заземления? Обычно я не разделяю переходные отверстия заземления, но в этом случае мне нужна плоскость заземления большего размера на верхнем слое:

введите описание изображения здесь

Редактировать: это 8-слойная плата с выделенными заземляющими плоскостями GND и PGND.

у вас всегда будут контуры заземления и, следовательно, какое-то взаимодействие; Ваша задача — понять, какие методы компоновки (и, возможно, добавление дополнительных конденсаторов и последовательных резисторов VDD для создания локальных батарей) необходимы для достижения коэффициента битовых ошибок канала передачи данных, или детерминированного джиттера важных сигналов, или кодового разброса от ваши выходные коды AnalogDigitalConverter, вам необходимо добиться удовлетворительного поведения системы.

Ответы (1)

Большая часть этого становится критической только в 2 категориях:

  • Высокая точность, например, измерение микровольт
  • Высокая скорость, например, сигналы 100+ МГц

Вам нужно начать думать о ваших сигнальных путях в петлях, это ваш сигнал, а также его обратный путь, либо через источник питания, землю, либо какую-то другую сигнальную линию для дифференциальных сигналов.

Вы хотите, чтобы этот обратный путь следовал за вашим сигналом как можно ближе, будь то рядом с ним на том же слое или непосредственно под ним на противоположной стороне, это связывает электрические и магнитные поля каждого сигнала с другим, и оба уменьшают внешнее излучение. но также снижает возможность соединения внешних сигналов, это иногда называют «областью петли».

Совместное использование переходных отверстий / заземления является проблемой только тогда, когда ток от одного источника может привести к достаточно большому сдвигу напряжения, чтобы вывести из строя другой источник, для высокой скорости индуктивность переходного отверстия может вызвать значительное падение напряжения, а для точности несколько мА может внести больше шума, чем сигнал в чувствительные схемы,

Для вашего сквозного размещения эмпирическое правило заключается в том, что ваше устройство подключается к своему развязывающему конденсатору, а затем к шине питания, и вас больше заботит, чтобы дорожки к развязке были короткими, а не дорожки к вашим источникам питания. это действует как слабый фильтр, поскольку сопротивление и, более того, индуктивность дорожек образуют фильтр нижних частот, который поглощает либо шум источника питания, либо шум от вашего устройства к источнику питания.

для высокоскоростных сигналов переходные отверстия являются довольно индуктивными, где, возможно, обычно предпочтительно, чтобы развязка находилась на той же стороне, что и микросхема, а их соединение с шиной питания переходило на другую сторону платы.

Я бы сказал, что вы пропустили критическую категорию; импульсные блоки питания. Развязка и заземление имеют решающее значение в этих случаях, так как существует значительный шум переключения, который необходимо контролировать.
Они попадут под высокую скорость, когда они начнут переключаться достаточно быстро, это подпадает под ту же проблему индуктивности, что и для шума переключения, если вы спланируете как сигнальный, так и обратный путь каждой части, вы получите тот же эффект, уменьшенный площадь петли,
Забыл упомянуть, что у меня есть отдельные слои PGND и GND, поможет ли это? Обычно я не разделяю переходные отверстия заземления между компонентами, но у меня очень ограниченное пространство. Эта конструкция представляет собой материнскую плату с микроконтроллером 200 МГц и преобразователем постоянного тока 100 кГц ~ 2,5 МГц.
У меня нет вашей схемы под рукой, поэтому вам придется ответить на эту часть самостоятельно или предоставить мне достаточно информации, чтобы ток / всплеск тока от одного узла, который использует переходное отверстие, создавал значительное напряжение, например, более 10 мВ. , если это так, то это может быть проблемой. Каждый раз, когда вы приближаетесь к части схемы, вы в конечном итоге размещаете ее по-другому, когда я застреваю, оптимизируя что-то, я обычно дублирую группу компонентов с платы, оптимизирую ее там, а затем возвращаю обратно в печатную плату.