Я ищу советы и подсказки, связанные с компоновкой печатной платы и разводкой дорожки сигнала + заземления.
Я разрабатываю двухслойную аналоговую печатную плату, которая имеет несколько сигналов ввода-вывода, ведущих к другим платам и от них, и несколько микросхем аналоговых усилителей. У меня есть несколько вопросов о том, насколько тщательным и обширным мне нужно быть при прокладке заземляющих дорожек для передачи обратного тока, и как я могу лучше всего расположить их на плате, чтобы уменьшить шум и наводку (ЭМП). Я использую заземление звездой и не заземляю на плате.
Из того, что я в целом понял, вы хотите запускать сигнальные и обратные дорожки близко друг к другу. Мне кажется, что это та же самая логика, которая используется при прокладке межблочных кабелей от печатной платы, например, между платами или оборудованием. Что касается печатной платы, мне непонятно, что происходит с сигнальными токами, особенно когда задействованы микросхемы. Например, я пытаюсь провести заземление рядом с сигнальной дорожкой от края платы, где расположен разъем ввода/вывода, обратно к звездообразной системе заземления, но не всегда возможно провести эту пару сигнал+возврат до упора. туда, где дорожка сигнала соединяется с выводом на ИС. Должно ли это сильно беспокоить аналоговую (аудио) схему? Аналогичным образом, является ли хорошей практикой пытаться сохранить сигнал + возврат вместе для дорожек, которые проходят между микросхемами на одной плате? Если так, как понять куда течет обратный ток? Например, «возвращается» ли ток на заземляющий контакт первой микросхемы или он течет обратно в систему «звезда-земля»?
Имеет ли какой-либо смысл прокладывать «ответвленную» наземную дорожку, то есть ту, которая проходит вдоль сигнальной дорожки, но затем останавливается там, где парная сигнальная дорожка достигает контакта IC, например, этот конец остается отключенным. Другой конец будет подключен к системе заземления. Я не могу убедить себя, что это будет эффективно, так как «обратка» и ток будет течь, так как один конец отключен. Используются ли когда-либо тупиковые пути, например, для экранирования?
В прошлом я не беспокоился об этом, и я разработал платы, которые, кажется, имеют приемлемо низкий уровень ЭДС и т. д., но мне всегда было любопытно узнать о таких проблемах с маршрутизацией на плате. Я полностью самоучка, поэтому любые слова совета будут очень признательны. Я прочитал несколько документов типа руководств по проектированию печатных плат, которые я мог найти в Интернете, но ни один из них, похоже, не затрагивает эту конкретную проблему - маршрутизацию аналогового сигнала с низким уровнем шума. Может быть, это просто не так важно?
Лучший совет, который я могу дать, — это использовать плату 4L, чтобы у вас была прочная заземляющая пластина. Это само по себе значительно облегчит задачу, так как обратный ток будет протекать практически прямо под дорожкой, несущей прямой ток.
Разница в стоимости на самом деле не так уж велика, если то, что вы делаете, имеет для вас значение и не является безумно большим объемом (10 000+). Вы также можете сэкономить место на плате и время разводки, что поможет компенсировать небольшие дополнительные расходы.
Из того, что я в целом понял, вы хотите запускать сигнальные и обратные дорожки близко друг к другу.
Это применимо, когда сигналы имеют частотный состав, который вы не хотите связывать с другими областями платы, или наоборот. Иногда такая связь может быть неактуальна, а иногда очень актуальна. Так что да, общий совет может быть хорошим, но важны его причины, а не слепое следование рекомендации.
Чтобы визуализировать, как то, что вы делаете, влияет на поведение платы, вам нужно думать обо всех дорожках печатной платы как об индуктивностях, сопротивлениях и емкостях между дорожками. Вы даже можете извлечь эту информацию из печатной платы — пусть даже с использованием очень грубых приближений — и добавить ее в модель вашей схемы в Spice.
Вы также должны думать о цепях как об антеннах, которые соединяются с другими цепями. Замкнутая цепь представляет собой рамочную антенну, и вы можете приблизительно смоделировать ее связь с другими «интересными» цепями, добавив связанные катушки индуктивности в свою модель Spice. Когда вы запускаете сигнал близко к его обратному пути, вы уменьшаете площадь контура цепи и, таким образом, делаете ее хуже антенной. Он будет меньше излучать и будет менее восприимчив к радиации.
Также можно попытаться представить источники помех. Обычно неправильно называть любой нежелательный сигнал шумом, поскольку шум по определению является случайным. Помехи, безусловно, не случайны и тесно связаны с другими вещами, которые происходят внутри и вокруг вашей цепи - по большей части это детерминированное явление.
Один из способов развить интуицию с помощью экспериментов. Настройте несколько спаянных макетных схем и посмотрите, насколько они чувствительны к различным источникам помех.
Венни
МаркУ
CA_Чарли
Майк Уолш
пользователь19579