Трассировка индуктивности при прокладке силовых цепей для печатной платы

Сопротивление между двумя точками на листе меди в 1 унцию составляет 0,5 мОм на квадрат, поэтому сопротивление составляет 0,5 мР, независимо от того, насколько далеко друг от друга находятся две точки (но немного выше у края, отсюда и 5-миллиметровая капля, где находится точка вашей звезды). вместе выглядит как сеть или резисторы (см. ниже), от которых отходят ваши тонкие дорожки, каждая из которых имеет соотношение сторон 100: 1, поэтому R = 50 мР. Дорожки имеют длину 1 дюйм, поэтому длина около 10 нГн, поэтому всего 20 нГн между два узла и 10 нГн взаимной индуктивности.

Если вместо этого вы подключитесь к плоскости заземления, то вы получите ту же сетку резисторов в блобе, но блоб заполнит всю плату. И исчезнут все паразитные резисторы и катушки индуктивности.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

См. также https://www.edn.com/total-inductance-in-the-return-path-rule-of-thumb-7/

и https://www.edn.com/sheet-resistance-of-copper-foil-rule-of-thumb-13/

и https://www.edn.com/resistance-of-a-copper-trace-rule-of-thumb-14/

Обратите внимание, что как сопротивление, так и индуктивность двумерного прямоугольника (или трехмерного прямоугольного блока) масштабируются в соответствии с отношением длины к ширине (для заданной толщины), фактическая длина не имеет значения, поэтому наименьшее сопротивление и индуктивность имеют квадратный лист, т.е. весь слой на печатной плате.

Чтобы предотвратить коробление печатной платы, когда она проходит через печи/ванны для пайки, вы делаете твердый слой в виде сетки (чтобы у маленьких кусочков меди было место для расширения).

Это довольно странный подход, заземление звездой полезно для некоторых чувствительных дорожек в прецизионных аналоговых схемах, но ваш подход имеет большую (собственную и взаимную) индуктивность в длинных ветвях, что бесполезно.

Наилучший подход — использовать нижний слой в виде почти сплошного листа меди (на самом деле для производственных целей лучше использовать узор с перекрестной штриховкой). Если нижний заземляющий слой разделен, например, для того, чтобы через него можно было проложить силовые трассы, то поместите мосты через него на верхний слой.

Вы должны быть осторожны, где вы ставите узел «Agnd», это по сути центр вашей звезды, если вы держите все сильноточные силовые устройства слева от этой точки, а все чувствительные аналоговые устройства справа, то у вас вообще не будет проблем.

Вот типичная схема заземления вокруг процессора ATMEGA, Agnd обведен зеленым, аналоговые входы находятся на правой стороне этого чипа, выходы pwm идут снизу чипа, к MOSFET слева (за кадром). ). Обратите внимание на почти полную сетку заземления и низкую индуктивность связи с ней под чипом.

Вот пример моста верхнего слоя к нижней индуктивности, на правом краю изображения есть аналоговый мультиплексор.