PCB Layout Tips og triks: Bruk et bakkeplan når det er mulig

The Great Gildersleeve: Jolly Boys Gift / Bronco Disappears / Marjorie's Wedding (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

PCB Layout Tips og triks: Bruk et bakkeplan når det er mulig


Denne artikkelen diskuterer betydningen av riktig jordingsteknikk i PCB-design.

Relatert informasjon

  • Praktiske PCB Layout Tips Hver designer trenger å vite
  • PCB Layout stil feil som kan ødelegge design

Jeg nekter ikke at det er mulig å designe en PCB uten jordplan, og i mange tilfeller kan du opprette et fullt fungerende bord på denne måten (eller i det minste vil det være fullt funksjonelt når du opererer i et gunstig miljø). Men bakkenivåer er en enkel måte å forbedre ytelsen på og forhindre problemer, og etter min mening er det få situasjoner der det er en god ide å lage jordforbindelser ved hjelp av vanlige spor.

Kobber er en motstand

Skjematiske diagrammer har ledninger, men i virkeligheten er det ingen ledninger (med mindre noen har begynt å lage PCBer ved hjelp av superledere …). Fysiske sammenkoblinger, inkludert PCB-spor, er lavverdige motstander. Det faktum at vi ofte kan ignorere denne sammenkoblingsmotstanden, betyr ikke at den ikke har noen effekt på funksjonaliteten til en krets. På side 8 i dette dokumentet som ble publisert av Analog Devices, viser forfatteren at et 5 cm PCB-spor kan introdusere over 1 LSb av feil i de digitaliserte verdiene generert av en 16-biters ADC.

I mange tilfeller er det ikke mye vi kan gjøre for å redusere effekten av motstand i et signal spor: små IC og ønsket om krets miniaturisering fører ofte til overfylte oppsett som ikke tillater brede spor eller optimal komponentplassering. Vi kan imidlertid forbedre den generelle situasjonen ved å bruke et bakkeplan som reduserer motstanden til returveien.

Denne reduserte tilbakevendingsmotstanden er en grunnleggende fordel ved å inkorporere et bakkeplan i PCB. Det reduserer støy forårsaket av variasjoner i returstrøm, og det oppretter en mer jevn bakspenning (fordi mindre motstand betyr at mindre spenning blir tapt mellom fysisk adskilte deler av bakkenettet). Ved å dedikere et helt lag til bakken og koble alt til flyet ved hjelp av vias og gjennomgående hull, gjør du den fysiske kretsen mer som den idealiserte kretsen i skjematisk diagram.

Enklere og mindre

Et bakkeplan forbedrer de elektriske egenskapene til kretsen din samtidig som du forenkler oppsettoppdraget og i noen tilfeller reduserer størrelsen på PCB. Jeg kommer ikke til å dvele på disse aspektene fordi jeg tror at de er mer eller mindre selvforklarende. Flyet gir deg tilgang til bakkenettet hvor som helst du kan presse i en via-og klemme i en via er langt enklere enn å snakke en jordforbindelse gjennom et sammenflett utvalg av spor, kobberhull og finhøyde IC.

Denne forbedrede rutingen kan tillate deg å skyve komponentene nærmere sammen og dermed redusere brettstørrelsen, selv om det også er mulighet for at brettet blir større hvis grunnplanet får deg til å miste ett av to komponentlag (jeg vil se dette igjen problemet mot slutten av artikkelen).

Unngå Ground Loops

I min erfaring kan begrepet "jordsløyfe" referere til enhver situasjon der et system påvirkes av en forskjell i bakken potensial. Et typisk eksempel er når to moduler er koblet til med en lang kabel, og returstrømmen i kabelen fører til at en motors jordspenning er betydelig høyere enn den andre modulens jordspenning. I denne diskusjonen, men jeg refererer spesielt til en loop av jordforbindelser; for eksempel:

Tilstedeværelsen av et bakkeplan gjør det ikke umulig å skape en bakke, siden CAD-programmet ikke hindrer deg i å tegne spor mellom bakken. Men hvis du konsekvent lager jordforbindelser ved hjelp av vias eller gjennomgående hull, bør problemet i stor grad forsvinne: Ved å slippe vias til flyet, gjør du en direkte forbindelse fra komponenten til et bakken punkt som er forbundet gjennom lavimpedans til alle andre bakken poeng i kretsen.