Do „wypełnienia gruntu” czy nie do „wypełnienia gruntu”?

15

Czytałem o zagadnieniach EMI w inżynierii kompatybilności elektromagnetycznej Henry'ego Ott'a. (wspaniała książka btw).

Jednym z tematów „Układ PCB i tworzenie kopii zapasowych” (alias Ch 16) jest sekcja dotycząca wypełnienia gruntu (16.3.6). Zasadniczo to, co stwierdza, że ​​w celu zminimalizowania „ścieżki prądu powrotnego” należy wykonać wypełnianie obszarów między płytkami złącza wypełnieniem ziemnym. Zupełnie zrozumiałe, jednak w tej samej części na końcu jest napisane: „Chociaż często stosowany z obwodami analogowymi na płytkach dwustronnych, wypełnienie miedzią nie jest zalecane w przypadku szybkich obwodów cyfrowych, ponieważ może powodować nieciągłości impedancji, co może prowadzić do możliwego problemy funkcjonalne. ”. Ta ostatnia część trochę mnie pomieszała, ponieważ spodziewałbym się, że dla sygnałów o wysokiej częstotliwości (które próbują podążać za śladem sygnału) dłuższa ścieżka byłaby malejąca. Czy ktoś może wyjaśnić, dlaczego ta uwaga została wprowadzona?

Wally4u
źródło
Mówi o możliwych problemach - najprawdopodobniej w niektórych obwodach. Wszystkie projekty, które wykonałem dla obwodów szybkich, głównie RF, wypełnienie ziemi (płaszczyzna) jest niezbędne. Powoduje to jednak problemy z dopasowaniem niektórych komponentów do sygnałów RF i cyfrowych, jeśli trzeba dostroić sygnały - co i tak wymaga drogiego sprzętu. Korzystanie z obliczeń pomocniczych dostarczonych przez niektóre schematy jest wystarczająco „dobre”. Jednak ten komentarz nie jest wystarczający do udzielenia odpowiedzi. To tylko niektóre z moich doświadczeń, które nie pasują do reszty ludzi tutaj.
Piotr Kula,

Odpowiedzi:

9

Jasne, weźmy wspólny przypadek mikropasków. Impedancja jest kombinacją samego siebie i jego ścieżki powrotnej (i dielektryka, ale niech to będzie proste). W przypadku mikropasków będzie to płaszczyzna odniesienia poniżej.

Jeśli teraz rzucisz kawałek uziemionej miedzi tuż obok tego mikropasku, jego impedancja jest teraz kombinacją samego siebie, jego płaszczyzny odniesienia i uziemionej miedzi obok niej. Zwykle nie można uzyskać 100% symetrycznego wypełnienia wokół mikropasków, z powodu przelotek, innych linii lub po prostu wpięcia się w pinezkę na opakowaniu. Krótko mówiąc, wszędzie tam, gdzie wypełnienie miedziane zmienia impedancję, otrzymujesz nieciągłości lub zmiany impedancji.

Na przykład na poniższym zdjęciu wystąpiłaby nieciągłość dla głównego śladu, w którym powódź została przerwana przez przelot.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Aby być uczciwym, istnieje jednak rodzaj linii transmisyjnej, którą czasami używamy, zwaną falą współpłaszczyznową, która zasadniczo wygląda jak ślad z dwoma szerokimi miedzianymi wypełnieniami wzdłuż boków (symetrycznie wzdłuż boków).

Jakiś facet od sprzętu
źródło
4
To, co narysowałeś, nie jest linią paskową, to mikropask. Linia paskowa ma dwie płaszczyzny naziemne, jedną poniżej i jedną powyżej. W przeciwnym razie zapytano o doskonałą ilustrację problemu PO.
Photon
Bah! Prawda, miałem na myśli mikropask, naprawię to;) +1
Some Hardware Guy
Więc w zasadzie mówisz, że dodając wypełnienie gruntu pod złączem (i ze względu na efekt skórki zapobiegający wejściu sygnału do płaszczyzny uziemienia) trzeba będzie przejść do krawędzi płaszczyzny uziemienia iz powrotem, aby znaleźć jego optymalna trasa (podobna do segmentowanej
płaszczyzny
1
@ Wally4u, potrzebujesz płaskiej warstwy pod ścieżką, aby utworzyć mikropask kontrolowany impedancją. Dodanie obszaru wypełnienia na górnej warstwie daje możliwość tworzenia nieciągłości (jeśli nie jesteś bardzo ostrożny). To właśnie prowadzi do cytatu Ott (drugi w pytaniu), o który pytałeś.
Photon