Dlaczego nie należy wypełniać nieużywanego obszaru planszy samolotami energetycznymi zamiast samolotów naziemnych?

16

Na (dwuwarstwowej) planszy, którą projektuję, mam stosunkowo duży nieużywany obszar. Zamiast po prostu wylać go ziemią po obu stronach, rozważam wypełnienie go Vcc z jednej strony i ziemi z drugiej, aby stworzyć małą pojemność między ziemią a Vcc. (Oczywiście nadal dodam odpowiednią pojemność odsprzęgającą od zwykłych kondensatorów.)

Płytka nie jest dokładnie tak wysoka (mikrokontroler 16 MHz, robi tylko cyfrowe we / wy). Wydaje mi się, że ciężko byłoby mi wytworzyć nawet 1 nF pojemności z dostępnego obszaru płyty. Można więc argumentować, że ta dodatkowa pojemność nie robi dużej różnicy. Ale czy jest jakiś powód, dla którego może to być zły pomysł i należy go unikać?

nitro2k01
źródło

Odpowiedzi:

10

Z reguły masa obwodu służy jako punkt odniesienia dla wszystkich sygnałów. Dlatego musi mieć bardzo małą różnicę napięcia w obwodzie. Zasadniczo nie jest to prawdą w przypadku Vcc - dopóki nie zostaną zmierzone żadne sygnały w stosunku do Vcc, dopuszczalne są pewne większe różnice napięcia.

Całkowity prąd w linii Vcc jest równy prądowi linii uziemienia. Ale z powodów powyższych akapitów linia uziemienia musi mieć znacznie niższy opór (faktycznie impedancję) niż linia Vcc, gdzie wysoka indukcyjność wraz z kondensatorami odsprzęgającymi jest nawet dobra.

Dlatego ziemia jest często kierowana jako obszar, ale Vcc jest po prostu wystarczająco gruba.

To wszystko było w teorii. Jeśli twoja płytka drukowana nie radzi sobie z wysokimi prądami i / lub bardzo wysokimi częstotliwościami, prawdopodobnie możesz poprowadzić ją w dowolny sposób i wszystko będzie dobrze. Więc nie bądź paranoikiem.

Przypis: Jeśli masz tak duże puste obszary, czy nie lepiej jest zmienić projekt, aby zmniejszyć płytkę drukowaną?

johnfound
źródło
Odnośnie przypisu: Duże złącze, a także mocowanie obudowy zwiększa szerokość płyty. Układy scalone i inne elementy zwiększają wysokość płyty. Ale tak naprawdę to niewiele miejsca. Całkowita powierzchnia płyty wynosi około 30 * 75 mm.
nitro2k01,
@ nitro2k01 - cóż, podejrzewałem coś podobnego. Ale ostatni akapit przed przypisem jest nadal cenny. :)
johnfound
Tak, właściwie już znam odpowiedź, to i tak nie zrobi żadnej wykrywalnej różnicy. Pytanie brzmi mniej „Nie mam pojęcia”, a bardziej „Zaskocz mnie”. Oczywiście nadal może generować ciekawe odpowiedzi, które są ogólnie przydatne dla społeczności.
nitro2k01
gdzie wysoka indukcyjność wraz z kondensatorami odsprzęgającymi jest nawet dobra ”. Dlaczego? Ponieważ tworzą one filtr dolnoprzepustowy?
Rafael
1
@Rafael Rzeczywiście. Innymi słowy, indukcyjność szeregowa zapewnia wysoką impedancję dla treści o wysokiej częstotliwości (skoki prądu) i zapobiega rozprzestrzenianiu się zakłóceń do zasilacza lub szyny zasilającej. Z drugiej strony kondensatory (najlepiej niskie ESR i umieszczone w pobliżu interesującego urządzenia) dają niską impedancję dla zawartości częstotliwości i gwarantują, że szyna zasilająca zareaguje wystarczająco szybko. To znaczy, utworzony filtr dolnoprzepustowy, jeśli jest tak widziany, dotyczy wygładzenia bieżącego poboru, jaki widzi zasilacz.
nitro2k01
6

Drobna dodatkowa pojemność, którą uzyskasz w sieci energetycznej, będzie praktycznie nieistotna. Będzie niski ESR, ale nie będzie tam, gdzie jest to potrzebne, więc to niewiele pomoże.

W twojej sytuacji nie zrobiłbym płaszczyzny mocy. Elektrycznie jest trochę wad, ale daje tylko trochę więcej szansy, że coś zepsujesz. Utrudni to również edycję płyty na wypadek, gdybyś musiał wprowadzić kilka zmian po przetestowaniu. Jeśli korzystasz z płaszczyzny mocy, upewnij się, że wszelkie pady dla tego sygnału osadzone w płaszczyźnie mają termiczne releafs, w przeciwnym razie będą trudne do lutowania.

Krótko mówiąc, nie ma to większego znaczenia w obu przypadkach, więc zostawiłbym to dla uproszczenia i mniejszej szansy na błąd.

Olin Lathrop
źródło
4

Cóż, są zarówno pozytywne, jak i negatywne.

Chociaż możesz nie uzyskać dużej pojemności, będzie to bardzo wysokiej jakości pojemność. Oznacza to, że ze względu na niską indukcyjność, jego własny rezonans będzie miał znacznie większą częstotliwość niż ceramiczna czapka. Więc działałoby to tak samo odsprzęgając jak znacznie wyższe częstotliwości.

Negatywne jest to, że potencjalnie przesuwasz teraz sygnał agresora (twoja szyna zasilająca) bliżej innych sygnałów, które następnie mogą go odebrać, ponieważ sprzęgło jest zwiększone, ponieważ zajmuje więcej miejsca na płycie.

Pamiętaj, że moc jest również „gruntem” pod względem analizy małych sygnałów. Oddzielenie się od niego może być niebezpieczne, ale w niektórych przypadkach może być korzystne.

symbol zastępczy
źródło
Co do tego, co mówisz o zbliżaniu się, nie rozumiem, jak to jest. Ta część planszy jest w większości pusta, a jedynym miejscem, w którym Vcc spełnia inne sygnały (z wypełnieniem lub bez), jest wzdłuż jednej strony śladu lub niedoszłej płaszczyzny. Mam wrażenie, że jedynym ważnym dodatkowym sprzężeniem pojemnościowym jest uziemienie i Vcc.
nitro2k01
3

Popieram odpowiedź Olin. Nie będzie to miało większego znaczenia, ponieważ pojemność jest tak daleko i jest tak mała. Lepiej umieścić rzeczywiste kondensatory w pobliżu pinów.

Jednak, jak wspomniano wcześniej , należy dodać „Kradzież miedzi” do tych sekcji płyty, aby zapewnić szybsze i lepsze obchodzenie się z płytką drukowaną, aby trawienie było lepsze.

Gustavo Litovsky
źródło