¿Las señales de un lado se ven afectadas por otras señales del lado en PCB de múltiples capas?

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Diseñando una placa de 4 capas, descubrí que si coloco algunas líneas eléctricas en la capa superior, puedo mantenerlas amplias y enrutarlas sin ningún problema. Pero estas líneas son muy ruidosas porque alimentan un grupo de leds PWM (a 5V / 1.5A) y un motor cepillado (a 5V / 1A). Dado que esto no es un consejo profesional, tal vez pueda ignorarlo, pero esto me hizo pensar en cuánto afectará esto a las señales y componentes del otro lado de la PCB. He estudiado que las cubiertas de metal actúan como una jaula de Faraday creando una "inmunidad" en los circuitos que están dentro y que tienen el suelo conectado a la cubierta.

Mi pregunta genérica: Dado que una capa de la PCB es un plano de tierra firme y es como una pared entre la señal / componentes y las líneas eléctricas, ¿esta suposición sigue siendo cierta? En caso afirmativo, esto se utiliza en tableros profesionales?

Mi pregunta específica: En mi caso, ¿la EMI de estas líneas puede interrumpir mis circuitos lógicos de 3.3v o serán tan poco como para afectar una lectura de ADC? (es solo una pequeña placa general con un STM32 L0, las líneas tienen impedancia igualada, no más de señales de 2 cm)

    
pregunta Singee

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Sí, diferentes conductores en una PCB tienen alguna capacidad entre ellos. Esto puede provocar el acoplamiento de señales entre trazas. Las formas habituales de evitar esto son:

  1. Distancia. La capacitancia entre trazas cae con la distancia.

  2. blindaje. Ponga otros conductores de baja impedancia (como tierra) entre las dos trazas. Van a cada pareja a este conductor central, pero no a la otra. Esto se aplica a trazas paralelas en la misma capa, y algo así como un plano de tierra o de potencia en una capa entre los dos conductores.

  3. Buen diseño. Intente limitar el voltaje dV / dt, ya que el acoplamiento capacitivo es proporcional a él. Intente reducir la impedancia de las trazas que no desea que detecten señales de otros lugares. La retroalimentación alrededor de una sección de amplificador, por ejemplo, también ayuda a atenuar el ruido captado dentro de esa sección.

También hay que considerar el acoplamiento inductivo. Al pasar la corriente a través de un cable, se crea un campo magnético circular alrededor del cable. Esto también funciona a la inversa, ya que un campo magnético circular cambiando alrededor de un cable induce un voltaje a lo largo de ese cable.

cuando dos conductores son paralelos y están cerca uno del otro, cada uno está parcialmente dentro del campo magnético del otro. Correr una corriente alterna a través de uno inducirá un poco de voltaje alterno en el otro. Si cree que esto es inverosímil, considere que los transformadores funcionan explotando deliberadamente este principio.

Evitar el acoplamiento magnético puede ser complicado, porque algo como un plano de tierra no lo bloquea. En general, evite los recorridos largos de conductores paralelos donde uno lleva alta corriente y el otro es sensible al ruido inducido. Al igual que con la capacitancia, la distancia ayuda. Para el acoplamiento magnético, la orientación también importa. Dos conductores que se cruzan en ángulo recto en teoría no tienen acoplamiento magnético entre ellos.

    
respondido por el Olin Lathrop

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