¿Debo optimizar el plano de tierra para las corrientes de retorno de CA o CC?

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Estoy haciendo un PCB de 2 capas. Sobre la base de mi resaerch tengo un plano de terreno sólido en la parte inferior y trato de enrutar todo lo posible en la parte superior con cruces inevitables en la parte inferior. (consulte aquí y aquí ). Pero puede tener al menos 2 formas de implementar dicho cruce (horizontal y vertical) y la pregunta es sobre la mejor manera de roganizarlos.

Explico más detalladamente en base a mi ejemplo:

Tengo un conector digital en la parte superior (diseñado para conectarse directamente a una parte de E / S de Raspberry Pi). Por lo tanto, prefiero los cruces verticales, porque presentan un obstáculo más pequeño para las corrientes de CC que fluyen hacia el pin de tierra en el conector superior (línea amarilla). Pero luego recordé que corrientes de CA (azul claro) intente < a href="http://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/staying-well-grounded.html"> para seguir el rastro correspondiente en la parte superior y tengo dudas de si lo hizo bien . La pregunta en otras palabras, ¿debo mantener la implementación actual o desecharla e intentar minimizar las rutas de las corrientes de retorno de CA?

La CA en este caso está representada por la interfaz SPI, que a pesar de ser de frecuencia relativamente baja, aún produciría frecuencias altas en transiciones de nivel (bordes)

EDITAR: mientras lo pensaba, decidí mover el IC en la parte superior derecha a la izquierda y aquí está el resultado: Creo que esto mejoró el diseño (es decir, eliminó el grupo de cruces) hasta el punto de que la pregunta es irrelevante para este ejemplo. Pero como esta sis quizás no sea mi última tarea de ingeniería, aún me gustaría obtener la respuesta.

    
pregunta Andrey Pro

2 respuestas

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Por debajo de 100 KHz, las corrientes exploran todos los caminos posibles, proporcionales a la conductancia (en realidad, se llama susceptancia para CA); considere alguna trayectoria de 4 "de largo; ¿cómo se compara la inductancia de esa trayectoria con la resistencia de la lámina de cobre (suponga una trayectoria de 1 mm de ancho)?

La reactancia de 100nH (cable de 4 ") a 100KHz es = (2 * pi * 1e + 5) * 1e-7 = 0.0628 ohmios. ¿Cuál es la resistencia de la trayectoria (4" o 100mm por 1mm) con 100 cuadrados de ¿Cobre, a 500 microOhms por cuadrado? R = 50 miliOhms o 0.050 ohmios.

Por lo tanto, a 100 KHz, la inductancia de 4 "es aproximadamente la misma que la resistencia. La inductancia está comenzando a afectar la forma en que las corrientes exploran todas las rutas de RETORNO posibles.

Sus bordes SPI serán mucho más rápidos que 100KHz, a menos que los reduzca.

    
respondido por el analogsystemsrf
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A las frecuencias relativamente moderadas que se utilizan en SPI y, a falta de requisitos de ruido muy bajo, su diseño probablemente sea suficiente. Me concentraría en minimizar el número de roturas en el plano de tierra, y cuando haya roturas manteniéndolas lo más cortas posible. Parece que ya has hecho mucho.

Si necesita un ruido analógico muy bajo, también querrá aislar las partes digitales y analógicas de la placa. A menudo, esto se manifiesta como una conexión a tierra aislada para la sección analógica, conectada a la sección digital en exactamente un punto. De esta manera, ninguna corriente de retorno digital podrá utilizar alguna parte del plano de tierra analógico. Investigación "terreno punto único" y "tierra estelar". La búsqueda del "diseño de suelo ADC" y similar también mostrará docenas de notas de aplicación con amplio detalle.

Al diseñar este tipo de circuitos, tiendo a usar dos símbolos y redes de tierra distintos (por ejemplo, DGND y AGND), y los conecto con una resistencia de 0 Ohm. Hace que sea más fácil evitar que se conecten accidentalmente cuando se realiza el diseño de PCB, y termina siendo un punto de prueba conveniente en la placa prototipo. Asegurar que las conexiones externas no socavan el diseño suele ser la parte más complicada.

    
respondido por el Phil Frost

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