Disposición de PCB - Ruta de retorno del plano de tierra

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Estoy diseñando un PCB de 4 capas con planos de potencia y un plano de tierra, con señales de voltaje mixtas y altas corrientes. Tengo dos posibles configuraciones de plano de tierra aisladas, y me pregunto cuál sería mejor en términos de reducción de EMI y ruido. El circuito lógico incluye un microcontrolador con ADC, por lo que no quiero que la tierra de alta corriente interfiera con las señales analógicas. La sección de potencia acciona un motor, por lo que el suelo será muy ruidoso. Aquí están mis aviones de poder.

Unademisconfiguracionesdeplanodetierraobligaalarutaderetornoatierraanivellógicoaseguirlamismarutaquelarutadesuministroalregulador.Paraestaconfiguración,asumoqueesmejorquelascorrientesdetierralógicasvuelvanalpindetierradelregulador.Lasventajasquepuedoversonquelacorrientevolveráenelmismocaminoqueelsuministro,porloquenohayinductanciacreadaporlosbuclesactuales.Elaislamientodelterrenodealtacorrientetambiénparecesermejor(noestoysegurodesiestoescierto).

Laotraconfiguracióndelplanodetierrapermiteunarutadecorrientemásdirectadesdelatierralógicaalatierradesuministroparaunaresistenciamínima(enlugardelatierradelregulador),perocreaunbucledecorrientemásgrande.Tambiénpareceestarmenosaisladodelterrenodealtacorriente(denuevo,noestoysegurodeesto).

¿Qué configuración de plano de tierra sería mejor para EMI y la integridad de la señal, y por qué? En general, si tengo un regulador, ¿debería optimizarse la ruta de retorno a tierra para volver a la tierra del regulador (y luego regresar a la tierra de suministro), o regresar directamente a la tierra de suministro?

    
pregunta Raphael Chang

2 respuestas

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Esto suena extraño, pero intente no dividir su plano de tierra. En su lugar, asegúrese de que los componentes y las trazas para un subsistema determinado (lógica, analógica, digital) permanezcan en sus respectivas áreas en lugar de "derramarse" con trazas digitales de alta velocidad que se ejecutan a través de circuitos analógicos, por ejemplo. Las corrientes del plano de tierra tomarán la ruta de impedancia más baja de vuelta a la fuente, que a frecuencias altas sigue la traza a la que corresponde el retorno.

    
respondido por el ThreePhaseEel
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Si su objetivo es reducir la EMI y el ruido, probablemente no necesite un plano de tierra dividida. El plano dividido se realiza normalmente cuando tiene dispositivos analógicos sensibles (por ejemplo, ADC) y desea que tengan una referencia a tierra limpia. Es mejor evitar la partición del plano de tierra .

Las corrientes de retorno de alta frecuencia seguirán un plano de referencia; podrían usar un plano de potencia para el retorno, especialmente para las trazas en cualquier lado de la placa que esté más cerca del plano de potencia (a menudo, la capa inferior en tablas de 4 capas). Por esta razón, es importante asegurarse de que las trazas digitales de alta frecuencia sigan un plano de referencia continuo. Si particionas en tierra, debes asegurarte de que ninguna traza cruce la brecha, lo que dificulta el enrutamiento a medida que la placa se vuelve más limitada.

Si una traza cruza una partición en el plano de tierra, la corriente de retorno recorrerá el camino más largo. Si una traza cruza una brecha entre los planos de potencia y usa el plano de potencia para regresar, puede hacer un recorrido largo de su placa para encontrar una ruta de alta frecuencia entre dos planos de potencia desconectados. Vea mi respuesta aquí sobre enrutamiento de alta frecuencia .

Como de costumbre, Henry Ott también tiene un buen consejo.

    
respondido por el jbarlow

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