Alasan untuk tidak mengisi area papan yang tidak digunakan dengan pesawat listrik, bukan pesawat tanah?

16

Pada papan (dua lapisan) yang saya rancang, saya memiliki area yang tidak terpakai yang relatif besar. Alih-alih hanya menuangkannya dengan ground di kedua sisi, saya mempertimbangkan mengisinya dengan Vcc di satu sisi dan ground di sisi lainnya, untuk membuat kapasitansi kecil antara ground dan Vcc. (Saya masih akan menambahkan kapasitansi decoupling yang memadai dari kapasitor biasa, tentu saja.)

Papan tidak persis kecepatan tinggi (mikrokontroler 16 MHz, hanya melakukan IO digital). Dan saya akan sulit sekali menghasilkan bahkan kapasitansi 1 nF dari area papan yang tersedia, saya pikir. Jadi Anda bisa berpendapat bahwa kapasitansi tambahan ini tidak melakukan banyak perbedaan. Tetapi apakah ada alasan mengapa itu mungkin merupakan ide yang buruk dan harus dihindari?

pcb-design ground-plane

— nitro2k01
sumber

10

Sebagai aturan, dasar rangkaian berfungsi sebagai titik referensi untuk semua sinyal. Itu sebabnya ia harus memiliki perbedaan tegangan yang sangat rendah di seluruh rangkaian. Umumnya tidak benar untuk Vcc - selama tidak ada sinyal yang diukur relatif terhadap Vcc, beberapa perbedaan tegangan yang lebih besar dapat diterima.

Arus total dalam garis Vcc sama dengan arus garis tanah. Tetapi karena alasan paragraf di atas, garis tanah harus memiliki resistansi yang jauh lebih rendah (sebenarnya impedansi) daripada garis Vcc, di mana induktansi tinggi bersama dengan kapasitor decoupling bahkan baik.

Itu sebabnya, tanah sering disalurkan sebagai area, tetapi Vcc hanya sebagai trek yang cukup tebal.

Ini semua secara teori. Jika PCB Anda tidak berurusan dengan arus tinggi dan / atau frekuensi sangat tinggi, Anda mungkin dapat merutekannya dengan cara apa pun yang Anda inginkan dan semuanya akan beres. Jadi, jangan paranoid.

Catatan kaki: Jika Anda memiliki area kosong yang begitu besar, bukankah lebih baik mengubah desain untuk membuat PCB lebih kecil?

— Johnfound
sumber

Catatan Kaki: Sebuah konektor besar, serta pemasangan case memperluas lebar board. IC dan komponen lainnya memperluas ketinggian papan. Tapi itu benar-benar tidak yang banyak ruang. Luas total papan adalah sekitar 30 * 75 mm.

— nitro2k01

@ nitro2k01 - well, saya kira sesuatu yang serupa. Tetapi paragraf terakhir sebelum catatan kaki masih berharga. :)

— johnfound

Ya, saya sudah tahu jawabannya, itu tidak akan membuat perbedaan yang terdeteksi. Pertanyaannya kurang "Saya tidak tahu" dan lebih "mengejutkan saya". Tentu saja, itu masih dapat menghasilkan balasan menarik yang umumnya bermanfaat bagi komunitas.

— nitro2k01

"Di mana induktansi tinggi bersama dengan kapasitor decoupling bahkan bagus ". Mengapa? Karena mereka membentuk filter low-pass?

— Rafael

1

@ Rafel Memang. Atau singkirkan, induktansi seri memberikan impedansi tinggi untuk konten frekuensi tinggi (lonjakan saat ini) dan mencegah gangguan menyebar ke PSU atau bus listrik. Kapasitor (lebih disukai ESR rendah dan ditempatkan di dekat perangkat yang diminati) di sisi lain memberikan impedansi rendah untuk konten frekuensi, dan memastikan power rail dapat merespons dengan cukup cepat. Yaitu, filter low pass yang terbentuk, jika dilihat seperti itu, menyangkut kelancaran penarikan saat ini yang dilihat PSU.

— nitro2k01

6

Kapasitansi ekstra kecil yang Anda dapatkan di jaring daya akan sangat tidak relevan. ESR rendah, tetapi tidak tepat di mana Anda membutuhkannya, jadi itu tidak akan banyak membantu.

Dalam situasi Anda, saya tidak akan melakukan pesawat listrik. Ada sedikit kelemahan secara elektrik, tetapi itu menambah sedikit saja peluang Anda akan mengacaukan sesuatu. Ini juga akan membuat papan lebih sulit untuk diedit jika Anda perlu membuat beberapa perubahan setelah pengujian. Jika Anda benar-benar menggunakan power plane, pastikan bahwa setiap bantalan untuk sinyal yang tertanam di dalam pesawat memiliki releafs termal, jika tidak maka mereka akan sulit disolder.

Singkatnya, itu tidak terlalu penting, jadi saya akan mengabaikannya karena kesederhanaan dan lebih sedikit kemungkinan kesalahan.

— Olin Lathrop
sumber

4

Baik ada positif dan negatif.

Meskipun Anda mungkin tidak mendapatkan banyak kapasitansi, kapasitansi berkualitas sangat tinggi. Berarti resonansi diri itu akan berada pada frekuensi yang jauh lebih tinggi yang mengatakan tutup keramik, karena induktansi rendah. Jadi itu akan berfungsi sebagai decoupling karena frekuensi yang jauh lebih tinggi.

Yang negatif adalah bahwa Anda sekarang berpotensi memindahkan sinyal agresor (power rail Anda) lebih dekat ke sinyal lain yang kemudian dapat mengambil ini karena kopling meningkat karena menempati lebih banyak area papan.

Perlu diingat bahwa daya juga merupakan "landasan" dalam hal analisis sinyal kecil. Walaupun bisa berbahaya untuk memisahkannya, yang dalam beberapa kasus mungkin menguntungkan.

— placeholder
sumber

Adapun apa yang Anda katakan tentang bergerak lebih dekat, saya tidak melihat bagaimana ini terjadi. Bagian papan ini sebagian besar tidak berpenghuni, dan satu-satunya tempat di mana Vcc bertemu dengan sinyal lain (dengan atau tanpa isian) berada di satu sisi jejak atau calon pesawat. Saya mendapat kesan bahwa satu-satunya tambahan kapasitif yang ditambahkan adalah antara ground dan Vcc.

— nitro2k01

3

Saya menjawab kedua Olin. Ini akan membuat sedikit perbedaan karena kapasitansi sangat jauh dan sangat kecil. Lebih baik untuk meletakkan kapasitor yang sebenarnya di dekat pin.

Namun, seperti yang disebutkan sebelumnya , Anda harus menambahkan "Pencuri tembaga" pada bagian papan untuk memastikan penanganan PCB yang lebih cepat dan lebih baik sehingga etsa lebih baik.

— Gustavo Litovsky
sumber