¿Alguna vez es malo ejecutar un seguimiento IC VCC junto a un plano de tierra con un espacio libre de 1 mm?

Desde que fracasó mi última placa, la volví a mirar y noté un bucle de tierra (porque la carcasa del DB9 completó el bucle).

Ahora ajusté mi tablero para que no haya bucles de ningún tipo. En cambio, estoy ejecutando una pista VCC al lado de un plano GND con un espacio libre de 1 mm justo debajo del microcontrolador DIP AT89S52 de 40 pines (en el lado opuesto, por supuesto, ya que estoy haciendo PCB de un solo lado). También planeo agregar un par de condensadores de desacoplamiento de 0.047uF.

Para mayor claridad, agregué una imagen de parte de mi circuito. Resalté el cable de tierra en rojo y lo convertiré en un plano después para no desperdiciar grabador.

Los elementos verdes dentro de un círculo son los condensadores cerámicos de desacoplamiento de 0,047 uF.

Dicen que los bucles de tierra son malos, pero ¿vcc al lado de tierra también es malo? ¿Y modificar mi espacio libre entre los dos planos afectaría el funcionamiento del microcontrolador? y no, no usaré la autorización 0 o explotaré las baterías.

avión

Si ha progresado en su pregunta anterior, debe hacer un seguimiento allí y resolverla antes de publicar una nueva. Sin embargo, parece que está usando mal el término bucle de tierra, más bien lo que pudo haber tenido allí fue una ruta de tierra de alta impedancia muy larga .
"Los bucles de tierra son malos" es algo que creo que generalmente se aplica a cables largos, como metros de largo, en cuyo caso captan ruido inductivo. Rara vez es un problema en los PCB.
Me preocupa que diga que solo planea agregar desacoplamiento, sugiriendo que no estaba allí antes. Cada IC digital debe tener desacoplamiento, y eso realmente no es opcional. Los micros a menudo tienen requisitos específicos sobre cómo hacerlo: consulte la hoja de datos. Por lo general, también es una buena práctica para los circuitos integrados analógicos, aunque generalmente es menos crítico allí.

Respuestas (3)

Dicen que los bucles de tierra son malos, pero ¿vcc al lado de tierra también es malo?

No. Considere: el acoplamiento entre los dos es en gran parte capacitivo, y al reducir la holgura, aumenta la capacitancia. Sin embargo, ya está agregando condensadores entre ellos, por lo que, en todo caso, es para bien. Este principio no es válido para dos conductores de señal, ya que el acoplamiento puede causar diafonía, especialmente si una línea es digital con muchas transiciones bruscas y la otra es analógica de bajo nivel, pero está bien para VCC/tierra. Hay otras situaciones en las que el acoplamiento puede causarle problemas, pero no hay indicios de que se apliquen aquí.

Lo que hay que tener en cuenta es la fuga entre los dos. En el mundo de las pcb, la regla general habitual es 1 mil (1/1000 pulgadas) de separación por voltio de diferencia. Por lo tanto, siempre que el VCC sea inferior a unos 40 voltios, una separación de 1 mm está bien.

En general, es bueno ejecutar Vcc lo más cerca posible del cobre de tierra que transportará su corriente de retorno. Esto reduce el tamaño del bucle de retorno de corriente, lo que minimiza las emisiones radiadas y mejora la susceptibilidad radiada.

Si el potencial en VCC puede ser superior a 50 V, entonces debe comenzar a pensar en las distancias de fuga y de despeje. Pero dudo que este sea el caso aquí, ya que estás hablando de alimentar un microcontrolador.

Para lograr una inductancia aún más baja, amplíe una o ambas trazas VDD y GND (ninguna de las trazas es una gran región de metal de cobre o lámina como se usa en la fabricación de la PCB, por lo que tampoco es un "plano"). Al usar esa separación mínima de 1 mm a lo largo de esa región, aprovechará mejor esos dos capacitores para suministrar corrientes transitorias al microcontrolador.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

De hecho, el OP no parece entender qué es un "plano de tierra": una capa completa de cobre de PCB dedicada solo a Gnd. El propósito es minimizar la inductancia de las trazas de señal. Un bucle de corriente de HF minimiza su energía magnética al permitir que la corriente de retorno a través del plano de tierra siga automáticamente un camino paralelo bajo la señal. Por eso un plano de tierra debe ser ininterrumpido excepto por pequeñas vías, para no romper el camino de la corriente de retorno. Esto hace maravillas para EMC, con muy poco esfuerzo de diseño de PCB.
La corriente de retorno no está completamente por debajo de la traza de la señal. Particularmente a frecuencias más bajas, como 100 KHz, mucha corriente saldrá a los lados y NO debajo del rastro de la señal.
Soy ingeniero de video, agrupamos 100 kHz con CC. Mi primer trabajo fue un amplificador de video para 100V pkpk, -3dB a 30MHz. Es entonces cuando te das cuenta de que el diagrama del circuito está muy incompleto y también que unos pocos pF de capacitancia extra son una carga significativa a ~10 V/ns. Ahí es donde la corriente (capacitiva) entra por un extremo de un cable pero no sale por el otro extremo.
@StessenJ Sí. A 5pF perdidos (o inevitables), a 10 voltios/nanosegundo para que esos píxeles se definan, usando I = C * dV/dT, tiene 5pF * 10 mil millones de voltios/segundo = 50 miliamperios en las rutas parásitas. ¿Cuál era la capacitancia de la red que estabas manejando?
Cátodo, no Grid, y en el papel era de unos 10 pF. Agregue a eso el comportamiento de los transistores, que no están ansiosos por apagarse en una configuración de clase B. Comprenderá que se calentó mucho alrededor de mi amplificador y que tuve que evitar las imágenes de prueba de alta frecuencia o mi amplificador explotaría. También aprendí que es difícil realizar mediciones en un circuito de este tipo, los campos E y M se irradian directamente a las sondas. Tuve que enchufar el extremo desnudo de la sonda en un enchufe coaxial, con bucles mínimos. Los bucles de corriente siempre son un problema, por lo que aprenderá rápidamente a construir circuitos compactos.
¿Alguna vez es malo ejecutar un seguimiento IC VCC junto a un plano de tierra con un espacio libre de 1 mm?
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