Colocación óptima, enrutamiento de PCB para condensadores de derivación/desacoplamiento y bucles de tierra

He visto varias respuestas con respecto al enrutamiento de decaps, preguntándome qué método es óptimo para una mejor distribución de energía e inmunidad al ruido:

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Otra pregunta es, ¿este enrutamiento causará bucles de tierra? Por lo general, no comparto vías terrestres, pero en este caso, necesito un plano de tierra más grande en la capa superior:

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Editar: Esta es una placa de 8 capas con planos de tierra GND y PGND dedicados.

siempre tendrá bucles de tierra y, por lo tanto, tendrá alguna interacción; es su trabajo comprender qué métodos de diseño (y posiblemente agregar condensadores adicionales y resistencias VDD en serie, para crear baterías locales) se necesitan para lograr la tasa de error de bits de su enlace de datos, o la fluctuación determinista de señales cruciales, o la propagación del código de sus códigos de salida AnalogDigitalConverter, necesita lograr un comportamiento satisfactorio del sistema.

Respuestas (1)

La mayor parte de esto solo se vuelve crítico en 2 categorías:

  • Alta precisión, por ejemplo, midiendo microvoltios
  • Alta velocidad, por ejemplo, señales de más de 100 MHz

Debe comenzar a pensar en las rutas de su señal en bucles, existe su señal y también su ruta de retorno, ya sea a través de una fuente de alimentación, tierra o alguna otra línea de señal para señales diferenciales.

Desea que esta ruta de retorno siga su señal lo más cerca posible, ya sea junto a ella en la misma capa, o directamente debajo de ella en el lado opuesto, esto acopla cada señal de campo eléctrico y magnético a la otra y ambos reducen la radiación hacia el exterior, pero también reduce qué tan bien pueden acoplarse las señales externas, esto a veces se denomina "área de bucle"

La vía / tierra compartida es solo un problema cuando la corriente de una fuente puede introducir un cambio de voltaje lo suficientemente grande como para alterar otra fuente, para alta velocidad, la inductancia de la vía puede hacer que caiga un voltaje significativo, y para precisión, unos pocos mA puede introducir más ruido que señal en circuitos sensibles,

Para la ubicación de la vía, la regla general es que el dispositivo se conecta a su condensador de desacoplamiento y luego a la línea de alimentación, y le importa más que los rastros del desacoplamiento sean cortos en comparación con los rastros de las fuentes de alimentación. esto actúa como un filtro débil, ya que la resistencia y más aún la inductancia de las trazas forman un filtro de paso bajo para absorber el ruido del suministro o el ruido de su dispositivo hacia el suministro.

para señales de alta velocidad, las vías son bastante inductivas, donde posiblemente generalmente se prefiera que el desacoplamiento sea del mismo lado que el chip, y luego la conexión al riel de alimentación salte al otro lado de la placa.

Yo diría que te perdiste una categoría crítica; Fuentes de alimentación conmutadas. El desacoplamiento y el enrutamiento a tierra son críticos en estos, ya que hay un ruido de conmutación significativo que debe gestionarse.
Caerían en alta velocidad, cuando comienzan a cambiar lo suficientemente rápido, cae bajo el mismo problema de inductancia, como cambiar el ruido, si planifica tanto la señal como la ruta de retorno de cada parte, termina con el mismo efecto, un reducido área de bucle,
Olvidé mencionar que tengo capas PGND y GND dedicadas, ¿esto ayudará? Por lo general, no comparto vías terrestres entre componentes, pero tengo un espacio muy limitado. Este diseño es una placa base con una MCU de 200 MHz y un convertidor CC-CC de 100 kHz ~ 2,5 MHz.
No tengo su esquema a mano, por lo que tendrá que responder esa parte usted mismo o proporcionarme suficiente información para que el pico de corriente / corriente de un nodo que comparte la vía cree un voltaje significativo, por ejemplo, más de 10 mV , si es así, entonces puede ser un problema. Cada vez que te acercas a una parte de un circuito, terminas disponiéndola de una manera diferente, cuando me quedo atascado optimizando algo, generalmente duplico su grupo de componentes fuera de la placa, lo optimizo allí y luego lo vuelvo a trabajar en la PCB.
Colocación óptima, enrutamiento de PCB para condensadores de derivación/desacoplamiento y bucles de tierra
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