Elección de la red de tierra o alimentación correcta para planos internos de cobre en un diseño de 4 capas

Soy un estudiante de química que intenta replicar un circuito de PCB como parte de un desafío extracurricular. Estoy por encima de mi cabeza, pero estoy aprendiendo mucho y no quiero rendirme. Traté de enrutar el diseño con 2 capas, pero no pude hacer todas las conexiones requeridas debido a problemas de densidad/espacio (las dimensiones x/y de la placa no se pueden aumentar). Por lo tanto, he decidido probar un diseño de 4 capas, basado en la suposición de que estos planos eliminarán muchas de las pistas/rastros que obstaculizan la conectividad completa.

La pila:

Mi electro amigo me recomendó la siguiente configuración:

  1. Capa superior de señal/componente (conectores, potenciómetros, botones)

  2. Plano interno PWR

  3. GND plano interno

  4. Capa inferior de señal/componente (la capa con todos los componentes).

General:

  • Un procesador de señales de audio (unidad de retardo de audio).
  • Consumo de energía: Riel de +12 V: 188 mA máx. / Riel de -12 V: 48 mA máx.
  • Potencia digital: 3,3 V
  • Salida de audio: salida máxima de +10,5 V a -10,5 V
  • Salida de señal de reloj: 0V a 8.2V

Componentes principales

Mi pregunta:

Si se trata de múltiples redes GND (es decir, GND, GNDA, GNDDADC) o redes PWR (es decir, -12VA, +12V, +3V3, +3.3VADC) y uno no debe dividir los planos PWR o GND debido a la supuesta capacitancia/inductancia /diferencias de nivel de energía, entonces, ¿cómo se elige qué red se asigna a las respectivas capas internas?

Mis pensamientos:

  • ¿Atar todos los GNDS juntos en un solo plano? No: la placa contiene señales tanto digitales como analógicas y, por lo que he leído, asumo que la creación de una conexión a tierra común generará ruidos no deseados, bucles de conexión a tierra, etc.

  • Mire la lista de red, suponga que la cantidad de conexiones necesarias para las conexiones GND/PWR respectivas debe determinar qué GND/PWR se asigna al plano de tierra/alimentación. Es decir, observe la lista de conexiones, suponga que el recuento de pads es proporcional a las conexiones GND/PWR de retorno requeridas, el recuento de pads GND/PWR más alto determina el plano GND/PWR. Alternativamente, mire el esquema y cuente las cantidades de diferentes GND/PWR para decidir. Esto sería entonces 3,3 V para el plano de potencia y GND para el plano de tierra.

Imágenes

tarjeta de circuito impreso

Sección de potencia

esquema completo

https://github.com/4ms/DLD/blob/master/hardware/DLD-v1-schematic.pdf

Cualquier ayuda seria grandemente apreciada.

¿Tienes todas esas cosas en la capa superior? ¿Hay alguna razón por la que quisieras que esta placa fuera de un solo lado? ¿Cuál es el uso de todos los agujeros pasantes chapados?
Sí, uso plantillas y un horno de reflujo de bricolaje; además, estoy construyendo un pnp y, por lo tanto, preferiría diseños de un solo lado. Los orificios pasantes chapados son para conectores de entrada, botones y potenciómetros. Editaré mi publicación e incluiré mi deseo de un componente/plano de señal + plano PWR + plano GND + plano de señal de componente. Gracias por su pregunta.
Le sugiero que comience con una distinción más clara en el lugar de su componente con respecto a lo analógico/digital. Actualmente, la ubicación parece aleatoria. Siempre hay un debate sobre los planos de tierra divididos. Si tiene cuidado con su diseño, es posible que pueda evitar dividir el plano de tierra. Se trata de dónde fluyen las corrientes.
Les puedo asegurar que la ubicación no es aleatoria, esto es más evidente cuando ve las redes/redes de ratas. Además, la funcionalidad y el diseño de los potenciómetros, jacks y botones de la capa superior no son evidentes cuando se observa la capa inferior. Habría subido el archivo pcb pero, que yo sepa, esto no es posible.
Si tuviera que dibujar una línea que separe lo analógico de lo digital, no sería recta. Esto hace que su tarea sea más difícil. El desafío es resolver las restricciones conflictivas.

Respuestas (1)

Está perfectamente bien conectar los retornos de circuitos digitales y analógicos al mismo plano de cobre (de hecho, es un requisito para ciertos ADC de alto rendimiento), pero uno tiene que segregar las trazas analógicas y digitales en la capa superior o debajo del plano y mantenerlas. separados espacialmente hasta que convergen en un punto común, generalmente en el conector que alimenta la placa.

Busque en Google cualquier cosa escrita por Henry Ott u obtenga una copia del libro "grounds for grounding"

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