Si hay alguna lección de EMI/SI que he aprendido, es minimizar los bucles de retorno tanto como sea posible. Puede trabajar muchas pautas EMI/SI a partir de esa simple declaración.
Sin embargo, no haber visto nunca Hyperlynx ni ningún tipo de herramienta completa de simulación de RF... es un poco difícil imaginar en qué debo concentrarme específicamente. Mi conocimiento también se basa completamente en libros/Internet... no es formal ni se basa en demasiadas discusiones con expertos, por lo que es probable que tenga concepciones o lagunas extrañas.
Tal como lo imagino, tengo dos componentes principales para una señal de retorno. La primera es una señal de retorno de baja frecuencia (DC-ish) que sigue generalmente como cabría esperar... a lo largo de la ruta de resistencia más baja a través de la red/plano de energía.
El segundo componente es una señal de retorno de alta frecuencia que trata de seguir el rastro de la señal en el plano de tierra. Si cambia las capas de, digamos, la capa superior a la capa inferior en una placa de 4 capas (señal, tierra, potencia, señal), la señal de retorno de HF, según tengo entendido, intentará saltar del plano de tierra al plano de potencia desviándose a través de la ruta disponible más cercana (el límite de desacoplamiento más cercano, con suerte ... que para HF también podría ser un corto).
Supongo que si pones estos dos componentes en términos de inductancia, entonces en realidad es lo mismo (la resistencia cercana a la CC es todo lo que importa, en HF, la inductancia más baja significa seguir por debajo del rastro) ... pero es más fácil para mí imaginarlos por separado como dos modos diferentes de tratar.
Si estoy bien hasta ahora, ¿cómo funciona eso en capas de señales internas con dos planos adyacentes?
Tengo una placa de 6 capas (señal, tierra, potencia, señal, tierra, señal). Cada capa de señal tiene un plano de tierra adyacente que está completamente intacto (a excepción de las vías/agujeros, obviamente). La capa de señal intermedia también tiene un plano de potencia adyacente. El plano de potencia se divide en varias regiones. Traté de mantener eso al mínimo, pero mi división de 5V, por ejemplo, toma la forma de una "C" grande y gruesa alrededor del exterior del tablero. La mayor parte del resto es de 3,3 V, con una región de 1,8 V debajo de la mayor parte de un BGA grande, con una región muy pequeña de 1,2 V cerca del centro de eso.
(1) ¿Mi plano de potencia dividida me causará problemas incluso si me concentro en garantizar que las señales tengan buenas rutas de retorno a través de los planos de tierra? (2) ¿La ruta de retorno de baja frecuencia que toma un desvío amplio en mi división de plano de 5V en forma de "C" causará problemas? (Generalmente pensaría que no... ?)
Puedo imaginar que dos planos continuos con una inductancia casi igual posiblemente inducirían el flujo de corriente de retorno en ambos ... pero mi suposición es que cualquier desvío significativo requerido en el plano de potencia haría que la señal de retorno se desviara fuertemente hacia el plano de tierra.
(3) Además, las capas media e inferior comparten el mismo plano de tierra. ¿Qué tan grande es ese problema? Intuitivamente, adivinaría que las trazas directamente una encima de la otra que comparten el mismo retorno de tierra interferirían entre sí más que el simple acoplamiento de trazas adyacentes en la misma capa. ¿Necesito trabajar más duro allí para asegurarme de que eso no suceda?
Sospecho que puede haber un comentario de "sí, en general, pero no se puede saber sin simularlo"... supongamos que estoy hablando en general.
EDITAR: Oh, acabo de pensar en algo. ¿Cruzar una división del plano de potencia arruinaría la traza de impedancia para la línea de banda? Puedo ver cómo la impedancia de traza ideal es más baja en parte debido a que tiene dos planos... y si uno se rompe, ¿podría ser un problema...?
EDITAR EDITAR: Bien, respondí parcialmente mi pregunta sobre compartir un avión entre capas de señal. La profundidad del efecto de piel probablemente limite principalmente las señales a su propio lado del avión. (1/2 oz de cobre = 0,7 milésimas de pulgada, la profundidad de la piel a 50 MHz es de 0,4 mil, 0,2 mil a 200 MHz... por lo que todo lo que supere los 65 MHz debería quedarse en su lado del avión. Lo que más me preocupa son las señales DDR2 de 200 MHz, pero <65 MHz componentes de eso todavía podrían ser un problema)
Creo que estás en el camino correcto, un par de notas,
1) Con una traza de señal entre dos planos, la corriente de retorno se dividirá entre los dos planos, incluso si uno de los planos está dividido. La corriente de retorno no puede "ver el futuro" y decidir de antemano en qué avión regresar. Volverá por encima y por debajo del trazo hasta que vea la división, momento en el que dice "¡Oh, mierda!" y le devuelve el dinero posiblemente haciendo que no pase las pruebas de la FCC. Por lo tanto, desea evitar ejecutar trazados sobre divisiones de planos, incluso si no se divide otro plano adyacente. Puede lidiar con divisiones con condensadores y demás, pero este tipo de solución es menos que ideal. Me concentraría en evitar siempre ejecutar un seguimiento sobre un plano dividido en un plano adyacente.
2) Las rutas de retorno anchas en las señales de CC realmente no importan.
3) Preguntaste sobre dos capas de señales que comparten el mismo plano. Por lo general, esto no es gran cosa si se hace correctamente. Lo que mucha gente hace es usar una de las capas como capa de señal "horizontal" y la otra como capa de señal "vertical" para que las corrientes de retorno sean ortogonales entre sí. Es muy común enrutar dos capas de señal para cada plano y utilizar esta técnica horizontal/vertical. Lo más importante que debe recordar es no cambiar los planos de referencia. Su configuración podría ser un poco complicada porque pasar de la capa inferior a la cuarta capa agrega otro plano de retorno. Los tableros de 6 capas más típicos son
1)AsignalHor 2)GND 3)AsignalVer 4)BSignalHor 5)POWER 6)BSignalVer
Si necesita planos adicionales más pequeños, como debajo del micro, generalmente se colocarán como una isla en una de las capas de señal. Si necesita usar más aviones de poder, es posible que desee pensar en usar más de 10 capas.
4) El espacio entre planos es importante y puede tener un gran impacto en el rendimiento, por lo que debe especificarlo en la casa de juntas. Si toma el ejemplo de apilamiento de 6 capas que mencioné anteriormente, el espaciado de .005 .005 .040 .005 .005 (en lugar del apilamiento estándar con la misma distancia entre capas) puede mejorar en un orden de magnitud. Mantiene las capas de señal cerca de su plano de referencia (bucles más pequeños).
Sí, prácticamente respondes tus propias preguntas. Por lo que vale, todo lo que dices es exactamente como lo aprendí (divulgación: también estoy educado en libros/Internet sobre EMI/SI).
Estoy bastante seguro de que cruzar planos divididos arruinaría la impedancia de la línea de banda. Sin embargo, para la línea no lineal, siempre que un plano vecino proporcione una ruta de corriente de retorno ininterrumpida, debería estar de acuerdo con EMI. Aunque verificaría la acumulación para asegurarme de que el plano intacto esté físicamente más cerca de la capa de señal.
No me preocuparía por las corrientes de retorno de baja frecuencia en su división de 5V.
richieqianle