Tablero analógico de cuatro capas, ¿debo verter tierra en la capa superior e inferior?

Ahora estoy diseñando una placa analógica de cuatro capas para la adquisición de señales de biopotencial basadas en ADC de 24 bits. Tengo plano de tierra y poder en la segunda y tercera capa. La mayoría de las trazas de señales analógicas están en la capa superior. El plano de tierra está en la segunda capa.

La frecuencia de la placa es de aproximadamente 1,5 Hz a 3,79 kHz. El tamaño del tablero es de aproximadamente 4"x5". El ADC que estoy usando es el ADS1298 de TI, con front-end analógico por amplificadores operacionales y amplificador de instrumentación.

Mi pregunta es ¿debo verter tierra en el área abierta de las capas superior e inferior? ¿Le hará eso algo bueno a las señales? ¿o eso los empeorará?

y la frecuencia es?
1,5 Hz ~ 3,79 kHz
En esas frecuencias probablemente no hará la más mínima diferencia.
La respuesta correcta siempre será Depende . Cuanta más información pueda agregar a su pregunta, mejor respuesta podrán darle las personas. Por ejemplo, ahora agregó los requisitos de frecuencia. Idealmente, agregaría información sobre su ADC, tal vez los esquemas, el tamaño de la placa, si planea montarlo en una caja blindada, etc. Cuanta más información, mejor respuesta.
Si busca poco ruido, debe tener cuidado con qué planos de potencia pasan por debajo de qué señales (incluida la tierra, especialmente si transporta corrientes digitales desequilibradas).
El bajo nivel de ruido es un requisito importante para el sistema debido a la pequeña amplitud de las señales de biopotencial.

Respuestas (2)

La verdadera pregunta es si agregar pequeños capacitores de 1pf-0.01pf a tierra alrededor de mi rastro de señal a tierra ayudaría. La respuesta no es realmente. A veces, necesitará vertidos de cobre para entradas de súper alta impedancia, como las entradas al INA116 o al OPA129 , tienen un rastro de protección que rodea la señal para evitar fugas a través de la PCB. RF es otra cosa de la que tendrías que protegerte. Una mejor manera de diseñar con poco ruido en una cadena de señal analógica es hacer esto:

Seleccione el amplificador operacional adecuado para el amplificador de primera etapa, filtre correctamente y minimice el ruido en el paso de banda de la señal. Una vez que haya amplificado la señal, realmente no importa, un ruido de 100 nV no es nada comparado con 5 V o lo que sea su riel. La clave es observar la señal en la entrada de la placa, si quiere ser un buen diseñador de PCB de bajo ruido, piense en la PCB en términos parásitos. IE: las huellas tienen capacitancia entre ellas, y otras capas y la pcb también tiene resistencia, es bastante alta pero sigue ahí. Un buen libro es Ingeniería de compatibilidad electromagnética de Henry W. Ott, que te ayudará a resolver los detalles.

Los vertidos dificultarán la soldadura. En su aplicación, lo más importante es proporcionar una buena protección para la señal (grado de RF) desde el electrodo hasta el adc, y también proporcionar una fuente de alimentación lo más limpia posible. Si lo haces con cuidado, funcionará bien. Considere el filtro antialiasing. ¿Estás seguro del ancho de banda? Me parece un poco alto.

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