Ich habe widersprüchliche Quellen über das Design von Grundebenen gesehen.
Mir wurde bei meiner Arbeit oft gesagt, dass ich einfach eine einzelne massive Grundebene einschlagen soll, und das funktioniert gut genug. Wir haben sowieso nichts mit so hohen Frequenzen zu tun.
Ich betrachte jedoch SMPS-Datenblätter mit Uhren im MHz-Bereich und sie alle zeigen komplizierte Designs für das Bodenlayout.
Meine Frage ist, wo ziehen Sie die Grenze zwischen der Verwendung einer einzelnen Ebene und der Gestaltung der Grundebenen? Zum Beispiel, wenn die Frequenz über einem bestimmten Schwellenwert liegt oder eine bestimmte Empfindlichkeit erforderlich ist oder eine bestimmte Menge an Energie auf den Boden geleitet wird?
Und welche Vorteile bietet Ihnen Split Ground in der Regel gegenüber einem einzigen? Weniger Lärm? stabiler?
Antworten:
Ich nicht; Ich halte die Flugzeuge so durchgehend wie möglich und benutze fast nie Slots - sie sind aus einigen Gründen, die ich beschreiben werde, schlecht. Ich verwalte die Rückströme mit der Platzierung von Komponenten.
Einmal hatte ich einen Rückstrom, der durch einen empfindlichen Analogabschnitt floss, und mein Signal verschob sich um 10%. Die Quelle stammte von einer Schaltung 'über' dem analogen Abschnitt; Der Pfad des Rückstroms auf der Erdungsebene musste geändert werden. Es gibt zwei Möglichkeiten:
1) Setzen Sie einen Steckplatz in die Platine ein und leiten Sie den Rückstrom um den Abschnitt, den ich schützen wollte. 2) Ordnen Sie die Komponenten neu an
Ich habe mich für Option 1 entschieden, weil ich keine Zeit hatte, das Board neu anzuordnen, aber Slots haben Konsequenzen. Option 2 hätte die Verwendung eines Steckplatzes vermieden, der Steckplatz war sowieso kurz und ich musste keine Spuren darüber laufen lassen.
In den meisten Fällen kann durch ein gutes Leiterplattenlayout die Verwendung von Steckplätzen vollständig vermieden werden, indem die Rückströme verwaltet werden. Steckplätze sind schlecht: Sie verwandeln die Leiterplatte in einen unbeabsichtigten Strahler, indem sie Steckplatzantennen und Dipolantennen erstellen.
Das andere Problem bei Steckplätzen und der Aufteilung der Platine mit geteilten Ebenen besteht darin, dass das Überfahren von Leiterbahnen Rauschen erzeugen und die Impedanz einer Leiterbahn senken kann (der Rückstrom für ein Hochgeschwindigkeitssignal folgt unter der Leiterbahn).
Ein gutes Board-Layout trennt die empfindlichen Seiten von den lauten Seiten mit dem physischen Layout und hält die Ebenen durchgehend.
Quelle: https://www.autodesk.com/products/eagle/blog/everyday-app-note-successfully-design-mixed-signal-pcb-partitioning/
Die auf Masse abgeleitete Leistung führt den kürzesten Impedanzweg zurück zur Quelle. Bei Hochgeschwindigkeitssignalen kann dies anders sein als bei Gleichstrom und folgt normalerweise unter der Hochgeschwindigkeitsspur oder so nah wie möglich.
Ich sehe keinen Vorteil gegenüber dem richtigen Layout. Wenn Sie ein Erdungsproblem haben, müssen Sie zunächst herausfinden, ob es sich um ein Layout- oder ein Gleichtakt-Rauschproblem handelt (z. B. mit einem Kabel). Das Problem mit geteilten Ebenen / Slots besteht darin, dass Spuren über sie laufen und Probleme mit dem Rückstrom entstehen. Das andere Problem ist unbeabsichtigtes Ausstrahlen. Viele SMPS sind jedoch ohnehin mit einem Gehäuse abgeschirmt, sodass dies möglicherweise kein Problem darstellt, wenn Sie eine Abschirmung planen.
Henry Ott sagt in dem Buch Electromagnetic Compatibility Engineering (ich würde vorschlagen, das Buch zu bekommen, obwohl ein ähnlicher Artikel hier verfügbar ist ) dies über geteilte Ebenen:
quelle
Ein Flugzeug hat Probleme. Beispiel
simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab
Wenn Sie erwarten, dass bestimmte (hoffentlich in der Nähe befindliche) Knoten der Grundebene zwischen diesen beiden Knoten NULL Volt haben, wird dies nicht passieren. Schlitze können Ihr Freund sein, um die Störströme zu reduzieren, die auf dem Weg zwischen Ihren beiden empfindlichen Knoten fließen.
simulieren Sie diese Schaltung
Nehmen Sie eine Kopie des Schaltplans, drucken Sie sie aus und zeichnen Sie ALLE Erdströme. Beschriften Sie ihre Werte, Frequenzen und Kantenraten. (Induktivität kann von Bedeutung sein).
Planen Sie nun, wie Sie die Rauschströme von den Erdungsknoten Ihrer empfindlichen Schaltkreise (Rückkopplungsspannungsteiler) fernhalten können.
Beachten Sie, wie WIDE- Schlitze störende Ströme stärker dämpfen.
Mein Denken in Flugzeugen, obwohl ich viele schnelle Schaltungen in Flugzeugen mit mäßiger Wiedergabetreue durchgeführt habe, betraf die Notwendigkeit einer extremen Wiedergabetreue für Audio- / Musiksignale und für niederfrequente 20/24-Bit-Messungen. Also NIEDRIGFREQUENZ denken.
[oh Magnetische und elektrische Felder sind auch wichtig]
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