Zu "Boden füllen" oder nicht zu "Boden füllen"?

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Ich habe über die EMI-Themen in Electromagnetic Compatibility Engineering von Henry Ott nachgelesen. (wundervolles Buch übrigens).

Eines der Themen "PCB Layout and Stackup" (auch bekannt als Ch 16) ist der Abschnitt Ground Fill (16.3.6). Grundsätzlich heißt es, dass zur Minimierung des "Rückstrompfades" das Füllen der Bereiche zwischen den Anschlussflächen mit Massefüllung erfolgen sollte. Sehr verständlich, aber im selben Abschnitt am Ende heißt es: "Obwohl häufig für analoge Schaltungen auf doppelseitigen Platinen verwendet, wird Kupferfüllung für digitale Hochgeschwindigkeitsschaltungen nicht empfohlen, da dies zu Impedanzdiskontinuitäten führen kann, die zu möglicherweise führen können funktionelle Probleme. " Dieser letzte Teil verwirrte mich ein wenig, da ich erwarten würde, dass für Hochfrequenzsignale (die versuchen, der Signalspur zu folgen) ein längerer Pfad dekremental wäre. Kann jemand erklären, warum diese Bemerkung gemacht wird?

pcb emc groundloops Wally4u
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Es heißt mögliche Probleme - höchstwahrscheinlich in bestimmten Schaltkreisen. Alle Entwürfe, die ich für Hochgeschwindigkeitsschaltungen gemacht habe, hauptsächlich HF, ist die Grundfüllung (Ebene) wesentlich. Es ist jedoch problematisch, bestimmte Komponenten für HF- und Digitalsignale abzugleichen, wenn eine Feinabstimmung der Signale erforderlich ist - was ohnehin teure Geräte erfordert. Die Verwendung von Hilfsberechnungen, die von einigen Schaltplänen bereitgestellt werden, ist ausreichend. Für eine Antwort reicht dieser Kommentar jedoch nicht aus. Nur einige meiner Erfahrungen, die nicht mit denen der anderen hier übereinstimmen.
Piotr Kula

Antworten:

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Sicher, nehmen wir den üblichen Fall eines Mikrostreifens. Die Impedanz ist eine Kombination aus sich selbst und dem Rückweg (und dem Dielektrikum, aber lassen Sie es uns einfach halten). Im Fall eines Mikrostreifens ist dies die darunter liegende Referenzebene.

Wenn Sie ein Stück geerdetes Kupfer direkt neben diesen Mikrostreifen werfen, ist die Impedanz nun eine Kombination aus sich selbst, der Referenzebene und dem geerdeten Kupfer daneben. In der Regel kann der Mikrostreifen nicht zu 100% symmetrisch gefüllt werden, weil Durchkontaktierungen, andere Leitungen oder einfach ein Pin auf einem Gehäuse verwendet werden. Kurz gesagt, überall dort, wo diese Kupferfüllung Ihre Impedanz ändert, treten Diskontinuitäten oder Impedanzänderungen auf.

In der Abbildung unten ist beispielsweise eine Unterbrechung für die Hauptspur zu sehen, bei der die Flut durch eine Durchkontaktierung unterbrochen wird.

Bildbeschreibung hier eingeben

Um fair zu sein, gibt es eine Art Übertragungsleitung, die wir manchmal als koplanaren Wellenleiter bezeichnen und die im Wesentlichen wie eine Spur mit zwei breiten Kupferfüllungen entlang ihrer Seiten (symmetrisch entlang ihrer Seiten) aussieht.

Ein Hardware-Typ
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Was Sie gezeichnet haben, ist kein Streifenleiter, sondern ein Mikrostreifen. Die Streifenleitung hat zwei Grundebenen, eine darunter und eine darüber. Ansonsten ist eine hervorragende Illustration des Themas OP gefragt.
Das Photon
Bah! Richtig, ich meinte Mikrostreifen, ich werde das beheben;) +1
Einige Hardware Guy
Im Grunde genommen sagen Sie also, dass Sie durch Hinzufügen der Erdungsfüllung unter dem Anschluss (und aufgrund des Skin-Effekts, der verhindert, dass das Signal in die Erdungsebene gelangt) zum Rand der Erdungsebene und zurück gehen müssen, um zu suchen seine optimale Route (ähnlich einer segmentierten Ebene, die das Routen über Entkopplungskondensatoren verursacht)
Wally4u
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@ Wally4u, Sie benötigen die ebene Schicht unter der Spur, um einen impedanzgesteuerten Mikrostreifen zu bilden. Durch Hinzufügen des Füllbereichs auf der obersten Ebene können Diskontinuitäten erzeugt werden (wenn Sie nicht besonders vorsichtig sind). Dies führt zu dem Ott-Zitat (2. in Ihrer Frage), nach dem Sie gefragt haben.
Das Photon