Zalewanie PCB, przesłuchy i anteny

Próbuję zrozumieć wpływ wypełnienia wielokątów, gdy mogą wystąpić przejścia linii dużych prędkości. Rozważ przykład sfabrykowanej skrzynki poniżej:

W tym przykładzie ścieżki (w kolorze jasnoniebieskim) zostały rozmieszczone jak najdalej od siebie po lewej stronie planszy, ale trzeba je było zbliżyć do siebie, aby zmieściły się przez duże otwory na pady. Czerwone wypełnienie to polana wieloboku mielonego. Zauważ, że jest to sfabrykowany przykład, który ma wiele innych problemów niezwiązanych z moim pytaniem.

Ze względu na argument, wszystkie linie są jedno zakończone (jak UART, SPI, I²C itp.) I mogą mieć czasy przejścia 1 ~ 3 ns. Poniżej znajduje się ciągła płaszczyzna uziemienia (odległość 0,3 mm), ale moje pytanie dotyczy konkretnie zalania podłoża na górze.

W przypadku C wylanie wielokąta było w stanie przeniknąć do miejsca z wystarczającą ilością miejsca, aby umieścić drugie połączenie, więc ślad uziemienia jest prawidłowo połączony z płaszczyzną poniżej. Jednak w przypadkach A, B, D i E zalewanie wykonano tak daleko, jak to było możliwe bez miejsca na przelotki, pozostawiając GND „palce”.

Pomijając inne kwestie związane z routingiem, chciałbym wiedzieć, czy „palce” A, B, D i E powinny zostać usunięte, a może przyczyniają się do zmniejszenia przesłuchu między ścieżkami. Obawiam się, że hałas z ziemi może sprawić, że te „palce” będą dobre anteny i wytworzą niechciane zakłócenia elektromagnetyczne. Ale jednocześnie niechętnie je usuwam ze względu na potencjalną korzyść z przesłuchu.

EDYTOWAĆ

W innym przykładzie rozważmy to zdjęcie:

Fan-out z każdego układu scalonego narzuca rzeczywistość, w której wiele z tych palców jest nieuniknionych, z wyjątkiem sytuacji, gdy pozbędziemy się GND zalewającego całkowicie tę sekcję. Czy to drugie jest właściwe? Czy nalewanie GND jest korzystne, czy raczej nieszkodliwe, o ile jest wypełnieniem GND?

jest to, czy „palce” A, B, D i E powinny zostać usunięte, czy może przyczyniają się do zmniejszenia przesłuchu między ścieżkami.

Powinny zostać usunięte, ponieważ tak naprawdę nie pomagają i całkiem możliwe, że pogorszą sytuację.

Twoje obawy wydają się przesłuchem. Porozmawiajmy o tym przez chwilę.

Przesłuch ma miejsce, gdy cechy (elektryczne lub magnetyczne) z jednego sygnału (śladu) oddziałują lub przecinają inny sygnał (ślad).

Tak wyglądają typowe sygnały w widoku „feilds”.

Zwalczasz przesłuch na kilka sposobów.

1. Skróć czas narastania. więc zmniejszając czas narastania sygnału, w efekcie zmniejszasz dv / dt, co następnie zmniejsza przesłuch.$Crosstalk \propto \frac{dv}{dt}$

2. Przesuń swoje sygnały dalej. Spowoduje to zmniejszenie interakcji / przecięcia pól od agresora do ofiary. Fildie wciąż tam są, ale ty tylko chodź wokół nich.

3. Przybliż płaszczyznę odniesienia. Pola szukają miejsca odniesienia. To jest ścieżka najmniejszej impedancji. Linie znaków są rozmieszczone tak daleko, jak to konieczne, aby znaleźć ścieżkę o niskiej impedancji. Jeśli zbliżysz samolot, jego sprzężenie będzie znacznie mocniejsze.

Teraz, jeśli masz planszę dwuwarstwową i nie możesz rozrzedzić planszy (aby zbliżyć obie warstwy do siebie), to masz opcje 1 i 2. Można jednak „w pewnym sensie” zaimplementować opcję nr 3 na płycie 2-warstwowej, kierując ślad uziemienia równolegle z sygnałem na całej długości sygnału. Fildie tam będą, więc dlaczego nie kontrolować, z którym „sygnałem” oddziaływują pola.

To właśnie starałeś się zrobić z warstwą ziemi na wierzchniej warstwie. Aby był skuteczny, musi być na całej długości (lub jak najbliżej) sygnału (w zasadzie podążając za nim jak cień). Więc palce A, B, D, E są nieskuteczne i mogą pogorszyć sytuację, będąc anteną krosową, ale moim zdaniem C jest jedyną w porządku. Nie jest całkowicie skuteczny dla sygnału, ale nie pogorszy sytuacji.

wszystkie linie są jedno zakończone (jak UART, SPI, I²C itp.) i mogą mieć czasy przejścia 1 ~ 3 ns.

To tam popełniłeś błąd. I2C i UART działają najszybciej z częstotliwością kilku MHz. SPI może działać z częstotliwością 10 MHz. Nie ma potrzeby wprowadzania czasów przejścia tak szybko, jak 3 ns. Zaoszczędzisz sobie wiele żalu, spowalniając je. Najprostszym sposobem na to jest dodanie rezystancji szeregowej w sterownikach dla schematów jednokierunkowych (UART, SPI). W przypadku I2C można zwiększyć rezystancję podciągania, aby spowolnić czasy narastania. Aby spowolnić czasy opadania, musisz po prostu użyć słabszego sterownika (żadne specjalnie zbudowane urządzenie I2C nie powinno tak szybko powodować spadków).

Pomijając inne kwestie związane z routingiem, chciałbym wiedzieć, czy „palce” A, B, D i E powinny zostać usunięte, a może przyczyniają się do zmniejszenia przesłuchu między ścieżkami.

Usuń ich.

Zmniejszą przesłuch tylko wtedy, gdy znajdziesz miejsce na umieszczenie w nich przelotek, aby przywiązać je do płaszczyzny podłoża pod nimi i utrzymać je na poziomie 0 woltów na całej długości. I nawet to jest przypadek. Większa odległość między utworami to lepszy sposób na ograniczenie przesłuchów.

Obawiam się, że hałas z ziemi może sprawić, że te „palce” będą dobre anteny i wytworzą niechciane zakłócenia elektromagnetyczne.

Absolutnie poprawne.