Derzeit entwerfe ich eine GPS-Basisstation mit einem Radiomodem (Übertragung mit 407-480 MHz), einem ARM7-Mikrocontroller mit 60 MHz und einem FTDI-USB-Chip. Der FTDI-USB-Chip läuft sogar intern mit 480 MHz, was sich in der Arbeitszone des Radios befindet. Aufgrund all der Harmonischen und dieser hohen Frequenzen von der PLL (die letztendlich aus den Stromanschlüssen des Geräts herausfließen) bin ich bei diesem PCB-Design besonders vorsichtig.
Wir haben unter Kollegen einige Diskussionen darüber geführt, welche Praktiken für EMI-sicheres Design am besten geeignet sind. Besonders wichtig ist es, den Mikrocontroller "leise" zu machen.
Derzeit basierte mein eigener Ansatz auf dieser Frage , bei der es mehr um die Entkopplung ging. Aufgrund der Empfehlungen habe ich mein PCB-Design so geändert, dass unter dem Mikrocontroller eine lokale Erdungsebene vorhanden ist, die von der globalen Erdungsebene getrennt ist. Ich habe diese lokale Ebene mit der 4-Ebene unter dem Chip mit der globalen Ebene verbunden. Gleiches gilt für die FTDI USB UART Bridge. Alle Kappen werden so nah wie möglich geführt und so ausgerichtet, dass die VCC- und GND-Pins eine kurze Verbindung haben.
Ich speise den Strom mit einem Via von der Versorgungsschicht ein. Die GND ist eine lokale Ebene, für die kein Via erforderlich ist. Ich habe keine lokale Versorgungsschicht und verwende auch keine Ferrite, um die Flugzeuge präzise zu trennen.
Mein Collogue ist jedoch der Meinung, dass es besser ist, ein zusätzliches Via direkt zum Boden zu haben. Seine Entwürfe beinhalteten keine lokalen Bodenflugzeuge. Alle 4 Schichten sind mit Erde gefüllt, VCC wird manuell geroutet. Die Kappen sind eng platziert, aber manchmal hat die GND-Verbindung keine unmittelbare Verbindung zum GND-Pin des Controllers. Die Grundebene unter der Steuerung ist nicht durchgehend, da sie aufgrund von Signalen vollständig aufgebrochen ist.
Seine Gedanken waren, dass der Boden der Kappen und Stifte aufgrund der globalen Grundebene und jeder Durchkontaktierung sehr sicher ist. Er hatte nicht so viel Vertrauen in mein Design, weil die Grundebenen getrennt sind. Seine Entwürfe haben die EMV-Tests bestanden, daher frage ich mich, ob all diese Probleme überhaupt einen signifikanten Unterschied machen. Das verwirrt mich ziemlich, denn einige Appnotes sagen Ihnen, dass es ein absolutes Muss ist, lokale Bodenebenen und gute Entkopplungslayouts zu erstellen.
Meine Frage lautet einfach: Welche Designpraxis ist besser für die EMI-Praxis?
- Ein GND wird zuerst mit einer lokalen Ebene verbunden, die vom System getrennt ist. Dies ist an 1 Stelle mit der globalen Ebene verbunden.
- Jeder GND-Pin wird manuell zur globalen Ebene geleitet. Dies bedeutet, dass alle GND-Verbindungen ihre eigenen über erhalten. Nicht unbedingt wichtig für eine durchgehende Erdungsebene unter der Steuerung.