Was sind die Vorteile von zwei gemahlenen Güssen?

Ich habe schon viele 2-Lagen-Leiterplatten gesehen, die sowohl auf der oberen als auch auf der unteren Ebene eine Masse haben. Ich habe mich gefragt, warum das so ist. und wäre es nicht besser, die obere Schicht für Strom und Signale und die untere Schicht für Masse zu verwenden, um das Routing zu vereinfachen und auch die Kapazität zwischen den Ebenen auszunutzen?

Gutes Layout und gute Grundlagen scheinen dort wenig verstanden zu sein, sodass die Religion Fuß fasst. Sie haben Recht, es gibt kaum einen Grund, die Ober- und Unterseite einer zweilagigen Platte für den Untergrund zu verwenden.

Was ich normalerweise für zweilagige Leiterplatten mache, ist, so viele Leiterbahnen wie möglich auf die oberste Lage zu legen. Hier befinden sich ohnehin schon die Pins der Teile, ebenso wie die logische Ebene, über die sie verbunden werden. Leider kann man normalerweise nicht alles auf einer Ebene routen. Wenn Sie aufpassen und sorgfältig über die Platzierung von Teilen nachdenken, können Sie im Allgemeinen nicht alle Teile in einer Ebene routen. Ich benutze dann die untere Ebene für kurze "Jumper" nur dann, wenn dies für das Routing erforderlich ist. Die untere Ebene ist ansonsten geschliffen.

Der Trick besteht darin, diese Jumper auf der untersten Ebene kurz zu halten und nicht aneinander zu stoßen. Die Metrik, wie gut eine Grundebene übrig bleibt, ist die maximale lineare Abmessung eines Lochs, nicht die Anzahl der Löcher. Ein Bündel von kurzen 200-Mil-Spuren, die verstreut sind, hindert das Groundplane nicht daran, seine Arbeit zu erledigen. Die gleiche Anzahl von 200 Mil-Spuren, die zusammengeballt wurden, um eine Insel pro Zoll zu bilden, ist jedoch eine viel größere Störung. Grundsätzlich soll der Boden um all die kleinen Störungen herumfließen.

Stellen Sie die Kosten für den automatischen Router für die unterste Ebene hoch ein und belasten Sie die Durchkontaktierungen nicht besonders. Dadurch werden die meisten Verbindungen automatisch auf die oberste Ebene gelegt. Leider scheinen die Auto-Router-Algorithmen, die ich gesehen habe, nicht optimiert zu sein, weil die Jumper nicht verklumpt sind. In Eagle gibt es zum Beispiel den Hugging- Parameter. Auch wenn Sie dies ausschalten, erhalten Sie immer noch verklumpte Jumper. Lassen Sie den Auto-Router das Grunzen ausführen, und räumen Sie die Dinge anschließend auf. Manchmal können Sie einen Fall erkennen, in dem durch eine kleine Neuanordnung ein Jumper vollständig entfernt werden kann. Die meiste Zeit verbringen Sie jedoch damit, die Jumper auseinander zu bewegen, um keine großen Inseln zu bilden.

Was Kraftflugzeuge betrifft, so ist das meistens dumme Religion. Verlegen Sie die Stromversorgung wie jedes andere Signal, obwohl Sie in diesem Fall den Spannungsabfall aufgrund des Leiterbahnwiderstands berücksichtigen müssen, da Leiterbahnen vermutlich einen erheblichen Strom verarbeiten. Glücklicherweise sind selbst 1 Unze Kupferspuren auf einer Leiterplatte recht niederohmig. Sie können die Stromspuren auf 20 mil oder was auch immer einstellen, anstatt auf 8 mil für Signalspuren. In jedem Fall ist der Punkt, dass der Gleichstromwiderstand wichtig ist, aber es ist normalerweise kein großes Problem, es sei denn, Sie haben ein Hochstromdesign.

Die Wechselstromimpedanz ist nicht allzu relevant, was die religiösen Leute nicht zu bekommen scheinen. Dies liegt daran, dass die Stromzufuhr an jedem Verwendungspunkt lokal zur Erdungsebene umgangen wird. Wenn Sie eine gute Erdungsebene haben, benötigen Sie für die meisten gewöhnlichen Designs keine separaten Energieebenen, sondern müssen nur an jeder Stromleitung jedes Teils eine gute Umgehung durchführen. Die Überbrückungskappe verbindet direkt die Strom- und Erdungsstifte, dann gibt es eine Durchkontaktierung direkt am Erdungsstift, um eine Verbindung mit der Erdungsebene auf der unteren Schicht herzustellen.

Der hochfrequente Schleifenstrom eines Teils sollte aus dem Stromanschluss, durch die Überbrückungskappe und zurück in den Erdungsanschluss fließen, ohne jemals über die Erdungsebene zu laufen. Dies bedeutet, dass Sie keine separate Durchkontaktierung für die Erdungsseite der Bypass-Kappe verwenden. Verbinden Sie es direkt mit dem Erdungsstift auf der Oberseite und verbinden Sie dieses Netz dann an einem einzelnen Punkt mit einer Durchkontaktierung mit der Erdungsebene. Diese Technik trägt wesentlich zur HF-Emission und Sauberkeit im Allgemeinen bei.

Ein Motorflugzeug auf der Oberseite und eine Erdung auf der Unterseite würden kaum Kapazitäten ergeben.

$C = k \cdot \epsilon_0 \cdot A / d$

wobei k die relative Permittivität ist, ungefähr 4,5 für FR4, ist die Permittivität des leeren Raums, 8,85 pF / m, ist die Fläche in Quadratmetern und ist der Abstand auch in Metern. Eine Eurocard-Leiterplatte hat eine Größe von 160 mm 100 mm bei einer Dicke von 1,6 mm A d $\epsilon_0$$A$$d$$\times$

$C = 4.5 \cdot 8.85 pF/m \cdot 0.016 m^2 / 0.0016 m = 400 pF$

Durch die Entkopplung von Kondensatoren erhalten Sie viel mehr. Bei richtiger Entkopplung spielt es auch keine Rolle, ob Sie Erdung oder Strom für die Kupfereinsätze verwenden. für HF sollten sie gleich sein. Normalerweise wird die Erdung gewählt, da dieses Netz die meisten Verbindungen aufweist und es einfacher ist, die verschiedenen isolierten Kupferteile oben mit dem Kupferteil auf der anderen Seite zu verbinden.