Kann die Referenzebene zur Reduzierung des Übersprechens innerhalb einer Leiterplatte eine Leistungsebene sein?


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Eine der effektivsten Möglichkeiten, die Kopplung zwischen Leiterplattenspuren zu verringern (um das Übersprechen zu verringern), besteht darin, die Referenzebene nahe an den Spuren zu platzieren.

Ich habe immer eine Grundebene als Bezugsebene verwendet.

Könnte eine Leistungsebene die Referenzebene sein und wäre sie immer noch effektiv?

Antworten:


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Ja, aber nicht so effektiv wie eine Grundebene. Zwischen einem Leiter (Leiterbahn) und der Bezugsebene besteht eine Kapazität, bei einer Leistungsebene wird eine Induktivität von der Stromversorgung hinzugefügt. Das andere Problem sind Steckplätze, da Sie mit größerer Wahrscheinlichkeit Steckplätze in einer Leistungsebene als Referenzebene haben. Steckplätze sind schlecht, da sie den Rückstrom umleiten und mehr Induktivität erzeugen, was die Signale verlangsamt und die Anstiegszeiten erhöht.

Referenzflugzeuge ändern.

Wenn sich eine Signalverfolgung auf einer Leiterplatte von einer Schicht zur anderen ändert, wird der Rückstrompfad unterbrochen, da der Rückstrom auch die Referenzebenen ändern muss (siehe Abbildung rechts unten). Es stellt sich dann die Frage, wie der Rückstrom von einer Ebene zur anderen gelangt. Wie bei den oben erwähnten geteilten Ebenen ist die Kapazität zwischen den Ebenen normalerweise nicht groß genug, um effektiv zu sein, so dass der Rückstrom durch den nächsten Entkopplungskondensator fließen muss, um die Ebenen zu wechseln. Dies vergrößert offensichtlich die Schleifenfläche und ist aus allen zuvor genannten Gründen unerwünscht. Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, das Umschalten von Referenzebenen für kritische Signale (z. B. Uhren) nach Möglichkeit zu vermeiden. Wenn Sie den Rückweg von einer Leistungsebene auf eine Masseebene umschalten müssen, sollten Sie einen zusätzlichen Entkopplungskondensator neben dem Signal über platzieren, um einen hochfrequenten Strompfad zwischen den beiden Ebenen für den Signalrückstrom bereitzustellen. Dies ist jedoch keine ideale Lösung, da der Rückstrom nun durch eine Durchkontaktierung, eine Leiterbahn, ein Montagekissen, einen Kondensator, ein Montagekissen, eine Leiterbahn und schließlich eine Durchkontaktierung zur anderen Ebene fließen muss. Dies fügt dem Rückweg eine beträchtliche zusätzliche Induktivität hinzu (typischerweise 5 bis 10 nH). ein Montagepad, eine Spur und schließlich ein Via zur anderen Ebene. Dies fügt dem Rückweg eine beträchtliche zusätzliche Induktivität hinzu (typischerweise 5 bis 10 nH). ein Montagepad, eine Spur und schließlich ein Via zur anderen Ebene. Dies fügt dem Rückweg eine beträchtliche zusätzliche Induktivität hinzu (typischerweise 5 bis 10 nH).

Quelle: http://www.hottconsultants.com/techtips/pcb-stack-up-6.html


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Was meinst du damit, dass das Netzteil eine zusätzliche Induktivität erzeugt? Induktivität zwischen Stromversorgung und Leistungsebene? Warum würde dies die Leistung der Referenzebene beeinträchtigen? Der Rückstrom muss die Schleife zwischen Quelle und Last vervollständigen. Die Induktivität zwischen Netzteil und Leistungsebene hat keinen Einfluss darauf.
user110971

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Ja, das könnte es.

Die Impedanz zwischen Leistung und Masseebene sollte sehr niedrig sein, wodurch die Leistungsebene aus Wechselstromperspektive zu einer virtuellen Masseebene wird.


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Sie benötigen Bypass-Kondensatoren mit sehr niedriger Induktivität, die unmittelbar neben der Stelle liegen, an der sich die Hochgeschwindigkeitsspur von over_VDD zu over-GROUND ändert.

schematisch

simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab


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Ich bin nicht der Downvoter, aber ich denke, dies beantwortet eine andere Frage. Nach meinem Verständnis besteht die Absicht der Frage darin, eine einzelne Referenzebene zu verwenden, ohne zu einer anderen Referenzebene zu wechseln.
Kevin Kruse
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