PCB-Design Power Plane Frage

Wie Sie erkannt haben, ist die Grundebene am wichtigsten. Es ermöglicht nicht nur den kürzesten Rückweg, sondern auch die niedrigste Impedanz, und es erzeugt auch einen minimalen Schleifenstrom, der EMI reduziert.

Das zweitwichtigste sind oft die Antriebsflugzeuge. Wenn Sie zu 4 Ebenen wechseln und zwei davon als Masse und Strom zuweisen, wird normalerweise viel Routing auf den oberen und unteren Ebenen frei, sodass Sie die mittleren Ebenen nicht für das Routing verwenden müssen. Aber wenn es eng wird, ja, Sie können die Power Plane zum Verlegen einiger Spuren verwenden. Oft haben Sie Schaltkreise mit mehreren Stromschienen, und in diesem Fall ist die Stromversorgungsebene normalerweise in verschiedene Domänen aufgeteilt, z liegen bei 12V für I/O.

Wenn die Dichte der Platine so weit ansteigt, dass Sie feststellen, dass Sie mehr internes Layer-Routing benötigen, ist es möglicherweise ratsam, auf 6 oder mehr Layer umzusteigen.

Auch hier gilt: Für die meisten Low- bis Medium-Density-Boards ist es in der Regel ausreichend, zwei Lagen nur für das Routing zu haben, wenn Ihre Routing-Strategie solide ist. Wenn Sie also das Gefühl haben, dass Sie zusätzliche Schichten benötigen und 0402 oder kleinere Teile nicht dicht beieinander packen, gibt es vielleicht bessere Möglichkeiten, die Leiterbahnen zu verlegen. Wenn Sie ein Routing auf die Stromversorgungsebene legen möchten (und Sie können auch die Masseebene verwenden, aber ich würde versuchen, dies zu vermeiden), achten Sie einfach darauf, dass Sie die Strompfade nicht abschneiden oder übermäßig einschränken.

Und schließlich, ja, Sie könnten einfach eine Grundebene und drei Routing-Layer verwenden, wenn Sie das Gefühl haben, dass Sie mehr Routing-Bereich benötigen, aber nicht genug, um 6-Layer zu rechtfertigen. Sie würden also die Stromleiter einfach so verlegen, wie Sie es normalerweise auf einer 2-Lagen-Platine tun würden. Oder Sie könnten Ihre Signale leiten und dann die Stromschienen im verbleibenden Bereich mit Kupfer gießen. Denken Sie erneut daran, die aktuellen Pfade zu überprüfen. Normalerweise verlegen Sie die Stromleiter trotzdem, um sicherzugehen, dass Sie überall genügend Leiterbahnen durchbekommen, und machen vielleicht einen DRC, dann gießen Sie den Rest.

EDIT: Weitere Erklärung des Rückwegs. Der Strom fließt entlang des Pfades mit der niedrigsten Impedanz zurück. In Gleichstrom- oder Niederfrequenzschaltungen ist die Impedanz im Wesentlichen nur der Widerstand, sodass der Strom dem Weg mit dem niedrigsten Widerstand zurück folgt. Dies ist normalerweise eine Massespur oder Masseebene. Strom springt nicht durch die Luft, um auf einer Stromspur zurückzukehren, nur weil er näher ist.

Bei höheren Frequenzen ist Impedanz jedoch mehr als nur Widerstand, sie umfasst Induktivität und Kapazität. Nun wird die Kapazität einer Leiterbahn durch eine nahe gelegene Stromversorgungsebene beeinflusst.

Wenn Sie beispielsweise die charakteristische Impedanz einer 4-lagigen Platine mit interner Erdungs- und Leistungsebene berechnen möchten, berücksichtigt die Berechnung die nächstgelegene „Referenzebene“, die beides sein könnte. Wenn es sich also um einen symmetrischen Stapel handelt (mit gleicher Höhe von oben zur ersten Ebene wie von unten zur zweiten Ebene), wäre die Impedanz einer bestimmten Spur gleich. Dies setzt jedoch voraus, dass die Tracks Hochfrequenzsignale wie USB, Ethernet usw. übertragen.

Daher kommt vielleicht die Verwirrung in dem, was Sie gehört oder gelesen haben. Es ist manchmal schwierig, die grundlegende elektrische Theorie von den Ohm- und Kirchhoff-Gesetzen auf Hochfrequenz-Wechselstromkreise, von der Gleichstrom- oder Zeitdomäne auf die Frequenzdomäne zu erweitern.