Was sind die Vorteile von zwei Grundgüssen?

Gutes Layout und Erdung scheinen da draußen schlecht verstanden zu werden, also findet die Religion Fuß. Sie haben Recht, es gibt wirklich sehr wenig Grund, sowohl die Ober- als auch die Unterseite einer zweilagigen Platte als Boden zu verwenden.

Was ich normalerweise bei zweischichtigen Platinen mache, ist, so viele Verbindungen wie möglich auf die oberste Schicht zu legen. Hier befinden sich sowieso schon die Pins der Teile, ebenso die logische Ebene, mit der sie verbunden werden. Leider kann man normalerweise nicht alles auf einem einzigen Layer routen. Aufpassen und sorgfältiges Nachdenken über die Platzierung der Teile hilft dabei, aber im Allgemeinen ist es nicht möglich, alles in einer Ebene zu verlegen. Ich verwende dann die untere Ebene für kurze "Jumper" nur dann, wenn dies erforderlich ist, damit das Routing funktioniert. Die untere Ebene ist ansonsten geschliffen.

Der Trick besteht darin, diese Jumper auf der unteren Schicht kurz zu halten und nicht aneinander zu stoßen. Die Metrik dafür, wie gut eine Grundplatte übrig bleibt, ist die maximale lineare Abmessung eines Lochs, nicht die Anzahl der Löcher. Ein Haufen kurzer 200-mil-Spuren, die verstreut sind, wird die Bodenebene nicht davon abhalten, ihre Arbeit zu erledigen. Die gleiche Anzahl von 200 Millionen Spuren, die zusammengeklumpt sind, um eine Insel mit einem Durchmesser von einem Zoll zu bilden, ist jedoch eine viel größere Störung. Grundsätzlich möchten Sie, dass der Boden um all die kleinen Störungen herum fließt.

Stellen Sie die Auto-Router-Kosten für die unterste Ebene hoch ein und bestrafen Sie sie nicht zu sehr für Durchkontaktierungen. Dadurch werden die meisten Verbindungen automatisch auf der obersten Ebene platziert. Leider scheinen die Auto-Router-Algorithmen, die ich gesehen habe, nicht optimiert zu werden, um die Jumper nicht zu verklumpen. In Eagle gibt es zum Beispiel den Umarmungsparameter . Selbst wenn Sie dies ausschalten, erhalten Sie immer noch verklumpte Jumper. Lassen Sie den Auto-Router die Routinearbeit erledigen, dann räumen Sie die Dinge hinterher auf. Manchmal können Sie einen Fall erkennen, in dem eine kleine Neuanordnung einen Jumper vollständig eliminieren kann. Die meiste Zeit werden Sie jedoch damit verbringen, die Jumper auseinander zu bewegen, um keine großen Inseln zu bilden.

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

Die Wechselstromimpedanz ist nicht so relevant, was die religiösen Leute nicht zu verstehen scheinen. Dies liegt daran, dass die Stromzufuhr an jedem Verwendungspunkt lokal zur Masseebene umgangen wird. Wenn Sie eine gute Masseebene haben, benötigen Sie für die meisten gewöhnlichen Designs keine separaten Stromversorgungsebenen, sondern nur eine gute Umgehung an jeder Stromleitung jedes Teils. Die Bypass-Kappe verbindet direkt die Stromversorgungs- und Erdungsstifte, dann gibt es direkt am Erdungsstift eine Durchkontaktierung zur Verbindung mit der Erdungsebene auf der unteren Schicht.

Der hochfrequente Leistungsschleifenstrom eines Teils sollte aus dem Stromanschluss, durch die Bypass-Kappe und zurück zum Erdungsanschluss fließen, ohne jemals über die Erdungsebene zu laufen. Das bedeutet, dass Sie kein separates Via für die Masseseite der Bypass-Kappe verwenden. Verbinden Sie es direkt mit dem Erdungsstift auf der Oberseite und verbinden Sie dieses Netz dann mit einer Durchkontaktierung an einem einzigen Punkt mit der Erdungsebene. Diese Technik hilft sehr bei HF-Emissionen und Sauberkeit im Allgemeinen.

Eine Leistungsebene oben und Masse unten zu haben, würde kaum Kapazität ergeben.

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

wobei k die relative Dielektrizitätskonstante ist, etwa 4,5 für FR4,$\epsilon_0$ist die Permittivität des leeren Raums, 8,85 pF / m,$A$ist die Fläche in Quadratmetern und$d$ist die Entfernung auch in Metern. Eine Leiterplatte im Europakartenformat ist 160 mm lang$\times$100 mm, bei 1,6 mm Dicke also

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

Das Entkoppeln von Kondensatoren bringt Ihnen viel mehr. Außerdem spielt es bei richtiger Entkopplung keine Rolle, ob Sie Masse oder Strom für die Kupfergüsse verwenden. für HF sollten sie gleich sein. Normalerweise wird Erdung gewählt, weil dieses Netz die meisten Verbindungen hat und es einfacher ist, die verschiedenen isolierten Kupfergüsse oben mit den Kupfergüssen auf der anderen Seite zu verbinden.

Dies ist eine alte Frage, aber ich denke, ich kann etwas Wert hinzufügen.

Die Verwendung einer oberen Stromversorgungsebene kann das Routing im Vergleich zur Verwendung einer oberen und unteren Masseebene beschleunigen.

Für die einfachen Platinen, die ich herstelle (zweischichtig, Komponenten alle auf der obersten Schicht), lautet eine Routing-Strategie:

• Fügen Sie der unteren Ebene eine Grundebene hinzu.
• Verbinden Sie diese mit Durchkontaktierungen mit den Massepads der Komponenten auf der obersten Schicht.
• Fügen Sie eine obere Leistungsebene hinzu.

Dadurch werden viele der Luftdrähte schnell entfernt.

• Leiten Sie kritische Datenpfade weiter.

Das Hinzufügen einer Ebene zu beiden Schichten reduziert den Ätzmittelverbrauch. Über viele Platinen hinweg könnte dies einen Beitrag zur Reduzierung von Chemieabfällen leisten.