Emi-sicheres PCB-Design

Derzeit entwerfe ich eine GPS-Basisstation, die ein Funkmodem (Rundfunk mit 407-480 MHz), einen ARM7-Mikrocontroller mit 60 MHz und einen FTDI-USB-Chip haben wird. Der FTDI-USB-Chip läuft intern sogar mit 480 MHz, was im Arbeitsbereich des Radios liegt. Aufgrund all der Oberschwingungen und dieser hohen Frequenzen von der PLL (die letztendlich aus den Stromanschlüssen des Geräts fließen werden), bin ich bei diesem PCB-Design besonders vorsichtig.

Wir haben unter Kollegen einige Diskussionen darüber geführt, welche Praktiken für ein 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 eher um die Entkopplung ging. Aufgrund der Empfehlungen habe ich mein PCB-Design geändert, um eine lokale Masseebene unter dem Mikrocontroller zu haben, die von der globalen Masseebene getrennt ist. Ich habe diese lokale Ebene mit der globalen Ebene über 4 Durchkontaktierungen unter dem Chip verbunden. Gleiches gilt für die FTDI-USB-UART-Brücke. Alle Kappen werden so nah wie möglich geführt und so ausgerichtet, dass die VCC- und GND-Pins eine kurze Verbindung haben.

Den Strom speise ich mit einem Via aus der Versorgungsebene ein. Der GND ist eine lokale Ebene, daher ist kein Via erforderlich. Ich habe keine lokale Versorgungsschicht und verwende auch keine Ferrite, um die Ebenen genau zu trennen.

Mein Kollege ist jedoch der Meinung, dass es besser ist, ein zusätzliches Via direkt auf Masse zu haben. Seine Entwürfe beinhalteten keine lokalen Bodenebenen. Alle 4 Lagen sind mit Erde gefüllt, VCC wird manuell geroutet. Die Kappen sind eng platziert, aber manchmal hat der GND-Anschluss keine unmittelbare Verbindung zum GND-Pin des Controllers. Die Masseebene unter dem Controller ist nicht durchgehend, da sie aufgrund von Signalen vollständig unterbrochen ist.

Sein Gedanke war, dass die Masse der Kappen und Stifte aufgrund der globalen Masseebene und jeder Durchkontaktierung sehr sicher sind. Er hatte nicht so viel Vertrauen in mein Design, weil die Masseebenen getrennt sind. Seine Designs haben die EMV-Tests bestanden, daher frage ich mich, ob all diese Probleme überhaupt einen signifikanten Unterschied machen. Ich bin ziemlich verwirrt darüber, weil einige Appnotes Ihnen sagen, dass es ein absolutes Muss ist, lokale Masseebenen und gute Entkopplungslayouts zu erstellen.

Meine Frage ist einfach ausgedrückt: Welche Designpraxis ist besser für die EMI-Praxis?

1. A GND werden zuerst mit einer lokalen Ebene verbunden, die vom System getrennt ist. Dies ist an 1 Stelle mit der globalen Ebene verbunden.
2. Jeder GND-Pin wird manuell auf die globale Ebene geroutet. Das bedeutet, dass alle GND-Anschlüsse ein eigenes Via bekommen. Nicht unbedingt wichtig ist eine durchgehende Grundplatte unter dem Controller.