O melhor empilhamento possível com um PCB de quatro camadas?

Estou projetando uma PCB de 4 camadas e sei que o empilhamento padrão é

1. Signals
2. GND
3. VCC
4. Singals

(GND e VCC podem ser alternados dependendo da camada com mais sinais)

O problema é que eu realmente não quero conectar todos os pinos de aterramento pelas vias, existem muitos deles! talvez porque eu não estou acostumado a PCBs de 4 camadas, de qualquer maneira, eu li uma dica de Henry W. Ott sobre um empilhamento diferente

1. GND
2. Signals
3. Signals
4. GND

(Onde a energia está sendo roteada com traços largos nos planos de sinal)

Segundo ele, este é o melhor empilhamento possível com um PCB de quatro camadas, pelos seguintes motivos:

1. Camadas de sinal são adjacentes aos planos de terra.

2. As camadas de sinal são fortemente acopladas (próximas) aos seus planos adjacentes.

3. Os planos de terra podem atuar como blindagens para as camadas de sinal interno. (Eu acho que isso requer costura ??)

4.Vários planos de aterramento abaixam a impedância de aterramento (plano de referência) da placa e reduzem a radiação em modo comum. (realmente não entendo este)

Um problema é o cross-talk, mas eu realmente não tenho nenhum sinal na terceira camada, então não acho que o corss-talk seja um problema com esse empilhamento, estou correto na minha suposição?

Nota: A frequência mais alta é 48MHz, também há um módulo wifi na placa.

Você se odiará se empilhar o número dois;) Talvez isso seja duro, mas será uma PITA reformulando uma placa com todos os sinais internos. Não tenha medo de vias também.

Vamos abordar algumas de suas perguntas:

1. Camadas de sinal são adjacentes aos planos de terra.

Pare de pensar em planos de solo e pense mais em planos de referência. Um sinal passando por um plano de referência, cuja voltagem está em VCC, ainda retornará sobre esse plano de referência. Portanto, o argumento de que, de alguma forma, ter seu sinal executado sobre GND e não VCC é melhor, é basicamente inválido.

2. As camadas de sinal são fortemente acopladas (próximas) aos seus planos adjacentes.

Veja o número um. Acho que o mal-entendido sobre apenas aviões GND que oferecem um caminho de retorno leva a esse equívoco. O que você quer fazer é manter seus sinais próximos aos planos de referência e com uma impedância correta constante ...

3. Os planos de terra podem atuar como blindagens para as camadas de sinal interno. (Eu acho que isso requer costura ??)

Sim, você poderia tentar criar uma gaiola como essa, eu acho, para a sua prancha você obterá melhores resultados mantendo o traço da altura do avião o mais baixo possível.

4.Vários planos de aterramento abaixam a impedância de aterramento (plano de referência) da placa e reduzem a radiação em modo comum. (realmente não entendo este)

Eu acho que você entendeu isso como os aviões GND que eu tenho, melhor, o que não é realmente o caso. Isso soa como uma regra de ouro quebrada para mim.

Minha recomendação para o seu conselho com base apenas no que você me disse é o seguinte:

Camada de sinal
(fino talvez 4-5mil FR4)
GND
(espessura principal do FR-4, talvez 52 mil mais ou menos, dependendo da espessura final)
VCC
(fino talvez 4-5mil FR4)
Camada de sinal

Certifique-se de desacoplar adequadamente.

Então, se você realmente quiser entrar nessa, vá para a Amazon e compre o design digital de alta velocidade do Dr. Johnson, um manual de magia negra, ou talvez a integridade do sinal e da energia de Eric Bogatin simplificada. Leia amor, viva :) Seus sites também têm ótimas informações.

Boa sorte!

Não existe o melhor empilhamento de camadas. Se você ler atentamente, o empilhamento com motivos nas camadas externas é considerado o melhor da perspectiva da EMC.

Eu não gosto dessa configuração, no entanto. Em primeiro lugar, se sua placa usa componentes SMT, você terá muito mais interrupções em seus aviões. Em segundo lugar, qualquer depuração ou retrabalho será praticamente impossível.

Se você precisar usar essa configuração, estará fazendo algo terrivelmente errado.

Além disso, não há nada de errado em usar vias para aterramento. Se você precisar diminuir a indutância, basta colocar mais vias.

"melhor" depende da aplicação. Há realmente duas perguntas a serem abordadas em sua postagem

1. "Convencional" (sinais nas camadas externas, planos nas camadas internas) VS "de dentro para fora" (sinais nas camadas internas, planos nas camadas externas).
   Uma placa de dentro para fora terá melhor desempenho EMC, mas será muito mais difícil de modificar quando você perceber que estragou o projeto, precisará de mais vias, o que não é ótimo do ponto de vista da densidade ou da integridade do sinal e se você estiver usando o IC Nos pacotes cuja inclinação do pino é muito pequena para colocar o solo entre as almofadas, você acaba com grandes furos nos seus aviões, o que também não é ótimo do ponto de vista da itegridade do sinal.

2. dois planos de terra VS um plano de terra e um plano de potência.
   Nos dois casos, quando um sinal de alta velocidade muda o plano de referência, é necessário que haja um caminho próximo para que a corrente de retorno se mova entre os dois planos de referência. Com dois planos de terra, você pode fazer isso com uma única via conectando os dois planos diretamente. Nos planos de aterramento e energia, a conexão deve passar por um capacitor que normalmente (assumindo um empilhamento "convencional") requer duas vias e um capacitor. Isso significa pior integridade do sinal e mais área da placa ocupada. Por outro lado, ter um plano de energia reduz a queda de volt no seu trilho de energia e libera espaço nas camadas do sinal.

Como os outros disseram, isso depende da sua aplicação. Outro acúmulo que achei útil é

1. Sinais (baixa velocidade)
2. Poder
3. Sinais (impedância controlada)
4. GND

Isso mantém os dois grupos de sinais bem isolados um do outro, fornece uma excelente correspondência de impedâncias e me permite despejar o calor no plano de terra.