Para “aterrar” ou não “aterrar”?

Eu tenho lido sobre as questões EMI na Engenharia de Compatibilidade Eletromagnética por Henry Ott. (livro maravilhoso entre).

Um dos tópicos "Layout e empilhamento de placas de circuito impresso" (também conhecido como Ch 16) contém uma seção sobre preenchimento do solo (16.3.6). Basicamente, o que afirma é que, para minimizar o "caminho da corrente de retorno", as áreas entre os conectores com preenchimento de aterramento devem ser feitas. Bastante compreensível, no entanto, na mesma seção no final, afirma: "Embora frequentemente seja usado com circuitos analógicos em placas de dois lados, o preenchimento de cobre não é recomendado para circuitos digitais de alta velocidade, pois pode causar descontinuidades de impedância, o que pode levar a possíveis problemas funcionais ". Essa última parte me confundiu um pouco, pois eu esperaria que, para sinais de alta frequência (que tentam seguir o rastreio do sinal), um caminho mais longo fosse decremental. Alguém pode explicar por que essa observação é feita?

pcb emc groundloops

— Wally4u
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Diz possíveis problemas - provavelmente em certos circuitos. Todos os projetos que fiz para circuitos de alta velocidade, principalmente RF, o aterramento (plano) é essencial. Mas isso causa problemas na tentativa de combinar determinados componentes para sinais digitais e de RF, se for necessário ajustar os sinais - o que exige equipamentos caros. O uso de cálculos auxiliares fornecidos por alguns esquemas é 'bom' o suficiente. Mas esse comentário não é bom o suficiente para uma resposta. Apenas parte da minha experiência que não corresponde ao resto das pessoas aqui.

— Piotr Kula

Claro, vamos pegar o caso comum de uma micro-tira. Sua impedância é uma combinação de si mesma e seu caminho de retorno (e o dielétrico, mas vamos mantê-lo simples). No caso de uma microstrip, este será o plano de referência abaixo.

Agora, se você jogar um pedaço de cobre aterrado ao lado da micro-tira, sua impedância é agora uma combinação de si mesma, é o plano de referência e o cobre aterrado ao lado. Geralmente, não é possível obter um preenchimento simétrico 100% ao redor da micro-tira, por causa de vias, outras linhas ou simplesmente entrar em um pino em uma embalagem. Então, resumindo, em qualquer lugar que você tenha esse preenchimento de cobre alterando sua impedância, obterá descontinuidades ou alterações na impedância.

Por exemplo, na imagem abaixo, haveria uma descontinuidade para o rastreamento principal, onde a inundação é interrompida por uma via.

insira a descrição da imagem aqui

Para ser justo, embora exista um tipo de linha de transmissão que às vezes usamos, chamada de guia de ondas co-planares, que basicamente se parece com um traço com dois largos preenchimentos de cobre nas laterais (simetricamente nas laterais).

— Um cara de hardware
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O que você desenhou não é stripline, é microstrip. Stripline tem dois planos de terra, um abaixo e um acima. Caso contrário, uma excelente ilustração da questão que o OP perguntou.

— O fóton

Bah! É verdade que eu quis dizer microstrip, eu vou consertar isso;) +1

— Some Hardware Guy

Então, basicamente, o que você está dizendo é que, adicionando o aterramento sob o conector (e devido ao efeito de pele que impede o sinal de entrar no plano de terra), ele precisará ir até a borda do plano de terra e voltar para encontrar sua rota ptima (semelhante a um segmentado simples fazendo com que a rota através de condensadores de desacoplamento)

— Wally4u

@ Wally4u, você precisa da camada plana abaixo da pista para formar uma micro faixa controlada por impedância. Adicionar a área de preenchimento na camada superior oferece a possibilidade de criar descontinuidades (se você não for extremamente cuidadoso com isso). Isso é o que leva à citação de Ott (segunda na sua pergunta) sobre a qual você perguntou.

— O fóton