Razões para não preencher a área não utilizada da placa com aviões de força em vez de aviões de terra?


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Na placa (duas camadas) que estou projetando, tenho uma área não utilizada relativamente grande. Em vez de apenas derramar com terra nos dois lados, estou pensando em preenchê-lo com Vcc de um lado e terra do outro, para criar uma pequena capacitância entre o solo e o Vcc. (Ainda adicionarei capacitância de desacoplamento adequada de capacitores regulares, é claro.)

A placa não é exatamente de alta velocidade (microcontrolador de 16 MHz, fazendo apenas E / S digital). E seria difícil produzir até 1 nF de capacitância da área disponível da placa, eu acho. Então, você poderia argumentar que essa capacitância extra não está fazendo muita diferença. Mas existe alguma razão para que seja realmente uma má idéia e deva ser evitada?

Respostas:


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Como regra geral, o terra do circuito serve como ponto de referência para todos os sinais. É por isso que ele deve ter uma diferença de voltagem muito baixa no circuito. Geralmente não é verdade para o Vcc - desde que nenhum sinal seja medido em relação ao Vcc, algumas diferenças de tensão maiores são aceitáveis.

A corrente total na linha Vcc é igual à corrente da linha de terra. Porém, devido às razões do parágrafo acima, a linha de aterramento deve ter uma resistência muito menor (na verdade, impedância) do que a linha Vcc, onde a alta indutância junto aos capacitores de desacoplamento é boa.

Por isso, o solo é frequentemente roteado como uma área, mas o Vcc é simplesmente com trilhas suficientemente grossas.

Isso tudo estava em teoria. Se o seu PCB não estiver lidando com altas correntes e / ou frequências muito altas, você provavelmente poderá rotear da maneira que desejar e tudo ficará bem. Portanto, não seja paranóico.

Nota de rodapé: Se você tem áreas vazias tão grandes, não é melhor alterar o design para diminuir o PCB?


Nota de rodapé: Um conector grande, bem como a montagem do gabinete, aumentam a largura da placa. Os ICs e outros componentes expandem a altura da placa. Mas não é realmente que muito espaço. A área total da placa é de cerca de 30 * 75 mm.
Nitro2k01

@ nitro2k01 - bem, eu supunha algo semelhante. Mas o último parágrafo antes da nota de rodapé ainda é valioso. :)
johnfound 22/10

Sim, eu já sei a resposta, não fará nenhuma diferença detectável. A questão é menos "eu não tenho idéia" e mais "me surpreenda". Obviamente, ele ainda pode gerar respostas interessantes que geralmente são úteis para a comunidade.
Nitro2k01 22/10

" onde a alta indutância em conjunto com os capacitores de desacoplamento é boa ". Por quê? Porque eles formam um filtro passa-baixo?
Rafael

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@Rafael Indeed. Ou, ponha de lado, a indutância em série fornece uma alta impedância para o conteúdo de alta frequência (picos de corrente) e evita que a interferência se propague para a PSU ou o barramento de força. Os capacitores (preferencialmente baixo ESR e colocados perto do dispositivo de interesse), por outro lado, fornecem uma baixa impedância para o conteúdo de frequência e garantem que o trilho de energia possa responder com rapidez suficiente. Ou seja, o filtro passa-baixo formado, se visto dessa maneira, diz respeito a suavizar o consumo atual que a PSU vê.
Nitro2k01 25/09/2015

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A pequena capacitância extra que você obterá na rede de energia será praticamente irrelevante. Será baixo ESR, mas não estará exatamente onde você precisa, portanto não ajudará muito.

Na sua situação, eu não faria o plano de potência. Há pouca desvantagem eletricamente, mas acrescenta um pouco mais de chance de você estragar alguma coisa. Isso também tornará mais difícil editar o quadro, caso você precise fazer algumas alterações após o teste. Se você usar o plano de energia, certifique-se de que quaisquer blocos para esse sinal incorporado no avião tenham relés térmicos, caso contrário eles serão difíceis de soldar.

Em suma, não importa muito de qualquer maneira, então eu deixaria de fora por simplicidade e menos chance de erro.


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Bem, existem pontos positivos e negativos.

Embora você possa não obter muita capacitância, ela será de alta qualidade. Significando que sua auto-ressonância terá uma frequência muito maior que uma tampa de cerâmica, devido à baixa indutância. Portanto, funcionaria tão desacoplado quanto as frequências muito mais altas.

O negativo é que agora você está potencialmente movendo um sinal de agressor (seu trilho de força) para mais perto de outros sinais que podem captar isso porque o acoplamento é aumentado porque ocupa mais área da placa.

Lembre-se de que a energia também é uma "base" em termos de análise de pequenos sinais. Embora possa ser perigoso se desacoplar, isso pode ser vantajoso em alguns casos.


Quanto ao que você está dizendo sobre se aproximar, não vejo como é esse o caso. Essa parte do quadro é praticamente despovoada e o único local em que Vcc encontra outros sinais (com ou sem preenchimento) é ao longo de um lado do traço ou do plano em potencial. Tenho a impressão de que o único grande acoplamento capacitivo adicionado é entre o terra e o Vcc.
Nitro2k01 22/10/2013

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Eu segundo a resposta de Olin. Isso fará pouca diferença porque a capacitância é muito distante e é muito pequena. É melhor colocar capacitores reais perto dos pinos.

No entanto, como observado anteriormente , você deve adicionar "Ladrão de cobre" nessas seções da placa para garantir um manuseio mais rápido e melhor da PCB, para que a gravação seja melhor.

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