תכנון לוחות מעגלים מודפסים במהירות גבוהה של PCB (PCBs) הוא משמעת מורכבת שבה היושרה האות והתאמה אלקטרומגנטית (EMC) הם ראשי התיבות של חלקי הפריסה הרבים, פלמנט המטוס הקרקעי הוא טכניקה קריטית לניהול רעש, שליטה על צוואר הרחם, ודכאת הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) ביישומים גבוהים, אפילו פגמים קלים בהפני הקרקע יכולים להפחתת אות, עלייה מהירה, פליטות מהירות, או גורם יעיל מאחורי תקלות מהירות, בדיקה מתקדמת, כאשר מדוברת מטוסים.

מימון המטוס הקרקע

פלח מטוס קרקעי מתייחס לחלוקת מכוונת של שכבת קרקע נחושת רציפה לאזורים מבודדים או חצי-מחוסנים.המטרה העיקרית היא לשלוט בנתיבים הנוכחיים ולמנוע רעש מבלוק מעגלי אחד (למשל, מעבד דיגיטלי) משילוב אנלוגי רגיש או חלקי RF. מטוס מוצק, לא מופרע הוא אידיאלי עבור עיצובים מהירים ביותר, כי הוא מציע את הפחתת הפחתת התוספת ומספק הפניה עקבית עם תדרים פשוטים או קוויים, עם תדרים פשוטים, עם טווח משותף, עם תדרים, עם תדרים, עם תדרים, עם תדרים קבועים, או מפולציה, עם טווח קבוע, או מפולציה, עם טווח קבוע, עם טווח קבוע, עם טווח קבוע, עם תדרים, עם טווח קבוע, עם מגבלות קבוע, עם טווח קבוע, או מפולציה, או מפולציה, עם טווח רחב, עם טווח קבוע, עם טווח קבוע, עם טווח קבוע, עם טווח רחב, עם טווח קבוע, עם טווח קבוע, עם טווח קבוע, עם טווח רחב, עם טווח קבוע, עם מגבלות קבוע, עם מגבלות קבוע, או קבוע, עם מגבלות קבוע, ללא הפרעה, ללא הפרעה, ללא הפרעה, עם מפוזה, עם קומפקטי, עם זאת, עם מומנטום, ללא הפרעה, עם טווח קבוע,

חזרה זרם בעקביות מהירה זורם ישירות מתחת לנתיב האות על מטוס ההתייחסות הקרוב ביותר.אם המטוס הזה מפורש, זרם החזרה חייב לפעול סביב הפער, יצירת אזור לולאה גדול אשר מגביר את החדירה, פליטות קורנות, ופגיעות לשדות חיצוניים.לכן, יש לבצע פלמנטציה עם טיפול: כל חתך במטוס הקרקע חייב להיות מלווה על ידי תוכנית מכוונת עבור איך הנוכחים לא יכול להיות מיושם באופן גרוע יותר מאשר מקטעים לא ניתן להציג את כל אנטנות.

טכניקות מפתח להגדלת מטוס קרקע יעילה

המונחים: Functionalblocks

היישום הנפוץ ביותר של פלח מטוס קרקע הוא הפרדה אנלוגי ודיגיטלי של לוח חתומה מעורב. Analog מעגלים (כגון ADCs, phos, או מגברי RF) רגישים לרעש ההחלפה שנוצר על ידי לוגיקה דיגיטלית, שעונים, וממירי חשמל משותפים. על ידי חלוקת המטוס מתחת לסעיפים אלה, הנוכחים מוגבלים לאזור הדיגיטלי, וה אנלוגיה עדיין אינה מתכוונת למתח יחידי, בדרך כלל, אלא גם למשטח יחיד, אך ורק אם כי הוא עדיין אינו מוגדר, אלא רק בשלב זה, אלא אמצעי הגנה, אלא רק בתנאי שהוא אינו מוגדר, אלא רק בתנאי שהוא קיים, אלא רק בתנאי שהוא אינו מוגדר, אלא גם כן, אלא רק בתנאי שהוא אינו מוגדר באופן קבוע, אלא רק בתנאי שהוא אינו מוגדר, אלא רק בתנאי שהוא אינו מוגדר, אלא רק בתנאי שהוא אינו מוגדר, אלא אמצעי הגנה אחת, אלא אמצעי הגנה אחת, אלא אמצעי הגנה אחת, אלא אמצעי, אלא אמצעי, אלא אמצעי הגנה אחת, אלא אמצעי, אלא אמצעי, אלא אמצעי הגנה אחת, אלא אמצעי, אלא אמצעי הגנה אחת, אלא אמצעי הגנה אחת, אלא אמצעי הגנה אחת, אך ורק על ידי מערכת חשמל, אך ורק על ידי מערכת חשמל, אך ורק על ידי מערכת אחת, אך ורק בתנאי שהוא אינו מאפשר לגורם אחד.

כאשר חלוקת המטוס הקרקע, להתאים את הגבולות של הפיזור עם פערים פיזיים בין בלוקים פונקציונליים.לעבור את כל האותות לחצות את הגבול על הפער באמצעות עקבות הנזכרים במטוס רציף (למשל, מטוס כוח) או לספק גשר עם חיבור קרקע קטן באמצעות 0-ohm התנגדות או fer bead. עבור אותות דיגיטליים מהירים כי חייב לעבור, תפרים קצר טווח ממוקם כדי לספק את ה-F קרוב בדרך כלל ל- 10 קערהמטר של שטח.

Vias & Via Stitching

הקרקע דרךs לשחק תפקיד חיוני בחיבור שכבות מרובות ולספק נתיבים של חינוך נמוך בין פלחי קרקע. יעיל באמצעות תפרים כרוך הצבת קרקע מרובות דרך הקצוות של אזורים מפורשים, ליד מעברי אות, וסביב כריות רכיב במהירות גבוהה. Dense באמצעות מחסניות דרך אותות להפחית את החדירה היעילה של הקשר הקרקע, שיפור הביצועים הגבוהים של הפניה לדוגמה, כאשר שכבה אחת ל-1.5 סנטימטר אחד יכול להבטיח את האותות אחד על פני שטח אחד (ב) עם אותות) עם אותות מ- 1 ג' קיבולת אחת של 1 קיבולת אחת של 1 GHz דרך קיבולת אחת של 1 סנטימטר אחד (מ"ג'יגה אחת (מ"ג'יגה) עם אותות) עם אותות) עם אותות) עם אותות (מ"מ"ג'יגה אחת של 1 קיבולת אחת של 1 קיבולת אחת של חיבור הקרקעיתות) עם 1 קיבולת אחת של קיבולת אחת של קיבולת אחת של קיבולת אחת של קיבולת אחת של קיבולת אחת של חיבור הקרקעית אחת של קיבולת גבוהה של קיבולת אחת של חיבור הקרקעיתות אחד (מ"ג'יגה אחת של חיבור הקרקעיתות) עם 1 קיבולת אחת של קיבולת גבוהה של 1 ג ' קיבולת גבוהה של קיבולת אחת של

בהקשר של פלח מטוס קרקעי, דרך משמשים כדי תפרים יחד איים קרקעיים שונים כי חייב להישאר באותו פוטנציאל DC אבל צריך בידוד בתדרים מסוימים. על ידי הצבת סדרה של דרך לאורך קצה האי המופרע, אתה יוצר גדר וירטואלית כי מדכאת קרינה קצה ולהפחית הפיכה בין אזורים סמוכים.טכניקה זו, לעתים קרובות נקראה "גדר" או "שומר" באמצעות, יעיל במיוחד עבור עקבות של 5 מ" או "מ" על ידי פחות מ" על ידי שימוש בשעון.

שליטה ב- Segment Width and Impedance

פלחי מטוסים קרקעיים אינם רק איים נחושת; הגיאומטריה שלהם משפיעה ישירות על אימפולס ורעש הפיכה. narrow קרקעיים או פלחים לפעול כמו אינדוקטורים, הגדלת הדחף בתדרים גבוהים ויצירת טיפות מתח שיכולים למזער את השלמות של אותות.

שליטה אימפולסיבית היא גם קריטית כאשר עקבות מתחלפות באזורים קרקעיים מפוסקים.אם מעברי מיקרו סטריפ משטח מוצק לאזור מפלט, שינויים האימפולס האופייניים שלו, מה שגורם להשתקפות.כדי לצמצם את זה, להבטיח כי מטוס ההתייחסות של עקבות נשאר עקבי מתחתיו.אם פלמנטציה היא בלתי נמנעת, העקב צריך לחצות את הפער באופן מיוחד, ואת הפער צריך להיות צר כמו נתיב ארוך יותר של גשר (אום) יכול לספק מעבר חזק יותר מאשר ריבועי (אובמרחק).

משמרות קרקעיות ומגן

שומרים קרקעיים הם עקבות נחושת או לשפוך אזורים המקיפים קווי אות רגישים, פועל כמו מגן מקומי.במטוס קרקע מפלט, שומרים יכולים לשמש כדי לבודד רשת קריטית מתופעות רועשות סמוכים.טכניקה נפוצה היא לסלול עקבות מאבטחים מעומקים משני צד של אות אנלוגי, המחבר את המשמר למקטע הקרקעי אנלוגי בשני הקצוות, זה יוצר מסלול מקומי נמוך למנע מצמד, בדרך כלל, כי הוא חסר משקל, בדרך כלל, כי הוא יכול למנוע את הסגול, במקום זאת, למעט זוגות חסום, באופן קבוע, חסום, במקום זאת, חסום, במקום זאת, חסום, חסום, במקום זאת, חסום, כי הוא יכול למנוע את הסגול, במקום זאת, במקום זאת, חסום, חסום, חסום, חסום, במקום זאת, חסום, חסום, חסום, במקום זאת, במקום זאת, חסום, חסום, במקום זאת, חסום, במקום זאת, במקום זאת, חסום, חסום, חסום, במקום זאת, חסום, חסו על גבי זוגות חסום, במקום זאת, במקום זאת, מחוספס, הוא יכול להימנע מחוספסת, מחוספסת, חסום, במקום זאת, חסומים, במקום

צורה נוספת של משמר קרקע היא השימוש בממלא נחושת באמצעות משטח של אזור מהיר גבוה.טכניקה זו, המכונה לעתים "לנצל את הקצה" או "כליחת לשפוך באמצעות תפרים", מדכא קרינה קצה ומפחיתה את הסיכוי של אנאנטנות משבטים המתבססות על גבולות של פלחי קרקע.

מיני-מסלולים ו-Unintended Coupling

אחת הטעויות הנפוצות ביותר בפסגת מטוס קרקע מאפשרת אותות לחצות מספר רב של פלחים ללא תכנון נתיב החזרה הנכון.בכל פעם שעקב חוצה את הפער במטוס ההתייחסות, זרם החזרה חייב למצוא דרך חלופית, לעתים קרובות באמצעות מטוסים או שכבות אותות אחרים, יצירת לולאות גדולות. כדי למזער מעברים, נתיב כל אותות בתוך בלוק פונקציונלי לחלוטין על פני שטח הקרקע של זה.

הפיכה בלתי מכוונת מתרחשת גם כאשר פלחי קרקע קרובים מדי זה לזה, המאפשר הפיכה קיבולית או אינדוקטיבית ביניהם. לשמור על נקה של לפחות 0.5 מ"מ בין פלחי קרקע עבור לוחות הפועלים מתחת 1 GHz, ולהגדיל את התכווצות בתדרים גבוהים יותר. in ab-signal עיצובים, משטח קרקע ( פער צר) בין סעיפים אנלוגיים ודיגיטליים הוא נפוץ, אבל אורך זה חייב להיות קצר כדי למנוע את זה קצר כדי למנוע את זה כמו מקבילה.

שיקולים מתקדמים

עיצוב מעורב: Single-Point vs. Split Ground

ב- PCBsignal, ההחלטה בין מטוס קרקע מוצק יחיד ופערים קרקע מפוצלת נדונה במשך עשרות שנים. ADCs ו DACs במהירות גבוהה מודרנית לעתים קרובות ממליץ על מטוס קרקע יחיד חזק תחת המכשיר, עם לוחות האנלוגיים והדיגיטליים הקשורים להחלפת חלקים כוח נפרדים.המטוס נשאר רציף, וההפרדה של רעש מושגת באמצעות רכיב פיזי, סינון כוח, ועיבוד של ריצוף זה עשוי למנוע את הפחתת נקודות סיכון גדולות, אך ורק לחיקוי.

מטוסים מפוצלים ו-Stitching Capacitors

כאשר פלח המטוס הקרקעי הכרחי לבידוד DC (למשל, אספקת חשמל מבודדת או גבולות בידוד רפואי), מטוסים מפוצלים משמשים עם פער רחב המונע זרם DC הנוכחי.עבור אותות מהירים כי חייב לחצות את מחסום בידוד זה, אופטיקפורים, קפלרים, או ממירים ממוקמים עם התדירות גבוהה של חסימות DC אינו נדרש אלא בידוד AC הוא הרצוי (למשל, הפרדה בין מיקרוסקופים דיגיטליים מטווח נמוך), ניתן לחלק את ה-F נמוך של חסימות).

Via Stubs ו- Anti-Pads

ויאגרה נחושת - החלק הלא בשימוש של חבית דרך המשתרע מעבר לשכבות הדרושות - יכול לגרום השתקפות ו resonances בתדרים גבוהים.בעיצובים קרקעיים מפוסקים, אותות לעתים קרובות מעבר בין שכבות, ואת הקרקע באמצעות תפרים יכול להיות יש מגמגמות כי degrade ביצועים. כדי להפחית את ההשפעות של הפיכה, להשתמש בחזרה-דחליקה (הסרתmeical של stub) או לציין עיוור / קבור באמצעות ערימה קטנה על פני מחסנים (ממים)

סימבול ו-Verification

בהתחשב המורכבות של פלח מטוס קרקע ואת ההשפעה שלה על אותות במהירות גבוהה, להסתמך רק על כללים של אצבע הוא מסוכן. מודרני סימולציה כלי סימולציה PCB (למשל, Ansys SIwave, Keysight ADS, או כלים של Altium של SI) יכול מודל ההתנהגות אלקטרומגנטית של מטוסים מקטעים, מראה נתיבים נוכחיים, שינויים מחוספסים, ומהנדסים צריך לדמות עקבות קריטיים ומרקם של זמן, לפני תיקון מהיר (DDR) הוא גם אופטימיזציה של תאים כגון לוחות זמנים מעורבים.

Best Practices summary

  • (FLT:0) להעדיף מטוס קרקע יחיד, רציף 1 (Falve) כאשר ניתן.
  • (FLT:0) ,Place קטע גבולות לאורך קווי בלוק פונקציונליים.BuildFLT ( 1) שמור אנלוגי, דיגיטלי ו RF על איים קרקעיים נפרדים עם חיבור חד-פעמי במכשיר החתים המעורבים.
  • (ב) ,0) דחוסה באמצעות תפרים של 1:1, סביב קצוות פלח וסימן לידתו, כדי למזער את הדחף הקרקעי וקרינת קצה.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [ה]:0] ,הגשרים הקרקעיים או תפרים את קיבולים (FLT) 1:1 עבור עקבות כי פערים צלבים, ולהבטיח שהפר הוא צר ככל האפשר כדי להפחית את הפסקות ההימנעות.
  • (ב) [13] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) מאבטחים קרקעיים ודרך גדרות: 1 (ב) לבודד אותות קריטיים ולצמצם את הצלב.
  • (ב) ⁇ :0) לבודד את העיצוב של ה- 1FLT:1 עם כלי סימולציה אלקטרומגנטיים כדי לאמת את הזרמים, האימפולס והפליטה לפני הייצור.
  • (ב) ,0) חזרה-דורל באמצעות מגמגרשים 1 (ב) או שימוש בעיוורים/מקודמים באמצעות שימוש בפסודה בדרכים גבוהות.

מסקנה

פלח מטוס קרקע הוא כלי רב עוצמה לניהול רעש ואמינות אות ב- PCBs מהירים במהירות גבוהה, אבל זה חייב להיות מיושם עם הבנה מעמיקה של החזרה פיזיקה הנוכחית ואת פריסת השומרים.כאשר נעשה נכון, פלח מבודד מקורות רעש, מקטין את EMI, ומאפשר מעגלים מעורבים של התקפות על מטוסים כדי coexist ללא הפרעה.

לקריאה נוספת על עיצוב PCB מהיר ולוחמי קרקע, ייעוץ משאבים כגון:0 Altium's Guide on space dividedingFLT:1,FLT:2Signal Integrity Journal מאמרים על מטוסים קרקעיים FLT 3, ואת ניירות IEEE על FLT:4via תפרים אפקטים של LT5: אלה מספקים מקורות רקע תיאורטי יותר ומקרה מעשי.