Lidiando con divisiones en mi plano de tierra

Question

Siempre que hago una PCB barata de 2 caras, me encuentro con este problema:

Donde tengo líneas de señal (en la capa superior aquí) corriendo por encima de una gran traza de potencia (en la capa inferior).

Ahora, esto es obviamente terrible porque no hay un buen camino de retorno en el lado inferior. Para problemas como este, Hott consultores tiene una buena recomendación:

Sin embargo, Me pregunto si una solución como la siguiente también es aceptable.

Mi intuición me dice que sí Esta solución está bien. Sobre la ruptura en el plano de tierra, la corriente saltará sobre las vías y luego de nuevo al plano inferior. Un poco de matemática me dice que esto añade una cantidad trivial al área del bucle, y por lo tanto una cantidad trivial a la impedancia de retorno.

¿Puede alguien decirme...

1. ¿Es correcta o incorrecta mi intuición sobre el uso de vías?
2. Si mi intuición es errónea, ¿por qué?
3. Además, si mi intuición es errónea, ¿cuál es la solución correcta en este tipo de situación (2 capas, con trazas de potencia bajo la señal)?

Para que conste, estas líneas de señal en particular no son terriblemente rápidas (500 kHz), pero me gustaría saber cómo manejar esta situación cuando tengo señales en el rango de 5 - 10 MHz.

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A continuación se muestra una captura de pantalla de aproximadamente el 60% del tablero. Tal vez ayude con la crítica

Answer 1

Dado que estás trabajando entre 5 y 10MHz, que es lo suficientemente alto como para tener problemas cortando planos de tierra, y lo suficientemente bajo como para rescatarlo con vías, sí, puedes volver a coser el plano de tierra en la otra capa como has mostrado. Entre 5 y 10 MHz, no se notará la diferencia entre una placa de masa completa y una cosida como has mostrado.

No pasa nada si ocurre una o dos veces. Pero si ves que has reducido tu terreno a una cortina de encaje, detente y retrocede. Veamos el análisis coste/beneficio de utilizar una placa de masa.

Ventaja: No tienes que pensar mucho, al menos para pensar en proporcionar una vía de retorno con una pequeña área de bucle para todas las señales, todo sucede automáticamente.

Coste: pierdes toda una capa que podrías estar rastreando.

El coste es tan elevado, especialmente en un tablero de 2 bajos, que la mayoría de la gente, como el OP, acaba cortando el plano de tierra. Este retiene el coste de perder casi toda la zona por el rastreo, pero pierde el beneficio de buena base. Esta es una situación de perder-perder.

Lo que aconsejo a todos mis ingenieros, y en 5 a 10MHz esto sigue siendo perfectamente viable, es que si vas a cortar tu plano de tierra en absoluto entonces elimínelo por completo.

En su lugar, adopta el "sistema Manhattan" de terrenos cuadriculados. En la parte superior, todas las vías de este a oeste, alimentación, tierra y señal. En la parte inferior, todas las vías de Norte a Sur. Cuando quieras cambiar de dirección, utiliza una vía. Visite no sucumbir a la tentación de colocar las vías en la capa "equivocada", al menos al principio. De ese modo, todas las conexiones posibles siguen siendo encaminables, nunca hay necesidad de cruzar nada en la misma capa. Al final, bueno, tal vez.

En primer lugar, disponga un número suficiente de pistas de tierra. Coloca las pistas cada centímetro más o menos por arriba y por abajo, y conéctalas con vías en cada intersección. A continuación, coloca las vías de alimentación. A continuación, coloca las señales. Por último, llene de masa cualquier zona adyacente a una masa, no llene zonas aisladas.

Con una tierra reticulada, no se consigue una línea de transmisión con tierra por debajo para todas las señales, las corrientes de retorno pueden elegir un camino a través de la retícula para mantenerse cerca de su señal. Entre 5 y 10MHz, esto suele ser suficiente, y es mucho mejor que los planos de tierra cortados. Si usted tiene una o dos señales vitales que requieren una línea de transmisión, entonces por todos los medios, como paso final, agregue tierras dedicadas para esas señales.