¿Vaciados GND adecuados para placas de circuito impreso de dos capas?

Question

Al diseñar una placa de circuito impreso, entiendo que a menudo es bueno diseñar las señales de tierra de modo que:

1. Siguen la señal en sentido inverso (hacen que el camino de retorno sea el mismo que el de salida).
2. No se conectan en cadena, sino en "estrella".
3. Minimizan la longitud del camino de retorno.
4. Tienen la misma anchura de traza que la señal.

A veces son contrarios entre sí, pero no pasa nada: si siempre fueran sencillos, no se llamarían "ingeniería" :-)

Sin embargo, esto es lo que no entiendo: también veo la recomendación de hacer un vertido poligonal para la red GND, en ambas caras de la PCB. Yo trabajo principalmente con componentes de agujero pasante en placas de dos caras a frecuencias <= 20 MHz; 1 onza de cobre; FR-4; 1,6mm de espesor; ENIG.

Así que, una vez que vierta el cobre, los trazos que diseñé para los cuatro puntos originales como que se van por la ventana, ¿no? Si sé que voy a hacer vertidos a masa, ¿ya no tengo que prestar atención a la "no conexión en cadena de masa"?

Además, intento encaminar la mayoría de las señales por la capa superior y mantener la capa inferior algo menos abarrotada. ¿Sirve esto de algo o es igual de bueno un nido de serpientes de trazas distribuidas por igual a ambos lados?

¿Y habría alguna ventaja en verter VCC en lugar de GND en la capa superior? Especialmente si esa capa es bastante densa con trazas de señal de todos modos?

Answer 1

Es una estrategia de diseño común tener un vertido de cobre GND, que cubre la mayor parte de la capa de cobre inferior. En esta estrategia, la capa inferior se utiliza para el enrutamiento lo menos posible con el fin de mantener el vertido de cobre GND ininterrumpido. El objetivo es imitar un plano de tierra como en una placa de 4 capas.

He aquí un ejemplo:

Veamos cómo esto concordaría con las reglas de diseño del P.O. Las trato como reglas generales. Ignoro cosas más específicas, como circuitos de bajo ruido o circuitos de potencia, que pueden requerir una interpretación diferente de estas reglas.

1. Debajo de la traza de señal hay un plano de tierra. La componente CC de la corriente de retorno sigue el camino de menor resistencia. La componente de CA de la corriente de retorno sigue el camino de menor impedancia, y pasa por debajo de la traza de señal.
2. Tierra de estrellas. Cada subcircuito puede asentarse sobre su propia pila de cobre GND local. Los vertidos locales de GND se conectan a un punto, que será el centro de la estrella. Alternativamente, se pueden hacer hendiduras en el vertido GND entre los subcircuitos.
3. Minimizar la longitud del camino de retorno puede entrar en conflicto con la regla 1. ¿Cuál sería: el recorrido mínimo o el mismo que la señal?
4. La conexión a tierra debe tener baja impedancia. Normalmente, las trazas de tierra son más anchas que las de señal. Dudo que "la misma anchura de traza que la señal" sea una buena regla para el caso general.

También se discuten normas de diseño similares a las del P.O. aquí y aquí . (Analog devices tiene bastantes notas de aplicación sobre la conexión a tierra. Busque en su sitio web).