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Diseño de la placa de circuito impreso: espacio libre seguro entre la vía y el plano interior de tierra o Vcc

Soy nuevo en el diseño de placas de circuito impreso y estoy intentando conseguir mi primera placa de circuito impreso de cuatro capas.

Las capas interiores son GND y V cc planos llenos completamente de cobre.

Necesito utilizar una vía para cablear una señal USB (tx, rx) desde la capa superior a la inferior. Mi espacio por defecto para el trazado/espacio es de 0,1 mm/0,1 mm, y el tamaño del taladro es de 0,2 mm.

Quería saber si podría perder la señal USB si mantengo una separación de 0,1 mm para V cc y los planos GND de cobre.

¿Existe un espacio libre seguro para cablear una señal USB o cualquier otra señal?

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RelaXNow Puntos 1164

Como novato, o bien estás haciendo una placa avanzada como tu primer proyecto, o estás usando anchos de traza y espacio innecesariamente finos. Tus 0.1 mm vienen a ser sólo 4 mil. A menos que tengas una razón para ello, 8 mil es más fabricable universalmente o sin coste adicional. A menos que utilices paquetes BGA de gran tamaño, no debería ser necesario el ancho y el espacio mínimos que utilizas.

Otra cuestión es el uso de un avión entero para la potencia. Sí, sé que hay un montón de religión instintiva por ahí acerca de hacer eso, pero en realidad parar y piense en sobre ello. ¿Qué es exactamente lo que intentas resolver utilizando un plano entero para la potencia? Ya tienes un plano entero para la tierra, así que los efectos deseables de un plano de tierra estarán ahí tanto si tienes un plano de potencia como si no. La pequeña capacitancia extra de potencia a tierra que proporciona una placa de PC es relativamente pequeña y no garantiza una baja impedancia de potencia excepto a frecuencias muy altas. A menos que este diseño maneje la RF a altos 100s de MHz o más, hay poca razón para un plano de potencia. El diseño probablemente se beneficiará más al permitir el enrutamiento de las señales en una tercera capa que cualquier ligero beneficio de un plano de potencia.

Sin embargo, la alimentación debe seguir siendo de baja impedancia en cada punto de uso. Esto se consigue mediante un bypass adecuado lo más cerca posible del punto en el que la alimentación entra en cada chip. Un tapón cerámico de 1 µF a tierra proporciona una baja impedancia hasta unos 100 MHz, lo que es suficiente para los diseños típicos de microcontroladores, por ejemplo. A bajas frecuencias, incluso una traza modesta tiene tan poca resistencia que no importa para la mayoría de los usos de la alimentación. Las trazas de cobre se encargan de la impedancia de baja frecuencia, y los tapones de derivación de la impedancia de alta frecuencia.

Dicho de otro modo, cuando se tiene un buen plano de tierra y se utiliza una buena derivación, hay pocas ventajas para un plano de potencia.

Para responder a tus preguntas sobre las señales USB, no te preocupes. Como he dicho antes, yo querría huecos de 8 mil a otra parte en lugar de huecos de 4 mil. Pero, incluso unos cuantos huecos de 4 mil no importarán mientras las trazas desde el conector USB hasta el chip que maneja las líneas D+ y D- sean cortas. Si las líneas D+ y D- de la placa tienen una longitud total de una pulgada o menos y son razonablemente rectas, unos cuantos huecos de 4 milímetros a tierra no van a importar.

Colocar el chip USB cerca del conector USB es algo que debería haber tenido una prioridad de diseño bastante alta.

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derstrom8 Puntos 1708

Asumiendo que estás ejecutando datos a través de tu USB, deberías tener las pistas D+ y D- enrutadas como un par diferencial con una impedancia diferencial característica de alrededor de 90 ohmios. El espacio entre las pistas/vías de datos y otras señales (incluidas las de alimentación y tierra) debe ser de al menos 0,5 mm, y la separación entre los datos y cualquier señal de reloj (u otras señales de cambio rápido) debe ser de al menos 1,3 mm. Lo ideal es minimizar el número de vías en las conexiones de datos para el USB.

Aquí hay un documento de referencia para el diseño de placas USB: http://www.usb.org/developers/docs/hs_usb_pdg_r1_0.pdf

Incluso si no estás haciendo un diseño de alta velocidad, es una buena práctica seguir estas directrices.

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