Correcto omitir y de puesta a tierra son, lamentablemente, los sujetos que parecen estar mal enseñado y mal entendido. En realidad son dos temas separados. Usted está preguntando acerca de la derivación, pero también implícitamente metido en la conexión a tierra.
Para la mayoría de los problemas de señal, y este caso no es la excepción, ayuda a considerar tanto en el dominio del tiempo y el dominio de la frecuencia. Teóricamente puede analizar y convertir matemáticamente para el otro, pero cada uno de ellos dan diferentes puntos de vista para el cerebro humano.
La disociación proporciona una cerca de reserva de energía para suavizar la tensión de muy corto plazo los cambios en el consumo de corriente. Las líneas de vuelta a la fuente de alimentación tiene cierta inductancia, y la fuente de alimentación toma un poco de tiempo para responder a una caída de tensión antes de que se produce más actual. En un solo tablero se puede recuperar por lo general dentro de un par de microsegundos (us) o decenas de miles de nosotros. Sin embargo, los chips digitales pueden cambiar su actual dibuja una gran cantidad en sólo unos pocos nanosegundos (ns). La disociación entre la tapa tiene que estar cerca de el digital de chip de potencia y la tierra para hacer su trabajo, más de la inductancia en los conduce pone en el camino de la entrega de la extra de corriente rápidamente antes de que la alimentación principal de alimentación puede alcanzar.
Ese fue el dominio del tiempo de la vista. En el dominio de la frecuencia digital chips son de CA fuentes de corriente entre su poder y clavijas de tierra. En DC de alimentación proviene de la fuente de alimentación principal y todo está muy bien, así que vamos a ignorar DC. Esta fuente de corriente genera un amplio rango de frecuencias. Algunas de las frecuencias son tan altos que la pequeña inductancia en la relativamente larga conduce a la fuente de alimentación principal de inicio convirtiendo en un importante impedancia. Eso significa que esas altas frecuencias que pueden provocar fluctuaciones de tensión, a menos que se abordan. La derivación de la pac es la baja impedancia de derivación para las altas frecuencias. De nuevo, la lleva a la derivación de la pac debe ser corto, de lo contrario su inductancia será demasiado alto y en el camino del condensador en cortocircuito la corriente de alta frecuencia generado por el chip.
En este punto de vista, todos sus diseños se ven bien. La tapa está cerca de la alimentación y la tierra fichas en cada caso. Sin embargo no me gusta ninguno de ellos por una razón diferente, y que la razón está de puesta a tierra.
La buena tierra es más difícil de explicar que pasar por. Se necesitaría un libro entero para conseguir realmente en este tema, así que sólo voy a mencionar piezas. El primer trabajo de puesta a tierra es la de proporcionar un voltaje universal de referencia, que solemos considerar 0V ya que todo lo demás se considera en relación con el suelo neto. Sin embargo, creo que lo que ocurre al ejecutar la corriente a través del suelo neto. Es la resistencia no es cero, por lo que hace que una pequeña diferencia de voltaje entre los diferentes puntos de la tierra. La resistencia DC de cobre plano en un PCB es generalmente lo suficientemente baja para que este no es demasiado de un problema para la mayoría de los circuitos. Puramente circuito digital ha 100s de mV márgenes de ruido, al menos, por lo que unos 10 o 100s de uV suelo de desplazamiento no es un gran negocio. En algunos circuitos análogos es, pero ese no es el problema que estoy tratando de llegar a aquí.
Creo que lo que sucede a medida que la frecuencia de la corriente que atraviesa el plano del suelo se hace mayor y mayor. En algún punto de todo el plano de tierra es sólo 1/2 de la longitud de onda a través de. Ahora usted no tiene un plano de tierra, sino de una antena de parche. Ahora, recuerde que un microcontrolador es una banda amplia de la fuente de corriente con componentes de frecuencia alta. Si ejecuta su inmediata la corriente a tierra a través del plano de tierra para siquiera un poco, tiene un centro alimentados con antena de parche.
La solución que normalmente uso, y para los que me han cuantitativa de la prueba que funciona bien, es mantener el local de corrientes de alta frecuencia fuera del plano del suelo. Quieres hacer una red local de la microcontrolador de alimentación y las conexiones de tierra, de derivación a nivel local, a continuación, sólo tiene una conexión para cada red para el sistema principal de alimentación y conexión a tierra de redes. Las corrientes de alta frecuencia generada por el microcontrolador salen los pines de alimentación, a través de las tapas de bypass, y de nuevo en el suelo patas. Puede haber un montón de desagradables de alta frecuencia de la corriente alrededor de ese bucle, pero si la antena tiene una sola conexión a la junta de alimentación y conexión a tierra de redes, entonces esas corrientes, en gran parte va a permanecer fuera de ellos.
Así que para traer de regreso a su disposición, lo que no me gusta es que cada una de las bypass de la tapa parece haber separado a través del poder y de la tierra. Si estos son los de alimentación principal y de planos de tierra de la junta, que es malo. Si usted tiene suficiente de las capas y las vias son realmente va a poder local y planos de tierra, luego de que el bien siempre que los locales aviones están conectados a los planos principales en un solo punto.
No tome local planos para hacer esto. Yo habitualmente uso el poder local y el suelo redes técnica incluso en 2 capas juntas. Yo manualmente conectar todos los pines a tierra y todos los pines de alimentación, a continuación, las tapas de bypass, entonces, el cristal de circuito antes de enrutamiento de cualquier otra cosa. Estas redes locales puede ser una estrella o lo que sea de la derecha bajo el microcontrolador y todavía permitir que otras señales para ser transferido alrededor de ellos, según sea necesario. Sin embargo, una vez más, estas redes locales debe tener exactamente una conexión a la placa principal alimentación y conexión a tierra de redes. Si usted tiene un nivel de la junta de plano de tierra, entonces no va a ser uno a través de algún lugar para conectar el terreno local neta al plano del suelo.
Yo suelo ir un poco más si puedo. Me puse 100nF o de 1 uf cerámico tapas de bypass tan cerca del poder y clavijas de tierra como sea posible, entonces la ruta de las dos redes locales (de corriente y de tierra) a un punto de alimentación y poner una más grande (10uF por lo general) de la pac a través de ellos y hacer las conexiones independientes a la junta directiva de tierra y el poder de las redes a la derecha en el otro lado de la tapa. Este secundaria cap proporciona otra derivación de corrientes de alta frecuencia que se escaparon de ser desviada por el individuo tapas de bypass. Desde el punto de vista del resto de la junta directiva, la tierra/de potencia de alimentación para el microcontrolador está muy bien comportado, sin un montón de desagradables altas frecuencias.
Así que ahora, para finalmente abordar la cuestión de si el diseño que tienen asuntos en comparación con lo que usted piensa que son las mejores prácticas. Creo que se han pasado por alto el poder a tierra/de los pines del chip bastante bien. Eso significa que debe funcionar bien. Sin embargo, si cada uno se ha separado a través de la principal plano del suelo, entonces usted podría tener problemas de la EMI más tarde. El circuito se ejecuta bien, pero podría no ser capaz de vender legalmente. Tenga en cuenta que la RF de transmisión y recepción son recíprocos. Un circuito que puede emitir de RF de sus señales es igual de susceptibles a tener esas señales recoger RF externa y tiene que haber ruido en la parte superior de la señal, así que no es todo el problema de alguien más. El dispositivo puede funcionar bien hasta que el próximo compresor está en marcha, por ejemplo. Esto no es sólo un escenario teórico. He visto casos exactamente así, y espero que a muchos otros también.
He aquí una anécdota que muestra cómo esto puede hacer una diferencia real. Una empresa fue haciendo poco los artilugios que les cueste 0 to produce. I was hired to update the design and get production cost below $100 si es posible. El anterior ingeniero no entendía emisiones de RF y la conexión a tierra. Él tenía un microprocesador que estaba emitiendo un montón de RF mierda. Su solución para pasar las pruebas de la FCC fue incluir el lío en una lata. Él hizo un 6 tablero de la capa con la capa inferior del suelo, luego había una pieza por encargo de la hoja de metal soldadas sobre el desagradable sección en el tiempo de producción. Él pensaba que con sólo encerrando todo en el metal que no iba a irradiar. Eso está mal, pero un poco de lado yo no voy a entrar ahora. La lata hizo reducir las emisiones de manera que sólo se logró por la FCC pruebas con 1/2 dB para repuesto (que no es mucho).
Mi diseño utilizado sólo 4 capas, una sola junta de ancho y plano de tierra, sin energía aviones, pero los planos de tierra para un par de la elección de ICs con un solo punto de las conexiones de estos locales de planos de tierra y el poder local, redes como la que he descrito. Para hacer una larga historia corta, este ritmo el límite de la FCC en 15 dB (eso es mucho). Un lado de la ventaja era que este dispositivo fue también en parte de un receptor de radio, y mucho más tranquilo circuitos alimentados con menos ruido en la radio y un duplicado de su gama (que es mucho). El último costo de producción fue de $87. El otro ingeniero nunca ha trabajado para que la compañía de nuevo.
Así, la adecuada evitando, conexión a tierra, la visualización y el trato con la alta frecuencia de bucle corrientes que realmente importa. En este caso contribuyó a hacer que el producto mejor y más barato, al mismo tiempo, y el ingeniero que no consigo que perdió su trabajo. No, esto realmente es una historia verdadera.
No hay polaridad en la imagen, por lo que sólo supone un "Poder" es de tierra, y el otro es VCC.
