Saya melakukan papan dua lapis beberapa minggu yang lalu yang memiliki bidang tanah khusus. Saya mengarahkan 90% sinyal pada lapisan atas dan untuk 10% terakhir saya harus mengarahkannya melalui bidang bawah (tanah).
Saya diberitahu bahwa, secara umum, itu adalah praktik yang buruk untuk memiliki tanah yang rusak karena tidak seefektif yang solid. Kenapa begitu?
Apakah ini juga berlaku untuk pesawat listrik? Haruskah saya hanya mengarahkan sinyal melalui pesawat Vcc saya sebagai pilihan terakhir? Apa yang harus saya korbankan jika saya melakukannya?
Jawaban:
Pikirkan arus frekuensi tinggi yang berjalan melintasi bidang tanah.
Pada frekuensi rendah, arus mengikuti jalur resistensi paling kecil (secara harfiah). Sebuah pulau di pesawat darat tidak banyak masalah dalam hal resistensi. Masih ada banyak tembaga di kedua sisi pulau sehingga arus dapat mengalir di sekitarnya dengan sedikit penurunan tegangan.
Namun, hal-hal terlihat berbeda pada frekuensi tinggi. Arus balik frekuensi tinggi di bidang tanah cenderung mengikuti jalur yang sama dengan arus maju pada lapisan lainnya. Ini adalah properti yang berguna karena meminimalkan area loop arus total, dan dengan demikian ia memancarkan lebih sedikit dan loop juga kurang rentan terhadap radiasi yang masuk. Pulau-pulau di bidang tanah memaksa arus untuk mengelilingi mereka, yang secara signifikan dapat meningkatkan area loop arus frekuensi tinggi. Melihat ini dengan cara lain, Anda dapat menganggap konduktor pada lapisan atas sebagai membentuk saluran transmisi dengan bidang tanah. Island memutus jalur transmisi ini, yang meningkatkan impedansi, yang meningkatkan penurunan voltase di seluruh bidang tanah.
Efek lain adalah sesuatu yang dikenal sebagai "antena slot". Ini adalah kebalikan dari dipol, tetapi berperilaku seperti dipol untuk memancarkan dan menerima. Jika Anda memiliki arus frekuensi tinggi yang mengalir sepanjang lembaran konduktif dan kemudian memotong slot di lembaran yang tegak lurus dengan aliran arus, Anda memiliki antena slot. Ini adalah salah satu alasan bahwa lubang aliran udara di sasis logam biasanya banyak lubang, bukan slot atau bukaan besar tunggal.
Pada papan dua lapisan, Anda biasanya harus mengarahkan beberapa sinyal ke lapisan bawah. Tapi, Anda ingin meninggalkan lapisan bawah pesawat tanah sejauh mungkin. Dari analisis di atas, Anda dapat melihat bahwa lebih banyak pulau kecil lebih baik daripada beberapa pulau besar. Metrik yang ingin Anda perjuangkan adalah meminimalkan dimensi maksimum pulau mana pun.
Saya sering menggunakan Elang dan router otomatisnya untuk hal-hal seperti itu. Dalam beberapa melewati perutean pertama saya menetapkan biaya hanya untuk menemukan solusi perutean. Dalam melewati kemudian saya menganggap solusi telah ditemukan dan sekarang perlu dioptimalkan untuk paling sedikit kerusakan pada bidang tanah. Untuk mendapatkan itu, saya menetapkan lapisan bidang tanah biaya tinggi dan biaya via lebih rendah. Yang menghasilkan "jumper" yang lebih pendek di lapisan bidang tanah daripada jejak panjang. Sayangnya Eagle masih cenderung menggumpal jumper-jumper ini bersama-sama, bahkan dengan parameter pelukan diatur ke 0. Setelah rute otomatis terakhir, saya secara manual membersihkan tanah pesawat sedikit. Ini biasanya tidak mengubah topologi, tetapi sebagian besar memisahkan jumper individu dari satu sama lain sehingga ada tembaga yang mengalir di antara mereka.
Berikut ini gambar lapisan bawah papan tersebut:
Ini menunjukkan lapisan bawah Programmer PIC USBProg kami . Sirkuit dengan kompleksitas itu tidak dapat diarahkan pada satu lapisan, tetapi perhatikan bagaimana ada banyak pulau kecil individu, bukan jejak panjang atau rumpun besar jumper di lapisan bawah. Untuk sebagian besar, arus balik frekuensi tinggi masih dapat mengalir tanpa terlalu banyak penyimpangan dari jalur ideal mereka.
sumber