Untuk "mengisi tanah" atau tidak "mengisi tanah"?

15

Saya telah membaca tentang isu-isu EMI dalam Rekayasa Kompatibilitas Elektromagnetik oleh Henry Ott. (buku indah btw).

Salah satu topik "Layout dan Stackup PCB" (alias Ch 16) ada bagian tentang isi tanah (16.3.6). Pada dasarnya apa yang dinyatakannya, bahwa untuk meminimalkan "jalur arus balik", mengisi area antara bantalan konektor dengan pengisian tanah harus dilakukan. Cukup dapat dimengerti, namun pada bagian yang sama di bagian akhir menyatakan "Meskipun sering digunakan dengan sirkuit analog pada papan dua sisi, pengisian tembaga tidak disarankan untuk sirkuit digital berkecepatan tinggi, karena dapat menyebabkan diskontinuitas impedansi, yang dapat menyebabkan kemungkinan masalah fungsional. " Bagian terakhir itu sedikit membingungkan saya, karena saya berharap untuk sinyal frekuensi tinggi (yang mencoba dan mengikuti jejak sinyal) jalur yang lebih panjang akan menurun. Adakah yang bisa menjelaskan mengapa komentar ini dibuat?

pcb emc groundloops Wally4u
sumber
Dikatakan kemungkinan masalah - kemungkinan besar di sirkuit tertentu. Semua desain yang saya buat untuk sirkuit kecepatan tinggi, sebagian besar RF ground fill (pesawat) sangat penting. Tapi itu memang menyebabkan masalah dalam mencoba mencocokkan komponen tertentu untuk RF dan sinyal digital jika perlu menyempurnakan sinyal - yang tetap membutuhkan peralatan mahal. Menggunakan perhitungan pembantu yang disediakan oleh beberapa skema cukup baik. Tetapi komentar ini tidak cukup baik untuk dijawab. Hanya beberapa pengalaman saya yang tidak cocok dengan orang-orang di sini.
Piotr Kula

Jawaban:

9

Tentu, mari kita ambil contoh umum dari microstrip. Impedansinya adalah kombinasi dari dirinya sendiri dan jalur baliknya (dan dielektriknya tetapi tetap sederhana). Dalam kasus microstrip, ini akan menjadi bidang referensi di bawahnya.

Sekarang jika Anda pergi dan melemparkan sepotong grounded tembaga tepat di sebelah microstrip itu, impedansi itu sekarang merupakan kombinasi dari dirinya sendiri, itu pesawat referensi dan grounded copper di sebelahnya. Anda biasanya tidak bisa mendapatkan isian simetris 100% di sekitar microstrip, karena vias, garis lain atau hanya masuk ke pin pada paket. Jadi singkatnya di mana saja Anda memiliki isi tembaga ini mengubah impedansi Anda, Anda akan mendapatkan diskontinuitas atau perubahan impedansi.

Sebagai contoh pada gambar di bawah ini akan ada diskontinuitas untuk jejak utama di mana banjir terganggu oleh via.

masukkan deskripsi gambar di sini

Agar adil meskipun ada jenis saluran transmisi yang kadang-kadang kita gunakan disebut panduan gelombang co-planar yang pada dasarnya terlihat seperti jejak dengan dua isian tembaga lebar di sepanjang sisinya (simetris di sepanjang sisinya).

Guy Perangkat Keras
sumber
4
Yang Anda gambar bukan stripline, ini microstrip. Stripline memiliki dua bidang tanah, satu di bawah dan satu di atas. Kalau tidak, ilustrasi yang sangat baik tentang masalah yang ditanyakan OP.
The Photon
Bah! Benar saya maksud microstrip, saya akan memperbaikinya;) +1
Some Hardware Guy
Jadi pada dasarnya apa yang Anda katakan adalah bahwa dengan menambahkan Ground-fill di bawah konektor (dan karena efek kulit yang mencegah sinyal memasuki ground-plane), maka perlu menuju ke tepi ground-plane dan kembali untuk menemukan rute optimalnya (mirip dengan dataran tersegmentasi yang menyebabkan rute melalui decoupling kapasitor)
Wally4u
1
@ Wally4u, Anda membutuhkan lapisan bidang di bawah trek untuk membentuk microstrip yang dikontrol impedansi. Menambahkan area isian pada lapisan atas memberi kemungkinan untuk membuat diskontinuitas (jika Anda tidak terlalu berhati-hati). Inilah yang mengarah pada kutipan Ott (ke-2 dalam pertanyaan Anda) yang Anda tanyakan.
The Photon