Der bestmögliche Stapel mit einer vierschichtigen Leiterplatte?

Ich entwerfe eine 4-lagige Leiterplatte und weiß, dass der Standardstapel

  1. Signale
  2. GND
  3. VCC
  4. Singals

(GND und VCC können je nach Schicht mit mehr Signalen umgeschaltet werden)

Das Problem ist, ich möchte nicht wirklich alle Erdungsstifte über Durchkontaktierungen verbinden, es gibt einfach zu viele davon! Vielleicht, weil ich sowieso nicht an 4-Schicht-Leiterplatten gewöhnt bin, habe ich einen -Tipp von Henry W. Ott über einen anderen Stapel

  1. GND
  2. Signale
  3. Signale
  4. GND
  5. (Wo die Stromversorgung geleitet wird mit breiten Spuren auf den Signalebenen)

    Ihm zufolge ist dies aus folgenden Gründen der bestmögliche Stapel mit einer vierschichtigen Leiterplatte:

    1.Signalschichten sind an Grundebenen angrenzend.

    2.Signalschichten sind eng (nahe) an ihre benachbarten Ebenen gekoppelt.

    3.Die Grundebenen können als Abschirmungen für die inneren Signalschichten dienen. (Ich denke, dies erfordert Stitching ??)

    4. Mehrere Masseebenen senken die Erdungsimpedanz (Referenzebene) der Platine und reduzieren die Gleichtaktstrahlung. (Verstehe das nicht wirklich)

    Ein Problem ist das Übersprechen, aber ich habe wirklich keine Signale in der dritten Schicht, also denke ich nicht, dass das Corss-Talk ein sein wird Problem mit diesem Stapel, bin ich in meiner Annahme richtig?

    Hinweis: Die höchste Frequenz ist 48 MHz, es gibt auch ein WLAN-Modul auf der Platine.

Antwort

Sie werden sich selbst hassen, wenn Sie Nummer zwei stapeln;) Vielleicht ist das hart, aber es wird eine PITA sein, die eine Karte mit allen internen Signalen überarbeitet . Haben Sie auch keine Angst vor Durchkontaktierungen.

Lassen Sie uns einige Ihrer Fragen beantworten:

1.Signalebenen sind benachbart zu Grundebenen.

Denken Sie nicht mehr an Grundebenen, sondern mehr an Referenzebenen. Ein Signal, das über eine Referenzebene läuft, deren Spannung zufällig bei VCC liegt, kehrt immer noch über diese Referenzebene zurück. Das Argument, dass es besser ist, wenn Ihr Signal über GND und nicht über VCC läuft, ist grundsätzlich ungültig.

2.Signalschichten sind eng (nahe) an gekoppelt ihre benachbarten Flugzeuge.

Siehe Nummer eins Ich denke, das Missverständnis, dass nur GND-Flugzeuge einen Rückweg anbieten, führt zu diesem Missverständnis. Was Sie tun möchten, ist, Ihre Signale nahe an ihren Referenzebenen und mit einer konstanten korrekten Impedanz zu halten …

3. Die Grundebenen können wirken als Abschirmungen für die inneren Signalschichten. (Ich denke, dies erfordert Nähen?)

Ja, Sie könnten versuchen, einen Käfig wie diesen zu bauen, für Ihr Board werden Sie bessere Ergebnisse erzielen Halten Sie Ihre Spur zur Ebenenhöhe so niedrig wie möglich.

4. Mehrere Erdungsebenen senken die Erdimpedanz (Referenzebene) der Platine und verringern die gemeinsame Impedanz -Modus-Strahlung. (Verstehe diese nicht wirklich)

Ich denke, du hast das so verstanden, je mehr gnd-Flugzeuge ich habe, desto besser. Das klingt für mich nicht nach einer gebrochenen Faustregel.

Meine Empfehlung für Ihr Board basiert nur auf dem, was Sie mir gesagt haben:

 Signal Layer (thin maybe 4-5mil FR4) GND (main FR-4 thickness, maybe 52 mil more or less depending on your final thickness) VCC (thin maybe 4-5mil FR4) Signal Layer 

Stellen Sie sicher, dass Sie richtig entkoppeln.

Wenn Sie sich wirklich darauf einlassen möchten, gehen Sie zu amazon und kaufen Sie entweder das digitale Highspeed-Design von Dr. Johnson a Handbuch der schwarzen Magie oder vielleicht Eric Bogatins Signal- und Machtintegrität vereinfacht. Lesen Sie es, lieben Sie es, leben Sie es 🙂 Ihre Websites haben auch großartige Informationen.

Viel Glück!

Kommentare

  • Großartig Analyse! Dies ist genau das, wonach ich gesucht habe, um zu verstehen, warum ich ‚ diesen Stapel jetzt nicht verwenden werde, da ich ‚ habe Ich habe das Licht gesehen :), vielen Dank für die Informationen und die Bücher auch.
  • Ich war eine Woche im Urlaub und habe ‚ nicht genommen Alle Bücher mit mir außer dem Buch von Howard Johnson ‚. ‚ ist eine gute Möglichkeit, sich zum Lesen eines großen technischen Buches zu zwingen.
  • Könnte jemand den ersten Punkt erklären? Was bedeutet es, Signale zu sagen, die durch eine Referenzebene laufen? Soweit ich weiß, läuft das Signal von A nach B und dann von B nach A durch den Boden.
  • N.B. Das kostenlose “ Opamps für alle “ Kapitel 17 bietet ziemlich viel den gleichen Rat wie Sie, den ich ‚ hier extrahiert habe, bevor ich diese Frage gefunden habe.
  • Können Sie ein Buch für das allgemeine Design digitaler Leiterplatten empfehlen?

Antwort

Es gibt keine DER beste Layer Stackup.Wenn Sie sorgfältig lesen, ist der Stapel mit Erdungen auf den äußeren Schichten aus EMV-Sicht am besten.

Diese Konfiguration gefällt mir jedoch nicht. Erstens, wenn Ihre Platine SMT-Komponenten verwendet, werden Sie dies tun Haben Sie viel mehr Pausen in Ihren Flugzeugen. Zweitens ist ein Debuggen oder Nacharbeiten praktisch unmöglich.

Wenn Sie eine solche Konfiguration verwenden müssen, machen Sie etwas schrecklich Falsches.

Auch an der Verwendung ist nichts auszusetzen Durchkontaktierungen für die Erdung. Wenn Sie die Induktivität verringern müssen, platzieren Sie einfach weitere Durchkontaktierungen.

Kommentare

  • Ja, dort ‚ ist keine absolut beste Möglichkeit, etwas zu tun. Ich habe in Bezug auf meine spezifische Anwendung gefragt, ‚ muss diese Konfiguration nicht verwenden und ich werde ‚ t nach dem Lesen der Antworten, danke 🙂

Antwort

“ best „hängt von der Anwendung ab. Es gibt wirklich zwei Fragen, die Sie in Ihrem Beitrag beantworten müssen:

  1. “ Konventionell „(Signale auf äußeren Schichten, Ebenen auf inneren Schichten) VS“ von innen nach außen „( Signale auf inneren Schichten, Ebenen auf äußeren Schichten).
    Eine Inside-Out-Platine hat eine bessere EMV-Leistung, aber es ist viel schwieriger, sie zu ändern, wenn Sie dies realisieren Wenn Sie das Design vermasselt haben, benötigen Sie mehr Durchkontaktierungen, die unter dem Gesichtspunkt der Dichte oder Signalintegrität nicht besonders gut sind. Wenn Sie IC-Gehäuse verwenden, deren Pin-Abstand zu klein ist, um den Boden zwischen die Pads zu legen, entstehen große Löcher in Ihren Flugzeugen, was auch aus Sicht der Signal-Itegrity nicht großartig ist.

  2. zwei Grundebenen VS eine Grundebene und eine Leistungsebene.
    In beiden Fällen, wenn ein Hochgeschwindigkeitssignal die Referenzebene ändert, muss ein nahegelegener Pfad vorhanden sein, damit sich der Rückstrom zwischen den beiden Referenzebenen bewegt. Mit zwei Masseebenen können Sie dies mit einer einzigen tun, indem Sie die beiden verbinden Ebenen direkt. Bei Masse- und Leistungsebenen muss die Verbindung über einen Kondensator erfolgen, der typischerweise (unter der Annahme eines „herkömmlichen“ Stapels) zwei Durchkontaktierungen und einen Kondensator erfordert. Dies bedeutet eine schlechtere Signalintegrität und mehr Platz auf der Platine Ein Power-Flugzeug reduziert den Spannungsabfall auf Ihrer Stromschiene und schafft Platz auf Ihren Signalschichten.

Antwort

Wie die anderen sagten, hängt es von Ihrer Anwendung ab. Ein weiterer Stapel, den ich als nützlich empfunden habe, ist

  1. Signale (niedrige Geschwindigkeit)
  2. Leistung
  3. Signale (impedanzgesteuert)
  4. GND

Dies hält die beiden Signalgruppen gut voneinander isoliert, bietet eine hervorragende Impedanzanpassung und ermöglicht es mir, Wärme abzulassen die g runde Ebene.

Kommentare

  • Warum wurde diese Antwort abgelehnt? Der einzige Grund, den ich mir vorstellen kann, ist, dass die Impedanz-gesteuerten Spuren auf einer inneren Schicht bedeuten, dass sie ‚ immer Durchkontaktierungen von den SMD-Pads zu dieser Schicht benötigen, die möglicherweise nicht “ ideal „, aber ansonsten scheint es eine vollkommen gültige Antwort zu sein, zumal die Durchkontaktierungen möglicherweise nicht einmal ein Problem darstellen.

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