De best mogelijke stack-up met een vierlagige printplaat?

Ik ben een 4-laags PCB aan het ontwerpen en ik weet dat de standaard stack-up is

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

(GND en VCC kunnen worden geschakeld afhankelijk van de laag met meer signalen)

Het probleem is dat ik niet echt alle aardingspennen via vias wil verbinden, het zijn er gewoon te veel! misschien omdat ik “toch niet gewend ben aan 4-laags PCBs, ik” een tip van Henry W. Ott gelezen heb over een andere stack-up

  1. GND
  2. Signalen
  3. Signalen
  4. GND

(waar de stroom wordt geleid met brede sporen op de signaalvlakken)

Volgens hem is dit de best mogelijke stack-up met een vierlagige printplaat, om de volgende redenen:

1. signaallagen grenzend aan grondvlakken.

2.Signaallagen zijn nauw (dichtbij) gekoppeld aan hun aangrenzende vlakken.

3.De grondvlakken kunnen dienen als afschermingen voor de binnenste signaallagen. (Ik denk dat dit genaaid moet worden ??)

4. Meerdere grondvlakken verlagen de grondimpedantie (referentievlak) van het bord en verminderen de common-mode straling. (begrijp deze niet echt)

Een probleem is overspraak, maar ik heb echt geen signalen in de derde laag, dus ik denk niet dat corss-talk een probleem met deze stack-up, klopt mijn veronderstelling?

Opmerking: de hoogste frequentie is 48 MHz, er is ook een wifi-module op het bord.

Antwoord

Je zult jezelf haten als je nummer twee opstapelt;) Misschien is dat hard maar het wordt een PITA die een bord herwerkt met alle interne signalen . Wees ook niet bang voor vias.

Laten we enkele van uw vragen behandelen:

1.Signaallagen zijn aangrenzend naar grondvlakken.

Denk niet langer aan grondvlakken, en denk meer aan referentievlakken. Een signaal dat over een referentievlak loopt, waarvan de spanning toevallig op VCC staat, zal nog steeds terugkeren over dat referentievlak. Dus het argument dat het op de een of andere manier beter is om je signaal over GND te laten lopen en niet VCC, is in wezen ongeldig.

2. signaallagen zijn nauw gekoppeld (dichtbij) aan hun aangrenzende vlakken.

Zie nummer één Ik denk dat het misverstand over alleen GND-vlakken die een retourpad bieden, tot deze misvatting leidt. Wat u wilt doen, is uw signalen dicht bij hun referentievlakken houden, en op een constante correcte impedantie …

3. De grondvlakken kunnen werken als schilden voor de binnenste signaallagen. (Ik denk dat dit naaien vereist is ??)

Ja, je zou kunnen proberen om een dergelijke kooi te maken, denk ik, voor je bord krijg je betere resultaten houd uw spoor naar vlakhoogte zo laag mogelijk.

4.Meerdere grondvlakken verlagen de grondimpedantie (referentievlak) van het bord en verminderen de gemeenschappelijke -mode straling. (begrijp deze niet echt)

Ik denk dat je hiermee bedoelt dat hoe meer vliegtuigen ik heb, hoe beter, wat niet echt het geval is. Dit klinkt voor mij als een gebroken vuistregel.

Mijn aanbeveling voor je board, alleen gebaseerd op wat je me hebt verteld, is om het volgende te doen:

 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 

Zorg ervoor dat u goed ontkoppelt.

Als u hier echt mee wilt beginnen, ga dan naar amazon en koop ofwel Dr Johnsons Highspeed digitaal ontwerp a handboek van zwarte magie, of misschien Eric Bogatins signaal- en krachtintegriteit vereenvoudigd. Lees het liefs, leef het 🙂 Hun websites hebben ook geweldige informatie.

Veel succes!

Reacties

  • Geweldig analyse! dit is precies wat ik zocht, om te begrijpen waarom, ik ‘ die stack-up niet meer gebruik nu ik ‘ ve het licht gezien :), heel erg bedankt voor de informatie, en ook voor de boeken.
  • Ik ging een week op vakantie en nam ‘ niet alle boeken met mij behalve het boek van Howard Johnson ‘. Het ‘ is een goede manier om jezelf te dwingen een groot technisch boek door te lezen.
  • Kan iemand het eerste punt uitleggen? Wat betekent het door signalen te zeggen die door een referentievlak lopen? Voorzover ik weet, loopt het signaal van A naar B en vervolgens van B naar A via de grond.
  • N.B. De gratis ” Opamps voor iedereen ” hoofdstuk 17 geeft vrij veel hetzelfde advies als u, dat ik ‘ ve hier heb overgenomen voordat ik deze vraag vond.
  • Kunt u een boek aanbevelen voor algemeen digitaal PCB-ontwerp?

Antwoord

Er bestaat niet zoiets als DE beste stapeling van lagen.Als je goed leest, wordt gezegd dat de stackup met gronden op de buitenste lagen het beste is vanuit EMC-perspectief.

Ik hou echter niet van die configuratie. Ten eerste, als je board SMT-componenten gebruikt, zul je heb veel meer pauzes in uw vliegtuigen. Ten tweede zal elke foutopsporing of herwerking vrijwel onmogelijk zijn.

Als u een dergelijke configuratie moet gebruiken, doet u iets vreselijk verkeerd.

Er is ook niets mis met het gebruik van vias voor aarding. Als je de inductantie moet verlagen, plaats dan gewoon meer vias.

Reacties

  • ja, daar ‘ s geen absoluut beste manier om iets te doen, ik vroeg met betrekking tot mijn specifieke applicatie, ik hoef ‘ die configuratie niet te gebruiken en ik heb ‘ t na het lezen van de antwoorden, bedankt 🙂

Antwoord

” beste “hangt af van de toepassing. Er zijn echt twee vragen die u in uw bericht moet beantwoorden

  1. ” Conventioneel “(signalen op buitenste lagen, vlakken op binnenste lagen) VS” binnenstebuiten “( signalen op binnenste lagen, vlakken op buitenste lagen).
    Een binnenstebuiten bord heeft betere EMC-prestaties, maar het zal veel moeilijker zijn om aan te passen e je hebt het ontwerp verpest, je hebt meer vias nodig die niet geweldig zijn vanuit het oogpunt van dichtheid of signaalintegriteit en als je IC-pakketten gebruikt waarvan de pinafstand te klein is om aarde tussen de pads te plaatsen, krijg je grote gaten in je vliegtuigen, wat ook niet geweldig is vanuit het oogpunt van signaal-itegriteit.

  2. twee grondvlakken versus een grondvlak en een krachtvlak.
    In beide gevallen, wanneer een hogesnelheidssignaal van referentievlak verandert, moet er een pad in de buurt zijn om de retourstroom tussen de twee referentievlakken te laten bewegen. Met twee grondvlakken kunt u dat doen met een enkele door de twee te verbinden Met aarde- en stroomvlakken moet de verbinding via een condensator verlopen die doorgaans (uitgaande van een “conventionele” stackup) twee vias en een condensator vereist. Dat betekent een slechtere signaalintegriteit en meer kaartoppervlak. een power plane vermindert voltval op uw power rail en maakt ruimte vrij op uw signaallagen.

Answer

Zoals de anderen zeiden, hangt het af van je applicatie. Een andere stackup die ik nuttig vond, is

  1. Signalen (lage snelheid)
  2. Stroom
  3. Signalen (impedantie-gestuurd)
  4. GND

Dit houdt de twee signaalgroepen goed van elkaar geïsoleerd, zorgt voor een uitstekende impedantie-aanpassing en stelt me in staat om warmte in de G rond vlak.

Opmerkingen

  • Waarom werd dit antwoord naar beneden gestemd? De enige reden die ik kan bedenken is dat de impedantiegestuurde sporen die zich op een binnenste laag bevinden, betekent dat ze ‘ altijd vias nodig hebben van de SMD-pads naar de laag die misschien niet ” ideaal “, maar verder lijkt het een volkomen geldig antwoord, vooral omdat de vias misschien niet eens een probleem zijn.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *