グランドプレーンではなく電源プレーンで未使用のボード領域を埋めない理由は?


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私が設計している(2層の)ボードには、比較的大きな未使用領域があります。両側にグランドを単に注ぐのではなく、一方をVccで、もう一方をグランドで満たし、グランドとVccの間に小さな容量を作成することを検討しています。(もちろん、通常のコンデンサから適切なデカップリング容量を追加します。)

ボードは正確に高速ではありません(16 MHzマイクロコントローラー、デジタルIOのみを実行)。そして、利用可能なボード領域から1nFの静電容量さえも作り出すのは難しいと思います。したがって、この余分な静電容量は大きな違いをもたらさないと主張できます。しかし、それが実際に悪い考えであり、避けるべきである理由はありますか?

回答:


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原則として、回路のグランドはすべての信号の基準点として機能します。そのため、回路全体の電圧差は非常に小さくなければなりません。通常、Vccには当てはまりません。Vccに対して信号が測定されない限り、より大きな電圧差が許容されます。

Vccラインの合計電流は、グランドラインの電流に等しくなります。しかし、上記のパラグラフの理由により、グランドラインはVccラインよりもはるかに低い抵抗(実際にはインピーダンス)を持つ必要があります。

そのため、地面はしばしばエリアとしてルーティングされますが、Vccは単に十分に厚いトラックとしてルーティングされます。

これはすべて理論上でした。PCBが高電流および/または非常に高い周波数を処理していない場合は、おそらくどのような方法で配線しても問題ありません。だから、偏執的にならないでください。

脚注:空き領域が非常に大きい場合、PCBを小さくするためにデザインを変更する方が良いと思いませんか?


脚注について:大きなコネクタとケースの取り付けにより、ボードの幅が広がります。ICおよび他のコンポーネントは、ボードの高さを拡張します。しかし、それは本当にありませんそれくらいのスペース。ボードの総面積は約30 * 75 mmです。
nitro2k01

@ nitro2k01-まあ、私は似たようなものを想定していました。しかし、脚注の前の最後の段落はまだ価値があります。:)
johnfound

ええ、私はすでに答えをほとんど知っています、どちらの方法でも検出可能な違いはありません。問題は、「手がかりがありません」ではなく、「驚き」です。もちろん、コミュニティにとって一般的に有用な興味深い返信を生成できます。
nitro2k01

高インダクタンスとデカップリングコンデンサの併用がさらに良い」どうして?ローパスフィルターを形成しているのですか?
ラファエル

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@Rafael確かに。または、直列インダクタンスは、高周波成分(電流スパイク)に対して高インピーダンスを与え、干渉がPSUまたは電源バスに伝播するのを防ぎます。一方、コンデンサ(できれば低ESRで目的のデバイスの近くに配置)は、周波数成分に対して低インピーダンスを提供し、電源レールが十分に迅速に応答できるようにします。つまり、形成されたローパスフィルターは、そのように見た場合、PSUが見る電流の平滑化に関係しています。
nitro2k01

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パワーネットで得られる小さな追加の静電容量は、ほとんど無関係です。これは低ESRになりますが、必要な場所には適切ではないため、あまり役に立ちません。

あなたの状況では、私は電源プレーンを行いません。電気的な欠点はほとんどありませんが、何かを台無しにする可能性が少し増えます。また、テスト後にいくつかの変更を加える必要がある場合に備えて、ボードの編集が難しくなります。電源プレーンを使用する場合は、プレーンに埋め込まれたその信号のパッドにサーマルリリーフがあることを確認してください。そうしないと、はんだ付けが困難になります。

要するに、どちらの方法でも大した問題ではないので、単純化してエラーの可能性を減らすために省略しておきます。


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良い面も悪い面もあります。

多くの静電容量が得られない場合もありますが、非常に高品質の静電容量になります。インダクタンスが低いため、自己共振がセラミックキャップと呼ばれるより高い周波数になります。したがって、はるかに高い周波数と同様にデカップリングとして機能します。

マイナス面は、アグレッサー信号(電源レール)を他の信号に近づける可能性があることです。他の信号がこれを拾う可能性があります。

小信号解析の観点では、電力も「接地」であることに留意してください。それを切り離すことは危険かもしれませんが、場合によっては有利かもしれません。


近づいていくことについてあなたが言っていることに関しては、これがどのように当てはまるかわかりません。ボードのこの部分にはほとんど人が住んでおらず、Vccが他の信号と一致する(フィルの有無にかかわらず)唯一の場所は、トレースの片側または予定のプレーンに沿っています。主な追加容量性結合は、グランドとVccの間だけであるという印象を受けています。
nitro2k01

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Olinの答えは2番目です。静電容量は非常に離れており、非常に小さいため、ほとんど違いはありません。実際のコンデンサをピンの近くに配置する方が適切です。

ただし、前述のように、基板のこれらのセクションに「銅泥棒」を追加して、PCBの処理をより速く、より適切に行い、エッチングを改善する必要があります。

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