|
Полигоны земли в top и bottom, Их влияние на ЭМС |
|
|
|
Jan 15 2012, 18:30
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 270
Регистрация: 18-08-09
Из: Москва
Пользователь №: 51 941

|
Недавно столкнулся с достаточно интересным для меня подходом, что для уменьшения собственного излучения и снижения влияния внешних помех следует обязательно заливать топ и боттом полигонами земли, а все сигнальные проводники вести во внутренних слоях (речь идет о многослойке, в моем случае 8 слоев, но это не суть). Причем следующий слой тоже земляной. Я всегда добавлял полигоны на двухслойки, не более, и то с осторожностью. С моей точки зрения делать это для многослоек неправильно, т.к. а) по этим полигонам потекут обратные токи, что вызовет тоже самое, а скорее и более сильное внешнее излучение платой, б) такой полигон сложно сделать качественно, что может привести к наводке на него внешних помех. Такой подход только добавит геморроя при трассировке.
Подскажите. Возможно я не прав, а если и не прав, то в чем и насколько. Заранее благодарен.
|
|
|
|
|
Jan 16 2012, 05:02
|

Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 153
Регистрация: 5-03-05
Из: Москва
Пользователь №: 3 098

|
Цитата(Марик @ Jan 15 2012, 22:30)  обязательно заливать топ и боттом полигонами земли Если плата без деталей, то можно и залить. А что делать, если помимо собственно платы, еще и детали приходится применять, которые на внутренние слои никак не хотят влезать.  Хотя, раньше, когда применялись выводные компоненты, это было возможно, опять таки при не очень плотном монтаже (сам делал). В слое установки деталей в полигоне делались выборки под пины.
|
|
|
|
|
Jan 16 2012, 06:00
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 652
Регистрация: 3-08-05
Из: Saint-Petersburg
Пользователь №: 7 318

|
Цитата(Марик @ Jan 15 2012, 22:30)  Недавно столкнулся с достаточно интересным для меня подходом, что для уменьшения собственного излучения и снижения влияния внешних помех следует обязательно заливать топ и боттом полигонами земли, а все сигнальные проводники вести во внутренних слоях (речь идет о многослойке, в моем случае 8 слоев, но это не суть). Причем следующий слой тоже земляной. Я всегда добавлял полигоны на двухслойки, не более, и то с осторожностью. С моей точки зрения делать это для многослоек неправильно, т.к. а) по этим полигонам потекут обратные токи, что вызовет тоже самое, а скорее и более сильное внешнее излучение платой, б) такой полигон сложно сделать качественно, что может привести к наводке на него внешних помех. Такой подход только добавит геморроя при трассировке.
Подскажите. Возможно я не прав, а если и не прав, то в чем и насколько. Заранее благодарен. ИМХО, вариант, когда внешние слои залиты, а большая часть трасс, если не все, идёт на внутренних слоях - это классический вариант для кросс-платы. Сам так делал. Обычно, на МПП на внешних слоях не стремлюсь заливать землями, если нет специальных требований в задании.
|
|
|
|
|
Jan 20 2012, 08:46
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 270
Регистрация: 18-08-09
Из: Москва
Пользователь №: 51 941

|
Цитата(shf_05 @ Jan 20 2012, 12:05)  а) насколько я понимаю- обратные токи пойдут "внутри" платы по поверхности полигона- наружу выйдет малая часть, что проходит через слой меди. б) не понимаю, чем же сложнее сделать его также качественно чем во внутреннем слое? а) скорее всего, примерно равные части потекут, а может быть и больше по верхнему, т.к. сопротивление переходного отверстия присутствует, во внешнем его соответственно нет. б) элементы; области, которые заливать нельзя конструктивно; фанауты и т.д. в результате полигон получится непонятно какой формы. Может быть хуже и не будет, но и лучше вряд ли, чем без него. Только геморрой с разводкой. Вообще, может кто-нибудь односложно сказать лучше или хуже такая заливка? Ну или в каких случаях лучше/хуже? Заранее благодарен.
|
|
|
|
|
Jan 20 2012, 09:15
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 262
Регистрация: 13-10-05
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 9 565

|
Цитата(Марик @ Jan 15 2012, 21:30)  Подскажите. Возможно я не прав, а если и не прав, то в чем и насколько. Заранее благодарен. Сигналы спрятанные под полигоны будут излучать в диапазоне более 100МГц на 60-80дБ меньше. Причём чем выше интересующий вас диапазон EMI тем это будет очевиднее. Например около 1ГГц толку от бусинок, резисторов, конденсаторов и прочих фильтров на ваших сигналов уже не будет. А 80дБ даже от линий в 1.8В это насколько я понимаю - целых 180мкВ. Так что если ваша многослойка находится в экране или не стоит рядом с приёмником с чуствительностью в единицы микровольт - можете не заливать.
|
|
|
|
|
Jan 21 2012, 11:03
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 262
Регистрация: 13-10-05
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 9 565

|
Цитата(shf_05 @ Jan 20 2012, 13:56)  если по многослойке пускать ГГц то уже надо очень много чего учитывать имхо, думаю здесь не тот случай. по идее если у вас более 4-х слоев, т.е. под вашими проводниками есть еще внутренний полигон, то от внешнего полигона много бонусов не будет. если же внутри полигона нет, то делайте внешний. Всё банальнее. Пусть по топу у вас идёт клок 63МГц к контроллеру, памяти или АЦП/ЦАП. Даже если снизу есть полигон защищающий этот клок - то лучить клок наружу будет вовсю. И вот вы ставите сверху на свою плату модуль приёмника GPS и 25 гармоника клока попадает на чатоту приёма GPS равную 1575. Всё, прибор не работает - требуется экранировать плату контроллера. А уж как - железной коробкой или заливкой на топе - на усмотренье разработчика.
|
|
|
|
|
Jan 21 2012, 13:16
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 869
Регистрация: 28-02-08
Из: СПБ
Пользователь №: 35 463

|
Желательно, тем кто разводит многослойки, подучить современную радиоэлектронику, еще и электродинамику. Иначе возникают такие вопросы и появляются, медицинские термины. Это все от незнаний. Полигоны как правило привязаны к конкретным схемотехническим решениям и обсуждать этот вопрос лучше для конкретного решения а не в общем случае. Сегнальные проводники разные, различные скорости, различные согласования. Если абстрактно из моего опыта, чем больше полигонов земляных тем лучше, поскольку они ограничивают EMI с вашей платы и ослаюляют внешние EMI. Цитата(_4afc_ @ Jan 21 2012, 14:03)  Всё банальнее. Пусть по топу у вас идёт клок 63МГц к контроллеру, памяти или АЦП/ЦАП. Даже если снизу есть полигон защищающий этот клок - то лучить клок наружу будет вовсю. И вот вы ставите сверху на свою плату модуль приёмника GPS и 25 гармоника клока попадает на чатоту приёма GPS равную 1575. Всё, прибор не работает - требуется экранировать плату контроллера. А уж как - железной коробкой или заливкой на топе - на усмотренье разработчика. Неудачный пример, уровень 25 гармоники вы представляете сколько это? Чтобы забить приемник GPS этого недостаточно. Цитата(_4afc_ @ Jan 20 2012, 12:15)  Сигналы спрятанные под полигоны будут излучать в диапазоне более 100МГц на 60-80дБ меньше. Причём чем выше интересующий вас диапазон EMI тем это будет очевиднее. Например около 1ГГц толку от бусинок, резисторов, конденсаторов и прочих фильтров на ваших сигналов уже не будет.
А 80дБ даже от линий в 1.8В это насколько я понимаю - целых 180мкВ.
Так что если ваша многослойка находится в экране или не стоит рядом с приёмником с чуствительностью в единицы микровольт - можете не заливать. И тут несогласен, именно бусинки и обеспечивают подавление нежелательных EMI. Посмотрите как в мобильниках это сделано. Ваши 80дБ мало интересны по напряжению, поскольку для нежелательных EMI используют дБ по мощности и еще dBm, как правило. А это всего 40дБ, не так и много.
|
|
|
|
|
Jan 22 2012, 08:50
|

Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 153
Регистрация: 5-03-05
Из: Москва
Пользователь №: 3 098

|
И все-таки объясните мне тупому, о какой плате идет речь? Как можно залить TOP и BOT полигонами, если там стоят элементы? Делать выборку под элементы, via, дорожки к via? Что останется от полигона? Узкие перемычки и локальные "пятачки"? Какой прок от такого полигона? Конечно, так делать можно, и в некоторых случаях нужно, но только из соображения "хуже не будет". Правда может быть и хуже (любая выборка в полигоне при при плохом стечении обстоятельств может превратиться в щелевую антенну  ) Проводить под таким полигоном трассы, расчитывая на адекватные возвратные токи по этому полигону - большое искусство! Вы будете сильно ограничены в своих действиях. Конечно, если расстояние между элементами - километры, тогда наверное можно что-то такое сварганить, но современная электроника диктует малые габариты и высокую плотность расположения элементов. Уменьшить габариты печатной платы, и как следствие, размеры устройства в целом - не это ли главная цель, достойная уважающего себя разработчика?! Что касается снижения излучений, мне видится тут другой подход, если не ограничивать себя в количестве слоев платы. Слой TOP - только элементы и via, дорожки отсутствуют. Под ним плейн - сплошной земляной полигон с выборками под via. Ниже - сигнальный слой. И т. д. Но даже и в этом случае мы не застрахованы от излучений, которые создают токи, проходящие через САМИ элементы. Не забывайте, они ж не из дерева сделаны. А потом, при разводке плат мы все-таки не руководствуемся точным электродинамическим расчетом. Все - на уровне устоявшихся правил, имеющих чисто качественные, а не количественные критерии, а также интуиции и опыта. Каков будет спектр излучений в количественном выражении готовой платы, я думаю, априори не скажет даже самый гениальный разработчик. Правда есть еще способ, самый кондовый. Поместить плату в глухой, посеребренный внутри, металлический экран.  И забыть о головной боли.
|
|
|
|
|
Jan 23 2012, 10:17
|

Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 262
Регистрация: 13-10-05
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 9 565

|
Цитата(Aner @ Jan 21 2012, 16:16)  Неудачный пример, уровень 25 гармоники вы представляете сколько это? Чтобы забить приемник GPS этого недостаточно. Уровень 25 гармоники идеального меандра будет на 28дБ меньше уровня 1 гармоники. Т.е. для 3.3В - её уровень 132мВ. Как забить приёмник GPS - уже обсуждалось. Цитата(Aner @ Jan 21 2012, 16:16)  И тут несогласен, именно бусинки и обеспечивают подавление нежелательных EMI. Посмотрите как в мобильниках это сделано. Ваши 80дБ мало интересны по напряжению, поскольку для нежелательных EMI используют дБ по мощности и еще dBm, как правило. А это всего 40дБ, не так и много. Эти бусинки и фильтры задавят только на 40дБ, и то в узком диапазоне - потом паразиты возьмут верх. Заливка даст больше. Тут есть ещё одна вещь не дающая мне покоя - бусинки и прочие индуктивности что делают с нежелательными частотами: 1 рассеивают в тепло 2 отражают обратно к источнику 3 преобразуют в магнитное излучение - фонят?
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|