Чи повинні залиті невикористані ділянки на верхньому шарі моєї друкованої плати?


14

Я усвідомлюю, що є деякі питання, пов’язані з цією темою, але я не бачив жодного, що насправді є специфічним для РФ.

Я працюю над двошаровим модулем Bluetooth, і у мене є кілька невикористаних пробілів на верхньому шарі, які я не можу вирішити, чи слід їх засипати землею за допомогою зшивання війок до нижнього шару (що є головним чином суцільною площиною заземлення) чи ні . Я багато читав / досліджував, і, здається, існують суперечливі ідеї щодо виливання ґрунту верхнього шару. Отже, я звертаюся до вас, сподіваючись, що хтось із досвідом роботи в цьому (дизайн дошки РФ - це плюс) може пролити для мене трохи світла на цю тему.

Спасибі!

Для всіх, хто займається цим або просто зацікавлений ось кілька хороших ресурсів, які я вважаю корисними:

  1. http://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5100#10
  2. http://www.eeweb.com/blog/circuit_projects/basic-concepts-of-designing-an-rf-pcb-board
  3. http://www.easures.com/document.asp?doc_id=1279446
  4. http://www.atmel.com/images/atmel-42131-rf-layout-with-microstrip_application-note_at02865.pdf
  5. http://www.icd.com.au/articles/Copper_Ground_Pours_AN2010_4.pdf
  6. http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=swra367a&fileType=pdf

Більшість джерел, зазначених вище, згадують ґрунтові заливки та загальний дизайн РФ.


1
Одне, про що ви можете потурбуватись - це ємнісне з'єднання між верхньою заливкою та RF-слідами - будьте обережні, щоб відстань у правилах проектування становила щонайменше вдвічі більше ширини сліду. Крім того, я вважаю, що Олін зафіксував інформацію про те, що поверхню заливки грунтом не має значення в двошаровій дошці, але я не можу знайти цю посаду зараз.
Пол L

Відповіді:


14

RF Engineering - «Чиста чорна магія». Прихильники наполягають, що це не так, але якщо ви не отримаєте ступінь доктора фізики, це, мабуть, так і здасться. Поняття опору, ємності та індуктивності, що має сенс при постійному та низькому частотах (до деяких МГц), повністю перекошені, коли мова йде про високочастотне проектування та реалізацію. Сліди можуть поводитись більше, як резистори або елементи опору, накладки та зазори здаються конденсаторами, кути, як відбивачі тощо. Повні складності виходять за рамки навіть короткої книги з цієї теми.

Коротка відповідь - "РЧ" та "двостороння друкована плата" рідко чути разом. Більшість радіочастотних (передавальних) пристроїв використовують 4 або більше шарів друкованої плати, а зовнішні шари, як правило, є земними площинами. Деякі кажуть, що це більше помиляється на стороні обережності, але для когось незнайомого з RF дизайном це може означати різницю між робочою конструкцією чи ні.

Для пристрою приймача, такого як Bluetooth, поблизу місця розташування антени під час передачі, електромагнітне поле, що виробляється, може з'єднуватися із сусідніми слідами (особливо, якщо їх довжина наближається до чверті довжини хвилі) та викликати напруги та струми, викликаючи нестабільну поведінку. Саме тому використовуються наземні літаки; поглинати ці хвилі. Біля антени ЕМ є найсильнішим, тому їх не можна прокладати довільно; розміри і рівна форма можуть бути критичними для правильної роботи. Далі це стає менш проблематичним, оскільки поле ЕМ розсіюється на зворотному квадраті відстані.Ця примітка програми TI стосується деяких інших деталей на високих частотах.

Я б сказав, що найбільш практичним рішенням є знайти орієнтир друкованої плати для конкретного використовуваного пристрою BT і почати звідти. Сподіваємось, виробник зробив одну з доступних. Для порівняння, ось невелика картина одного такого дизайну. Цей опис не згадує багато про друковану плату, ймовірно, тому, що дизайнер витратив на неї багато часу. На друкованій платі видається, що вона може бути двосторонньою, однак це незрозуміло. Більше фото можна побачити тут . Сліди видно на верхній стороні, і ви, можливо, думаєте "Ааха! Я знав, що двостороння може бути зроблена ...", проте деякі помітні, але дуже важливі речі помітні:

  • Під антеною є смужка віасів. Вони близькі між собою, щоб викреслити на землю всі найсильніші поля ЕМ.

  • Неможливо сказати, чи лівий бік антени коротко заземлюється під логотипом шовкографії. Якщо це так, це може бути антена PIFA .

  • Однозначно є хоча б часткова площина заземлення на зворотному боці, оскільки більшість центральних друкованих плат темні. Як пояснює Олін у посиланні Павла вище, кілька невеликих прокладок і слідів тут і там, мабуть, не матимуть великого значення, але дюймовий довгий слід або група не заземлених ніде частин вимагає неприємностей.

  • Мікровірус, який спостерігається в деяких слідах передньої сторони, ймовірно, з'єднується з земною площиною. Вони не розміщувалися вольово-невольно, але заповнювали якомога більшу частину верхньої поверхні, щоб зменшити EMI там найкращим чином. (Це спроба спробувати створити надійний пристрій без використання більше шарів.) Можливо, існує достатня кількість верхніх ділянок землі, що покривають достатню частину поверхні, що перешкоджає сильному зчепленню там. (Ніколи не замислюєтеся, чому мікрохвильова піч має отвори у дверях, але мікрохвильові печі не проникають? Це тому, що отвори набагато менші за частоту (довжину хвилі), тому мікрохвильові печі не можуть проникнути в неї.)

  • На задній стороні під антеною є ймовірні сліди, які, здається, нічого не роблять або ніде не підключаються. Як квадрати або прямокутники. Тут грає справді смішний бізнес РФ. Пам'ятайте, що на високих частотах колодка може з'являтися як конденсатор. Тож ці сліди, ймовірно, призначені для того, щоб фізично ввести певну ємність або з'єднання в цьому місці навіть через друковану плату. Це можна зробити для "з'єднання" однієї частини резонансного елемента (антени) з іншою, навіть якщо фізичного з'єднання не існує.


Дякую за довгу та детальну відповідь. Я ціную вашу допомогу та час. Я також розглядав інші еталонні конструкції, і всі вони, здається, мають верхній шар островів із землею. Наскільки я розумію, що деякі з них можуть діяти як захист від зовнішніх втручань ЕМІ та РФ. Я досить скопіював довідковий дизайн, але моя дошка повинна трохи відрізнятися через взаємозв’язок та додатковий ІС, який змінює макет досить на те, де у мене є порожні місця. Я не думаю, що це може зашкодити заповнити їх, якщо я їх добре зшити?
DigitalNinja

Мені здається, що еталонні конструкції, на які я дивився, мали б більше землі на верхній стороні, якби для них було передбачено простір (більшість модулів пробиваються до країв плати). Це буде моя друга версія, оскільки я зробив серйозну помилку на своїй першій. Тож цього разу навколо мене дуже прискіпливо. RF-дизайн - це як магія. Дивно, як мала зміна чи щось, на що ви не думаєте, спричинить проблему. Не кажучи вже про деякі шалені конструкції антен. Хтось має контактну інформацію Мерліна?
DigitalNinja

Я б сказав, спроектуйте його на внесення змін та плануйте перегляд чи дві. Залиште кілька заземлених накладок без маски, і якщо це не спрацює, спробуйте припаяти трохи металевого щита над цією частиною. Якщо підозрюється, що сигнальна лінія забирає EMI, відітріть ізоляцію і припаяйте кришку 20pF або щось подібне. А погляньте на феритові кульки, вони втрачають певні частоти, але їх індуктивність може бути хитрою. На жаль для нас смертних, номер телефону Мерліна - + x-xxx-xxx-xxxx . (Не дозволяю мені використовувати символи $, га!)
rdtsc

Знову дякую! Звучить як план. Я просто збираюся піти з тим, що я навчився, і буду робити найкраще рішення про те, що земля виливається на вершину. LOL, гарне посилання на "Мерлін".
DigitalNinja
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.