Деталі про компонування друкованої плати для мікроконтролера

Оновлення : подальше запитання показує мою позицію щодо отриманої схеми друкованої плати.

Я викладаю свою першу дошку з ЦК (у мене є достатній досвід використання та програмування вбудованих систем, але це перший раз, коли я роблю макет PCB), STM32F103, це буде плата змішаного сигналу, що використовує як внутрішні ЦАПі ​​STM, так і деякі зовнішні ЦАП через SPI, і я трохи заплутаний щодо заземлення.

Відповіді на ці запитання:

• Розв’язка кришок, компонування друкованої плати
• Конкуруючі рекомендації щодо макета PCB Crystal
• Змішаний макет друкованої плати для PSoC

чітко сказано, що я повинен мати локальну площину заземлення для UC, підключеного до глобального заземлення рівно в одній точці, і локальну мережу електроживлення, підключену до глобальної потужності поблизу тієї ж точки. Так це я і роблю. Мій стек 4 шарів є:

• локальна площина GND + сигнали, uC, це 100nF кришки роз'єднання і кристал
• глобальний ВНД, нерозривний, за винятком віаз. Відповідно до таких джерел, як Генрі Отт , площина заземлення нерозкладена, цифровий та аналоговий ділянки фізично розділені.
• потужність, площина 3,3 В під ІМС, товсті сліди для зовнішнього ЦАП 3,3 В, товстіші сліди для розподілу вольт в аналоговому розділі.$\pm15$
• сигнал + 1uF кришки роз'єднання

Далі на платі аналогові компоненти та сигнали знаходяться у верхньому та нижньому шарах.

Отже, питання:

1. я повинен зламати глобальну землю під UC, чи добре мати повну площину землі під локальною?
2. Площина потужності: Я маю намір мати площину живлення тільки під ЦК і використовувати віаси для підведення потужності до роз'єднувальних ковпачків і, отже, ЦК на верхньому шарі, оскільки я не можу реально використовувати багато іншого в іншому місці. Зовнішній ЦАП повинен бути розподілений зіркою, тому у мене є окремі доріжки для них, а решта плати - вольт. Це звучить нормально?$\pm15$
3. Я використовую і АЦП, і ЦАП ЦК, і генерую опорну напругу в аналоговій секції плати, яку я підвожу до штифта Vref + шнура з треком на площині потужності. Де я повинен підключити Vref- pin: локальний заземлення, глобальний грунт або зробити окремий трек на силовій площині, що з'єднує його з глобальною землею в аналоговому розділі, де земля повинна бути тихою? Може бути поруч, де генерується опорна напруга? Зауважте, що на STM32 Vref - відмінна від аналогового заземлення VSSA-штифта (який, я думаю, йде в локальну площину GND?).

Будь-які інші коментарі щодо дизайну тут, звичайно, також вітаються!

Вам не обов'язково потрібна локальна площина заземлення для мікрофона. Локальний грунт може бути зіркою з центральною точкою під мікрофоном, де, наприклад, ця зірка з'єднана назад з основною землею.

Якщо у вас є щонайменше 4 шари, то може мати сенс присвятити один із шарів, що знаходяться в безпосередній близькості від мікроконтролю, місцевому ґрунту. Якщо це робить маршрутизацію занадто важкою або це двошарова дошка, просто скористайтеся конфігурацією зірки. Основна суть полягає в тому, щоб утримувати струм високої частоти живлення, що відводиться мікрофоном від основної площини заземлення. Якщо цього не зробити, у вас замість площини заземлення встановлена ​​патч-антена з центральним живленням.

Петля від мікрожилевого штифта, обхідного ковпачка, мікро штифта заземлення не повинна перетинати основну площину заземлення. Тут будуть працювати струми високої частоти. Підключіть заземлюючий штифт до основного заземлення в одному місці, але не з'єднуйте заземлення стороною обвідного ковпачка з основним заземленням окремо. Заземлена частина обхідного ковпачка повинна мати власне з'єднання назад до штифта заземлення мікрофона.

Цифрові сигнали, що йдуть між мікро- та іншими частинами плати, все ще матимуть невелику площу петлі, оскільки мікроелектронний зв'язок буде підключений до основного заземлення близько до його штифта.

1. Ні, не слід. І позбудьтесь так званої "місцевої землі". Як ви думаєте, що відбувається з усіма цифровими сигналами, коли ви реалізуєте цю локальну землю? Ви повинні знайти відповідь у статті Генрі Отта, яку ви пов’язали, малюнок 1.

   Звичайно, у вас є зв'язок між місцевою землею і земною площиною, але все, що ви робите, це збільшити площу петлі, по суті перетворивши свої транси в маленькі антени.

2. Це чудово звучить.

3. У посібнику вказано, що V _REF- повинен бути підключений до V _SSA, який, в свою чергу, повинен бути підключений до V _SS . Я пропоную вам просто підключити V _REF- безпосередньо до землі та спробувати уникнути цифрових струмів у дорозі за допомогою розумного розміщення.

Що стосується пропозицій, якщо шапки 1uF - це єдині компоненти, які ви плануєте розмістити внизу, я рекомендую розмістити їх зверху. Якщо у вас є компоненти з обох сторін, виробник повинен двічі пропустити дошку через духовку, або паяти компоненти вручну. Обидва вони збільшать собівартість виготовлення.

Ви можете знайти цю відповідь корисною.

Я дуже мало разів використовую справді окремі літаки (такі програми все ще існують), але не для такої схеми, як ваша.

Ретельне розміщення компонентів і трохи роздумів про потужність / землю повинні допомогти вам досягти хорошого планування.