Розміщення ВІАС для з'єднання наземних літаків

Я багато цікавився питаннями заземлення на макетах друкованих плат. Перше моє запитання щодо цього стосується віаз. Я помітив, що на простій двошаровій друкованій платі з площинами заземлення з обох сторін зазвичай буде кілька вісків, розташованих між собою, щоб з'єднати їх з мінімальним опором між двома мідними заливками.

Однак на радіочастотному платі розміщення через via виглядає набагато більш обдумано, і мені цікаво теорію, що стоїть за цим. Віаси, що з'єднують наземні площини, часто межують із слідом РФ. Дивіться цей приклад диференціального копланарного хвилеводу:

У мене також є друге питання щодо заземлення на друкованих плат. Коли доцільно "ізолювати" наземні літаки один від одного? І як може бути відокремлене одне від одного пластів грунту на одному шарі (скажімо верхній), коли обидві ці площини землі з'єднані з однією і тією ж площиною ґрунту на дні через віаси. Якщо у нас є ці ізольовані наземні площини, чи відрізняється через розміщення один із перерахованих вище випадків?

Примітка: я знаю про можливий дублікат тут, але я не задоволений відповідями і думаю, що моє запитання вимагає більш детальної інформації.

Спасибі за інформацію.

Макет, який ви показали, виглядає так, як називається мідно-опорний копланарний хвилевід (CBCPW). Це означає, що повернення землі для хвилеводу не тільки в копланарних підставах (земля заповнюється на тому ж шарі, що і сигнальні сліди), але і в плоскому шарі, безпосередньо «нижче» рівня сигналу. Ця структура є досить езотеричною, в тому сенсі, що я бачив її в цифрових системах лише тоді, коли швидкість передачі даних перевищує 20 Гбіт / с.

Я знайшов те, що виглядає розумним обговоренням відмінностей між CBCPW і мікросмужкою в статті "Мікрохвильовий журнал " інженерів Роджерса Корпа.

Ця стаття показує, що CBCPW має менші втрати, ніж мікросмужка на частотах, де втрати випромінювання набувають важливого значення в мікросмужці, приблизно від 25 ГГц і вище, що пояснює, чому CBCPW широко не використовується на нижчих частотах.

Звертаючись до Вашого запитання, стаття вказує на деякі особливі вимоги щодо заземлення віз у структурах CBCPW:

Для належного заземлення ланцюги CBCPW використовують віаси для з'єднання копланарних площин верхнього шару і площини ґрунту нижнього шару. Розміщення цих віонів може бути вирішальним для досягнення бажаних характеристик опору та втрат, а також для придушення паразитарних хвильових режимів.

Це в основному означає, що без частого зшивання війок між копланарним ґрунтом і опорним майданчиком потужність може бути переведена на небажані режими розповсюдження, що може спричинити або надмірні втрати вставки, або сильну дисперсію характеристик лінії електропередачі.

Частина 1: Довга щілина у верхній площині заземлення може виступати антеною, як з точки зору випромінювання, так і збору струмів, які намагаються текти перпендикулярно до гнізда. Ви можете думати про гніздо як про "негативний провід". Більш детально можна ознайомитись тут .

Високочастотні струми, які намагаються пройти від одного шматка верхньої площини землі до іншої (тече перпендикулярно до радіочастотного сліду), змушені текти навколо меж зазорів між шматками. Тепер розглянемо, що станеться, якщо довжина прорізу дорівнює половині довжини хвилі струму. Напруга в гнізді змушене до нуля на кінцях гнізда (де з'єднані шматки), але це означає, що різниця напруги в гнізді буде найвищою в центрі гнізда. Аналогічно, струм (поперек гнізда) змушений до нуля в центрі гнізда, але максимум на кінцях гнізда. Це електричний «подвійний» звичайної напівхвильової дротяної антени, в якій струм максимум в центрі, а напруга - максимум на кінцях. Слот і провід однаково ефективні, як антени,

Багаторазові виїми, що з'єднують обидві сторони гнізда з суцільною площиною заземлення на іншій стороні, "коротшають" цю антену слота, усуваючи цю проблему.

Частина 2: Незалежні наземні площини для певних "галасливих" підсистем (або, з цього приводу, підсистеми, які повинні бути особливо "тихими") на платі, які підключені до площини заземлення на рівні системи лише в одній точці, служать для обмежують зворотні струми для сигналів всередині цієї підсистеми лише до тієї області плати, не дозволяючи їм впливати (або впливати) на інші підсистеми на платі.

Наприклад, припустимо, що у вас є система збору даних на основі мікропроцесора, яка має АЦП високої роздільної здатності та деяку аналогову схему кондиціонування сигналу вище за це. Ви можете створити одну заземлювальну площину для аналогової схеми та іншу для мікропроцесора та його кристала та інших цифрових периферійних пристроїв (наприклад, великий мікросхеми флеш-пам’яті) та з'єднати кожну з них до системної площини заземлення (або один до одного) на лише один момент. Це утримує високочастотний шум кристала та інші швидкоперемикаючі цифрові сигнали вводу / виводу мікропроцесора з поверхні заземлення для чутливих аналогових схем. Це ви побачите, якщо поглянути на макети оціночних дощок, які виробники виробляють для своїх чіпів ADC та DAC високої роздільної здатності.

У CPW або Coplanar Wavequide РЧ енергія знаходиться між провідниками зверху підкладки. Це часто зустрічається в напівпровідниках, де важко отримати доступ до земної площини, а відстані дуже короткі. Для друкованих плат необхідно мати нижню землю, і це називається заземленим копланарним хвилеводом (CPWG) або копланарним хвилеводом, захищеним провідником (CBCPWG). Через інтервал - це створити віртуальну стіну, через яку випромінюється радіочастотна енергія. Чим вище частота, тим коротша довжина хвилі і тим ближче повинні бути віаси. Ось посилання на документ, який показує це через тестування різних дощок на сторінках 14 - 21.

http://mpd.southwestmicrowave.com/showImage.php?image=439&name=Optimizing%20Test%20Boards%20for%2050%20GHz%20End%20Launch%20Connectors