मिश्रित सिग्नल पीसीबी, 2 या 4 परत?

Question

मैं वर्तमान में एक क्लाइंट के लिए एक मिश्रित-सिग्नल पीसीबी डिजाइन कर रहा हूं और मैं सिग्नल अखंडता के बारे में बहुत कुछ पढ़ रहा हूं और अधिकांश किताबें एक ठोस जमीन के विमान से शोर प्रतिरोध के कारण 4 परत बोर्ड (या अधिक) की सिफारिश करती हैं कम मार्ग।

बोर्ड के प्रश्न में दो 16-बिट एडीसी और दो 16-बिट डीएसी हैं एनालॉग खंड में ओपी एम्प्स के साथ, डिजिटल खंड में कुछ स्तर के शिफ्टर्स और मस्जिद के साथ एक माइक्रोकंट्रोलर, और दो डीसी / डीसी कन्वर्टर्स और पावर में एक एलडीसी नियामक अनुभाग। अंतरिक्ष अधिक बाधा नहीं है, लेकिन एनालॉग खंड में उच्च रिज़ॉल्यूशन और कम शोर होना महत्वपूर्ण है। डिजिटल अनुभाग और एनालॉग अनुभाग के किनारे के बीच एक I2C और एक SPI बस चल रही है, जो 10 मेगाहर्ट्ज से कम पर काम कर रही है।

रूटिंग वार मैं पूरी तरह से इस बोर्ड को 2 लेयर्स में करवा सकता हूं। क्या मुझे वास्तव में 4 लेयर बोर्ड और समर्पित ग्राउंड प्लेन के साथ सिग्नल अखंडता में बहुत बड़ा अंतर दिखाई देगा? क्या यह अतिरिक्त लागत के लायक है? मैं 4 की ओर झुक रहा हूं, लेकिन मैं आपकी राय सुनना चाहूंगा।

अग्रिम लोगों में धन्यवाद।

Comments

4 परत जाने के कई कारण हैं। एसआई, ईएमआई, बेहतर डीकोपलिंग, वर्तमान प्रवाह लौटाएं ... उत्पादन में लागत अधिक नहीं है। आप बाद में खुद को धन्यवाद देंगे। इसके अलावा, मैं उस बोर्ड पर बहुत सारे डिकॉउलिंग नहीं देख रहा हूं।

— कुछ हार्डवेयर गाय

यदि आप वास्तव में उन एडीसी से 16-बिट रिज़ॉल्यूशन चाहते हैं, तो आप बेहतर होगा कि आप सब कुछ ठीक करें।

— फोटॉन

Answer 1

पहले मुझे अपना उत्तर स्पष्ट रूप से बताने की अनुमति दें। एक चार परत वाला बोर्ड बेहतर प्रदर्शन देगा। अंतर सभी बोर्डों के लिए नहीं होता है, लेकिन चार लेयर बोर्ड आपको सिग्नल, पावर और ग्राउंड को रूट करने की अनुमति देगा, सीधे एक दूसरे से अधिक तरीकों से। जमीन को सीधे पावर प्लेन के नीचे रखने से निकटवर्ती लाइनों के लिए क्रॉसस्टॉक कम हो जाएगा और समग्र बेहतर मार्ग विकल्प की अनुमति देकर शोर को कम किया जा सकता है। चार परतों के साथ, सिंगल पॉइंट ग्राउंड दो में ग्राउंड प्लेन को भी काटे बिना एक उल्लेखनीय उपलब्धि है। अनिवार्य रूप से, यदि दो परत समाधान के लिए जमीनी तल पर कटिंग की आवश्यकता होती है, तो आप दो बिंदुओं से जुड़े दो जमीनी विमान बना रहे हैं। यह एक वर्तमान लूप की अनुमति देता है, जिससे शोर होता है, और इसे तापमान अंतर, आस-पास के इलेक्ट्रॉनिक्स, आदि द्वारा समाप्त किया जा सकता है। मुझे यकीन नहीं है कि इस उपकरण के उपयोग के मामले के रूप में, लेकिन तापमान, आस-पास की ईएमआई, और ऑपरेटिंग फ्रिक्वेंसी सभी में खेलेंगे। यदि यह एक सेमी-हाई स्पीड डिज़ाइन है, तो एक चार परत निश्चित रूप से उन सिग्नल लाइनों की अखंडता को बचाएगा। इसका बहुत कुछ नीचे आता है कि आपको उन एडीसी से कितने संकल्प की आवश्यकता है। अगर आपको वास्तव में 16 बिट्स की आवश्यकता है, तो मैं कहूंगा कि एक चार लेयर बोर्ड से 5% प्रदर्शन वृद्धि के लायक है।

एक महान संदर्भ जो मैं अपने डिजाइन दिशानिर्देशों से खींचता हूं वह है ... http://www.ti.com/lit/an/szza009/szza0000.pdf

चियर्स

Answer 2

यदि आप अपनी अधिकांश रूटिंग शीर्ष परत पर कर सकते हैं और नीचे की परत पर ज्यादातर ठोस ग्राउंड प्लेन सेक्शन हैं, तो मैं कहूंगा कि एक दो लेयर बोर्ड को शायद आपके लिए काम करना चाहिए । मैं वास्तव में भयानक लोगों में से एक हूं जो वर्षों से मिले हैं - डेव वानहॉर्न - नियमित रूप से दो परत बोर्डों पर तेज और उच्च घनत्व वाले बोर्ड करते हैं और उनके उत्पाद सभी बिना किसी समस्या के उत्सर्जन अनुपालन परीक्षण पास करते हैं। लेकिन वह उस कला का सच्चा स्वामी है जबकि कई नहीं हैं।

बावजूद, आपका बोर्ड काफी सरल दिखता है। प्रत्येक सर्किट ब्लॉक के लिए खंडों में नीचे की जमीन के तल की परत को तोड़ें: एनालॉग और डिजिटल और सुनिश्चित करें कि आप जानते हैं कि वापसी की धाराएं कहां बह रही हैं।

आमतौर पर ग्राउंड प्लेन में छोटे ब्रेक होना ठीक होता है, जहां आपको एक ट्रेस क्रॉस करके दूसरे को पार करना होता है। लेकिन वे विराम छोटे और पूरी तरह से तांबे के साथ संलग्न हैं, केवल छोटे ट्रेस को उजागर करते हैं जो शीर्ष-साइड ट्रेस के तहत जाते हैं।

Answer 3

ऐसा लगता है कि नियामक पावरिंग एनालॉग सर्किट पावर सेक्शन में है, आपको इसे एनालॉग सेक्शन में ले जाना चाहिए, इसलिए इसका जीएनडी संदर्भ पिन एनालॉग जीएनडी पर बैठता है। इस तरह, इसका आउटपुट एनालॉग GND को संदर्भित करता है, स्विचर्स के पास शोर GND को नहीं।

अब, आपके 2 बनाम 4 लेयर प्रश्न के लिए, 4 लेयर्स के उपयोग से एक बहुत अच्छा लेआउट बनाने की कठिनाई कम हो जाएगी, इस प्रकार यह गलती करने की संभावना को कम कर देगा। यदि एक गलती का मतलब एक रिस्पिन है, तो आपको 4 परतों की अतिरिक्त लागत बनाम संभावित रिस्पिन की लागत और देरी का वजन करना चाहिए।