दो ग्राउंड पे होने के क्या फायदे हैं?


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मैंने कई 2-लेयर PCB देखे हैं जिनमें ऊपर और नीचे दोनों लेयर पर ग्राउंड पियर होता है, मैं सोच रहा था कि ऐसा क्यों करते हैं? और शक्ति और संकेतों के लिए शीर्ष परत और नीचे की परत का उपयोग करना बेहतर नहीं होगा ताकि मार्ग को सरल बनाया जा सके और विमानों के बीच समाई का लाभ उठाया जा सके?


यह इतना जवाब नहीं है, लेकिन मैं प्रस्ताव करूंगा कि अधिकांश लोग ऐसा करने का कारण सिर्फ इसलिए है क्योंकि उन्हें लगता है कि यह अच्छा है, अन्यथा यह अंतरिक्ष को बर्बाद कर देगा, आदि। आप यह मान सकते हैं कि जमीन से कनेक्शन कम से कम हो सकता है। एक अपने नीचे जमीन विमान से कनेक्ट करने के माध्यम से या अगर शीर्ष परत जमीन के माध्यम से होता है कि छेद के माध्यम से पिन के लिए कर सकते हैं। .. या जैसा कि ओलिन ने कहा ... धर्म एक पांव रखता है। :)
टॉबी लॉरेंस

हाँ, मैं इसके लिए एक अच्छा कारण के बारे में सोच भी नहीं सकता था, अगर यह एक बिजली विमान अच्छी तरह से था तो शायद समाई, लेकिन क्या अच्छा है जमीन परतों के एक जोड़े? विशेष रूप से कि शीर्ष एक सबसे बुरी तरह से कटा हुआ होने की संभावना है, शीर्ष पर सभी घटकों के साथ, इसलिए मैंने सोचा कि मैं पूछूंगा :)
mux

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दोनों तरफ के विमानों का एक अच्छा कारण पीसीबी के प्रत्येक तरफ तांबे की मात्रा को बराबर रखना है। यदि एक पक्ष में दूसरे की तुलना में बहुत अधिक तांबा है, तो पीसीबी को ताना मारने का अधिक खतरा होगा। यह एक कारण है कि बहुपरत पीसीबी उनकी परत स्टैकअप पर अक्सर सममित होते हैं। हालांकि मेरे लिए युद्ध करने का सही जोखिम स्पष्ट नहीं है, लेकिन मैंने पीसीबी कंपनियों पर टिप्पणी की है जब मैंने इसे ठीक नहीं किया है।

डेविड ने जो कहा, इसके अलावा, टूर बोर्ड की दुकान को हर परत पर अधिकतम मात्रा में तांबा पसंद है, क्योंकि यह वगैरह का उपयोग करने की दर को कम करता है। यदि आपके वॉल्यूम बहुत अधिक नहीं हैं, हालांकि, यह वास्तव में डिजाइनर के रूप में आपके लिए इस बारे में चिंता करने का कोई मतलब नहीं है।
द फोटॉन

जवाबों:


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अच्छा लेआउट और ग्राउंडिंग के बारे में ऐसा लगता है कि धर्म को एक पैर जमाने के लिए खराब समझा जाता है। आप सही हैं, जमीन के लिए एक दो परत बोर्ड के ऊपर और नीचे दोनों का उपयोग करने के लिए वास्तव में बहुत कम कारण है।

मैं आमतौर पर दो लेयर बोर्ड के लिए क्या करता हूं, जितना संभव हो उतना इंटरकनेक्ट्स को टॉप लेयर पर रखना है। यह वह जगह है जहां भागों के पिन पहले से ही वैसे भी हैं, इसलिए उन्हें जोड़ने के लिए उपयोग करने के लिए तार्किक परत है। दुर्भाग्य से आप आमतौर पर एक परत पर सब कुछ नहीं कर सकते। पार्ट प्लेसमेंट के बारे में ध्यान से सोचने और ध्यान देने से इससे मदद मिलेगी, लेकिन सामान्य स्थिति में एक विमान में सब कुछ रूट करना संभव नहीं है। मैं तब केवल "जंपर्स" के लिए नीचे के विमान का उपयोग करता हूं, जब रूटिंग कार्य करने के लिए आवश्यक होता है। नीचे का विमान अन्यथा जमीन है।

चाल नीचे की परत पर इन कूदने वालों को रखने के लिए है और एक दूसरे को निरस्त नहीं करना है। ग्राउंड प्लेन को कितना अच्छा छोड़ा जाता है, इसका मीट्रिक एक छेद का अधिकतम रैखिक आयाम है, न कि छेदों की संख्या। जमीनी विमान को अपना काम करने से रोक नहीं पाएगा। हालाँकि, 200 द्वीपों की समान संख्या एक द्वीप को एक इंच बनाने के लिए एक साथ टकरा गई, एक बहुत बड़ा व्यवधान है। मूल रूप से, आप चाहते हैं कि जमीन सभी छोटे व्यवधानों के आसपास प्रवाहित हो।

नीचे की परत के लिए ऑटो राउटर की लागत को सेट करें और इसे vias के लिए बहुत अधिक दंडित न करें। यह स्वचालित रूप से अधिकांश इंटरकनेक्ट्स को शीर्ष परत पर रखेगा। दुर्भाग्य से, मैंने जिन ऑटो-राउटर एल्गोरिदम को देखा है, वे कूदने वालों को न छेड़ने के लिए ट्विक किए जा सकते हैं। ईगल में, उदाहरण के लिए, हगिंग पैरामीटर है। यहां तक ​​कि अगर आप इसे बंद कर देते हैं, तो भी आप कूदते हुए कूदते हैं। ऑटो राउटर को ग्रंट काम करने दें, फिर आप चीजों को बाद में साफ करें। कभी-कभी आप ऐसे मामले को देख सकते हैं जहां थोड़ी सी पुन: व्यवस्था पूरी तरह से एक जम्पर को खत्म कर सकती है। हालांकि, आपका अधिकांश समय बड़े द्वीपों को नहीं बनाने के अलावा कूदने वालों को स्थानांतरित करने में व्यतीत होगा।

पावर विमानों के लिए, यह ज्यादातर मूर्खतापूर्ण धर्म है। बिजली को किसी भी अन्य सिग्नल की तरह ही रूट करें, हालांकि इस मामले में आपको ट्रेस प्रतिरोध के कारण वोल्टेज ड्रॉप पर विचार करना होगा, क्योंकि बिजली के निशान महत्वपूर्ण वर्तमान को संभालते हैं। सौभाग्य से एक पीसीबी पर 1 औंस तांबे के निशान काफी कम प्रतिरोध हैं। आप सिग्नल के निशान के लिए बिजली के निशान को 20 मील या 8 मील के बजाय जो भी बना सकते हैं। किसी भी मामले में, बिंदु यह है कि डीसी प्रतिरोध मायने रखता है लेकिन यह आमतौर पर एक मुद्दे का ज्यादा नहीं होता है जब तक कि आपके पास एक उच्च वर्तमान डिज़ाइन न हो।

एसी प्रतिबाधा वह सब प्रासंगिक नहीं है, जो धार्मिक लोगों को नहीं लगता है। इसका कारण यह है कि उपयोग के प्रत्येक बिंदु पर पावर फीड को स्थानीय रूप से ग्राउंड प्लेन तक बाईपास किया जाता है। यदि आपके पास एक अच्छा ग्राउंड प्लेन है, तो आपको अधिकांश साधारण डिज़ाइनों के लिए अलग-अलग पॉवर प्लेन की आवश्यकता नहीं है , बस प्रत्येक भाग के प्रत्येक पॉवर लीड पर अच्छी बायपासिंग करें। बाईपास कैप सीधे पॉवर और ग्राउंड पिंस के बीच जुड़ती है, फिर नीचे की परत पर ग्राउंड प्लेन से जुड़ने के लिए ग्राउंड पिन के दाएं से होकर गुजरती है।

एक हिस्से की हाई फ्रीक्वेंसी पावर लूप करंट को पॉवर पिन से बाहर जाना चाहिए, बायपास कैप को फिर से ग्राउंड पिन में डालना चाहिए और बिना ग्राउंड प्लेन के बिना कभी भी ग्राउंड पिन में वापस आ जाना चाहिए। इसका मतलब है कि आप बाईपास कैप के ग्राउंड साइड के लिए अलग से उपयोग नहीं करते हैं। इसे सीधे ऊपर की तरफ ग्राउंड पिन से कनेक्ट करें, फिर उस नेट को ग्राउंड प्लेन से एक पॉइंट पर कनेक्ट करें। यह तकनीक सामान्य रूप से आरएफ उत्सर्जन और स्वच्छता के साथ बहुत मदद करेगी।


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यह एक महान जवाब है, धन्यवाद सर, इसलिए, अगर मैं सही ढंग से समझता हूं, खासकर पिछले पैराग्राफ से, मुझे शीर्ष परत पर एक डालना का उपयोग नहीं करना चाहिए, सही? यह फालतू है ? भी, क्या मुझे नीचे की परत पर छोटे कूदने वालों का उपयोग करना चाहिए, भले ही इसका मतलब है कि कुछ सिग्नल सबसे सीधा मार्ग नहीं लेंगे?
mux

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@ mux: अधिकांश मामलों के लिए हाँ। अपवाद विशेष उच्च गति के संकेत हैं, सिग्नल जो प्रतिबाधा नियंत्रित होना चाहिए, सिग्नल जो देरी से मिलान होने चाहिए, आदि। हालांकि, आप आम तौर पर एक 2 परत बोर्ड पर ये नहीं पाते हैं। ये आमतौर पर अन्य खर्चों जैसे कि 4 या अधिक परतों पर जाने का एक मामूली अतिरिक्त लागत है।
ओलिन लेथ्रोप

@OlinLathrop मैं वास्तव में यह नहीं मिलता है। हां, डिकूपिंग कैप बहुत कम प्रतिबाधा पथ देते हैं, पहले से ही। मान लीजिए कि हम सभी निशानों के सभी प्रेरणों की उपेक्षा करते हैं। तब हम केवल वर्तमान मांगों के साथ छोड़ दिया (चलो कहते हैं) आईसी। ठीक है, डिकूपिंग कैप वह देगा। लेकिन, कैसे और कहाँ है कि decoupling टोपी अगले अचानक चालू मांग के लिए, रिचार्ज करेगा? क्या इसके पास रिचार्ज करने का समय होगा? मैं वास्तव में भ्रमित हूँ।
अब्दुल्लाह कहरामन

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@ निक: यह ज्यादा मायने नहीं रखता है, जहां वास्तव में जमीन के माध्यम से जमीन पिन पिन से डिकूपिंग कैप के ग्राउंड की तरफ है, क्योंकि यह रास्ता वैसे भी छोटा होना चाहिए। महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि ग्राउंड प्लेन के बिना लूप मौजूद है। यह ग्राउंड प्लेन से हाई फ्रिक्वेंसी लूप धाराओं को रखता है, जो अन्यथा एक केंद्र-केंद्रित पैच एंटीना होगा। मैं Electronics.stackexchange.com/a/15143/4512 पर अधिक विस्तार में जाता हूं ।
ओलिन लेट्रोप

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@abdullahkahraman: यह वह जगह है जहां कई कैप आ सकते हैं, एक छोटी सी जो स्पाइक्स की उच्च आवृत्तियों को संभाल सकती है और एक बड़ी जो कम आवृत्तियों को संभाल सकती है। पास में बड़ा होने के कारण यह वोल्टेज की आपूर्ति से जितना हो सकता है उतना छोटा रिचार्ज भी तेजी से कर सकता है।
निमो 157

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शीर्ष पर और नीचे जमीन पर पावर प्लेन होने से शायद ही कोई समाई दे।

C=kϵ0A/d

जहां k सापेक्ष है , FR4 के लिए लगभग 4.5, रिक्त स्थान की है, 8.85 pF / m, वर्ग मीटर में क्षेत्र है, और भी मीटर में दूरी है। एक यूरोकार्ड आकार पीसीबी 1.6 मिमी मोटाई पर 160 मिमी 100 मिमी हैϵ0Ad×

C=4.58.85pF/m0.016m2/0.0016m=400pF

डेकोपिंग कैपेसिटर आपको बहुत अधिक देंगे। इसके अलावा, अच्छी तरह से decoupled यह कोई फर्क नहीं पड़ता कि क्या आप तांबा डालने के लिए जमीन या बिजली का उपयोग करते हैं; एचएफ के लिए उन्हें समान होना चाहिए। आमतौर पर जमीन को चुना जाता है क्योंकि उस जाल में सबसे अधिक कनेक्शन होंगे, और दूसरी तरफ से तांबे के शीर्ष पर अलग-थलग तांबे को डालना आसान होगा।


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हां, लेकिन 400 पीएफ उच्चतम आवृत्तियों पर काफी महत्वपूर्ण हो सकते हैं, जिन्हें डिकॉय करने की आवश्यकता है - उदाहरण के लिए, 100 मेगाहर्ट्ज पर 4 ओम प्रतिबाधा - और इस समाई में श्रृंखला प्रतिरोध और इसके साथ जुड़े अधिष्ठापन की कम से कम मात्रा है। बहुत उच्च गति के डिजाइनों में बहुत महत्वपूर्ण है, लेकिन अगर आप इस तरह का काम कर रहे हैं, तो आप शायद दो से अधिक परतों और विमानों के बीच कम रिक्ति का उपयोग कर रहे हैं।
डेव ट्वीड

@Dave - सहमत है, लेकिन 400 pF एक PCB के लिए है जिसमें सिर्फ कॉपर की मात्रा होती है। हालांकि रूटिंग से इस क्षेत्र में काफी कमी आएगी, और द्वीपों के बीच संबंध उनके प्रेरण भी होंगे। एचएफ के लिए मैं 4-लेयर के लिए जाऊंगा और जमीन और पॉवर विमानों के लिए आंतरिक परतों का उपयोग करूंगा। दूरी कम = उच्च समाई होगी और हालांकि उनमें बहुत अधिक कटौती नहीं होगी।
स्टीवनव सिप

तो समाई नगण्य है, कम से कम 2-परत पीसीबी के लिए, इसलिए कई जमीन कनेक्शन होने के अलावा, वास्तव में शीर्ष परत पर एक जमीन डालने का उपयोग करने का कोई अच्छा कारण नहीं है? सही बात ?
mux

@ मिक्स - वास्तव में नहीं: आप नीचे के लेयर ग्राउंड प्लेन के माध्यम से जितना संभव हो उतना कम कटौती करना चाहते हैं, जिसका अर्थ है कि शीर्ष परत पर सभी रूटिंग वहां ग्राउंड प्लेन के बहुत कम छोड़ देंगे। OTOH, एक तांबे का प्याला रखने से चोट नहीं लगेगी, और अगर यह जमीन भी है तो आप अलग-अलग द्वीपों को vias के माध्यम से जोड़ सकते हैं। यदि शीर्ष तांबा डालना Vcc है, तो द्वीपों को जोड़ना अधिक कठिन हो सकता है, और कम समझ में आ सकता है। लेकिन डेव पूरी तरह से सहमत नहीं है, मुझे डर है :-)।
स्टीवनव सिप

@DaveTweed ध्यान रखें कि स्टीवनव का उल्लेख है कि 400 pF संख्या पूरे 160x100 मिमी पीसीबी के लिए है। मुझे उम्मीद है कि किसी भी संकेत के लिए उच्च आवृत्ति वापसी पथ वास्तव में "पूरे पीसीबी" से नहीं गुजरता है और इसलिए आप वास्तव में पूरे 400 पीएफ से लाभ नहीं उठा सकते हैं।
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