为什么不使用电源平面而不是接地平面填充未使用的电路板区域?


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在我正在设计的(两层)板上,我有一个相对较大的未使用区域。我正在考虑不只将其两侧都接地,而是要在一侧用Vcc填充,在另一侧接地,以在接地和Vcc之间创建一个小的电容。(当然,我仍然会从常规电容器中添加足够的去耦电容。)

该板并非完全高速(16 MHz微控制器,仅执行数字IO)。我认为很难从可用的电路板面积上产生甚至1 nF的电容。因此,您可以辩称,这种额外的电容并没有太大的区别。但是,是否有任何原因使它实际上不是一个好主意,应该避免?

Answers:


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通常,电路的接地用作所有信号的参考点。这就是为什么它在电路两端必须具有非常低的电压差的原因。对于Vcc通常是不正确的-只要没有相对于Vcc的信号被测量,一些较大的电压差就可以接受。

Vcc线中的总电流等于接地线的电流。但是由于上述原因,接地线的电阻(实际上是阻抗)必须比Vcc线低得多,在Vcc线中,高电感和去耦电容甚至都很好。

这就是为什么地面通常被路由为一个区域,而Vcc只是足够厚的走线。

所有这些都是理论上的。如果您的PCB不能处理高电流和/或非常高的频率,则可以按照您希望的任何方式进行布线,一切都会好起来的。所以,不要偏执。

脚注:如果您有这么大的空白区域,那么改变设计以使PCB更小不是更好吗?


关于脚注:大的连接器以及外壳的安装扩展了电路板的宽度。IC和其他组件扩展了电路板的高度。但这实际上并没有那么多空间。电路板的总面积约为30 * 75毫米。
nitro2k01 2013年

@ nitro2k01-好吧,我猜也差不多。但是脚注之前的最后一段仍然很有价值。:)
johnfound

是的,我几乎已经知道答案了,无论哪种方式都不会产生任何可检测的差异。问题不是“我不知道”,而是“让我惊讶”。当然,它仍然可以生成有趣的答复,这些答复通常对社区有用。
nitro2k01 2013年

在高电感与去耦电容器一起使用的情况下,甚至更好 ”。为什么?因为它们形成了低通滤波器?
拉斐尔2015年

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@拉斐尔确实。或换个说法,串联电感为高频成分(电流尖峰)提供高阻抗,并防止干扰传播到PSU或电源总线。另一方面,电容器(最好是低ESR且位于目标器件附近)对于频率成分给出低阻抗,并确保电源轨可以足够快速地响应。即,形成的低通滤波器(如果这样看的话)涉及平滑PSU看到的电流消耗。
nitro2k01

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您将在电源网络上获得的微小额外电容将几乎无关紧要。它的ESR较低,但在您需要的地方并不是正确的选择,因此无济于事。

在您的情况下,我不会做动力飞机。在电气方面几乎没有什么缺点,但是它会使您弄乱某些东西的机会增加了一点。如果您需要在测试后进行一些更改,这也将使电路板难以编辑。如果确实使用电源平面,请确保电源平面中嵌入的该信号的任何焊盘都具有散热片,否则将很难焊接。

简而言之,无论哪种方式都没关系,所以为了简单起见,减少出错的机会,我将其省略。


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好,既有正面也有负面。

虽然您可能不会得到很多电容,但它会是非常高质量的电容。这意味着,由于电感低,它的自谐振将比陶瓷电容的频率高很多。因此,它将与许多更高频率的去耦一样工作。

不利的是,您现在可能会将干扰信号(您的电源轨)移到更靠近其他信号的位置,然后可能会拾取该信号,因为耦合增加了,因为它占用了更多的电路板面积。

请记住,就小信号分析而言,功率也是“基础”。虽然与之分离可能很危险,但在某些情况下可能是有利的。


至于您说的要拉近距离,我不知道这是怎么回事。电路板的这部分大部分没有人,并且Vcc遇到其他信号(有或没有填充)的唯一位置是走线或可能的平面的一侧。我的印象是,唯一增加的主要电容耦合是在接地和Vcc之间。
nitro2k01 2013年

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我第二个奥林的答案。由于电容相距太远且电容很小,因此差异不大。最好在引脚附近放置实际电容器。

但是,如前所述,您应该在电路板的这些部分上添加“铜窃贼”,以确保更快,更好地处理PCB,从而更好地进行蚀刻。

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