PCB-nin ənənəvi dörd qatlı yığılmasının çatışmazlıqları

Əgər təbəqələrarası tutum kifayət qədər böyük deyilsə, elektrik sahəsi lövhənin nisbətən böyük sahəsinə paylanacaq, beləliklə, təbəqələrarası empedans azalır və geri dönən cərəyan yuxarı təbəqəyə geri axa bilər. Bu halda, bu siqnalın yaratdığı sahə yaxınlıqdakı dəyişən təbəqə siqnalının sahəsinə müdaxilə edə bilər. Bu, heç də ümid etdiyimiz şey deyildi. Təəssüf ki, 0,062 düymlük 4 qatlı lövhədə təbəqələr bir-birindən çox uzaqdır və təbəqələrarası tutum kiçikdir.
Naqillər 1-ci qatdan 4-cü təbəqəyə və ya əksinə dəyişdikdə, şəkil kimi göstərilən bu problem yaranacaq.
xəbərlər13
Diaqram göstərir ki, siqnal 1-ci təbəqədən 4-cü təbəqəyə (qırmızı xətt) keçdikdə, geri dönmə cərəyanı da təyyarəni (mavi xətt) dəyişməlidir. Siqnalın tezliyi kifayət qədər yüksəkdirsə və təyyarələr bir-birinə yaxındırsa, geri dönmə cərəyanı yer təbəqəsi ilə güc təbəqəsi arasında mövcud olan təbəqələrarası tutumdan keçə bilər. Bununla belə, geriyə cərəyan üçün birbaşa keçirici əlaqənin olmaması səbəbindən geri qayıdış yolu kəsilir və bu kəsilməni aşağıda göstərilən şəkildə göstərilən təyyarələr arasında bir empedans kimi düşünə bilərik.
xəbər 14
Əgər təbəqələrarası tutum kifayət qədər böyük deyilsə, elektrik sahəsi lövhənin nisbətən böyük sahəsinə paylanacaq, beləliklə, təbəqələrarası empedans azalır və geri dönən cərəyan yuxarı təbəqəyə geri axa bilər. Bu halda, bu siqnalın yaratdığı sahə yaxınlıqdakı dəyişən təbəqə siqnalının sahəsinə müdaxilə edə bilər. Bu, heç də ümid etdiyimiz şey deyildi. Təəssüf ki, 0,062 düymlük 4 qatlı lövhədə təbəqələr bir-birindən çox uzaqdır (ən azı 0,020 düym) və təbəqələrarası tutum kiçikdir. Nəticədə yuxarıda təsvir edilən elektrik sahəsinin müdaxiləsi baş verir. Bu, siqnal bütövlüyü problemlərinə səbəb olmaya bilər, lakin şübhəsiz ki, daha çox EMI yaradacaqdır. Buna görə kaskaddan istifadə edərkən, xüsusilə saatlar kimi yüksək tezlikli siqnallar üçün təbəqələri dəyişdirməkdən çəkinirik.
Aşağıdakı şəkildə göstərilən geri dönmə cərəyanının yaşadığı empedansı azaltmaq üçün keçid keçid çuxurunun yaxınlığında bir ayırıcı kondansatör əlavə etmək adi bir təcrübədir. Bununla belə, bu ayırıcı kondansatör aşağı öz-özünə rezonans tezliyinə görə VHF siqnalları üçün təsirsizdir. 200-300 MHz-dən yüksək tezliklərə malik AC siqnalları üçün aşağı empedanslı geri dönüş yolu yaratmaq üçün kondensatorların ayrılmasına etibar edə bilmərik. Buna görə də, bir ayırıcı kondansatörə (200-300 MHz-dən aşağı üçün) və daha yüksək tezliklər üçün nisbətən böyük bir interboard kondansatörünə ehtiyacımız var.
xəbər 15
Əsas siqnalın qatını dəyişməməklə bu problemdən qaçmaq olar. Bununla belə, dörd qatlı lövhənin kiçik interboard tutumu başqa bir ciddi problemə gətirib çıxarır: enerji ötürülməsi. Rəqəmsal saat texnologiyaları adətən böyük keçici enerji təchizatı cərəyanlarını tələb edir. IC çıxışının yüksəliş/düşmə vaxtı azaldıqca, enerjini daha yüksək sürətlə çatdırmalıyıq. Doldurma mənbəyini təmin etmək üçün biz adətən ayırıcı kondansatörləri hər bir məntiq IC-yə çox yaxın yerləşdiririk. Bununla belə, bir problem var: biz öz-özünə rezonans tezliklərdən kənara çıxanda, ayırıcı kondansatörler enerjini səmərəli şəkildə saxlaya və ötürə bilməz, çünki bu tezliklərdə kondansatör induktor kimi fəaliyyət göstərəcəkdir.
Bu gün əksər ics-lərin sürətli yüksəliş/düşmə vaxtları (təxminən 500 ps) olduğundan, bizə ayırma kondansatorundan daha yüksək özünü rezonans tezliyinə malik əlavə ayırma strukturuna ehtiyacımız var. Bir dövrə lövhəsinin təbəqələrarası tutumu, kifayət qədər tutum təmin etmək üçün təbəqələrin bir-birinə kifayət qədər yaxın olması şərti ilə effektiv ayırma strukturu ola bilər. Buna görə də, tez-tez istifadə olunan ayırıcı kondansatörlərə əlavə olaraq, rəqəmsal IC-lərə keçici güc təmin etmək üçün yaxın məsafədə yerləşən güc qatlarından və yer təbəqələrindən istifadə etməyə üstünlük veririk.
Nəzərə alın ki, ümumi dövrə platasının istehsal prosesi səbəbindən dörd qatlı lövhənin ikinci və üçüncü təbəqələri arasında adətən nazik izolyatorlarımız yoxdur. İkinci və üçüncü təbəqələr arasında nazik izolyatorları olan dörd qatlı lövhə adi dörd qatlı lövhədən xeyli baha başa gələ bilər.