PCB tradicionālās četrslāņu kraušanas trūkumi

Ja starpslāņa kapacitāte nav pietiekami liela, elektriskais lauks tiks sadalīts salīdzinoši lielā platībā, lai starpslāņa pretestība tiktu samazināta un atgriezes strāva varētu plūst atpakaļ uz augšējo slāni. Šajā gadījumā šī signāla ģenerētais lauks var traucēt tuvumā esošā mainīgā slāņa signāla lauku. Tas nepavisam nav tas, uz ko bijām cerējuši. Diemžēl uz 0,062 collu 4 slāņu plātnes slāņi atrodas tālu viens no otra un starpslāņu kapacitāte ir maza
Kad elektroinstalācija mainās no 1. slāņa uz 4. slāni vai otrādi, šī problēma tiks parādīta attēlā
ziņas13
Diagramma parāda, ka signālam izsekojot no 1. slāņa uz 4. slāni (sarkanā līnija), arī atgriešanas strāvai ir jāmaina plakne (zilā līnija). Ja signāla frekvence ir pietiekami augsta un plaknes atrodas tuvu viena otrai, atgriešanās strāva var plūst caur starpslāņa kapacitāti, kas pastāv starp zemes slāni un strāvas slāni. Tomēr, tā kā atgriešanās strāvai nav tieša vadoša savienojuma, atgriešanās ceļš tiek pārtraukts, un mēs varam uzskatīt, ka šis pārtraukums ir pretestība starp plaknēm, kas parādīta zemāk attēlā.
ziņas14
Ja starpslāņa kapacitāte nav pietiekami liela, elektriskais lauks tiks sadalīts salīdzinoši lielā platībā, lai starpslāņa pretestība tiktu samazināta un atgriezes strāva varētu plūst atpakaļ uz augšējo slāni. Šajā gadījumā šī signāla ģenerētais lauks var traucēt tuvumā esošā mainīgā slāņa signāla lauku. Tas nepavisam nav tas, uz ko bijām cerējuši. Diemžēl uz 4 slāņu 0,062 collu plātnes slāņi atrodas tālu viens no otra (vismaz 0,020 collas), un starpslāņu kapacitāte ir maza. Tā rezultātā rodas iepriekš aprakstītie elektriskā lauka traucējumi. Tas var neizraisīt signāla integritātes problēmas, taču tas noteikti radīs vairāk EMI. Tāpēc, izmantojot kaskādi, mēs izvairāmies no slāņu maiņas, īpaši augstas frekvences signāliem, piemēram, pulksteņiem.
Parasti pie pārejas caurlaides tiek pievienots atdalīšanas kondensators, lai samazinātu pretestību, ko rada atgriešanās strāva, kas parādīta zemāk attēlā. Tomēr šis atsaistes kondensators ir neefektīvs VHF signāliem, jo ​​tam ir zema pašrezonanses frekvence. Maiņstrāvas signāliem, kuru frekvences ir augstākas par 200–300 MHz, mēs nevaram paļauties uz kondensatoru atdalīšanu, lai izveidotu zemas pretestības atgriešanās ceļu. Tāpēc mums ir nepieciešams atsaistes kondensators (zem 200–300 MHz) un salīdzinoši liels starpplates kondensators augstākām frekvencēm.
ziņas15
No šīs problēmas var izvairīties, nemainot atslēgas signāla slāni. Tomēr četru slāņu plates mazā starpplates kapacitāte rada vēl vienu nopietnu problēmu: jaudas pārvadi. Pulksteņu digitālajām ierīcēm parasti ir nepieciešamas lielas pārejošas barošanas avota strāvas. Samazinoties IC izejas pieauguma/krituma laikam, mums ir jāpiegādā enerģija ar lielāku ātrumu. Lai nodrošinātu uzlādes avotu, mēs parasti novietojam atdalīšanas kondensatorus ļoti tuvu katrai loģikai. Tomēr pastāv problēma: kad mēs pārsniedzam pašrezonanses frekvences, atsaistes kondensatori nevar efektīvi uzglabāt un nodot enerģiju, jo šajās frekvencēs kondensators darbosies kā induktors.
Tā kā mūsdienās lielākajai daļai ics ir ātri pieauguma/krituma laiki (apmēram 500 ps), mums ir nepieciešama papildu atsaistes struktūra ar augstāku pašrezonanses frekvenci nekā atdalīšanas kondensatoram. Shēmas plates starpslāņu kapacitāte var būt efektīva atsaistes struktūra, ja slāņi atrodas pietiekami tuvu viens otram, lai nodrošinātu pietiekamu kapacitāti. Tāpēc papildus parasti izmantotajiem atsaistes kondensatoriem mēs dodam priekšroku cieši izvietotiem jaudas slāņiem un zemes slāņiem, lai nodrošinātu pārejošu jaudu digitālajai ics.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka kopējā shēmas plates ražošanas procesa dēļ mums parasti nav plānu izolatoru starp četrslāņu plates otro un trešo slāni. Četru slāņu plāksne ar plāniem izolatoriem starp otro un trešo slāni var maksāt daudz vairāk nekā parastā četrslāņu plāksne.