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Sonstiges

Logic PCB Ground Plane

Logic PCB Ground Plane

Ein Bereich, in dem Probleme mit Rauschen und störendem Schalten auftreten können, ist die schlechte Erdung der integrierten Schaltkreise auf einer Leiterplatte.

Eine effektive Leiterplatten-Masseebene für die Logikschaltungen ist der Schlüssel für den zuverlässigen Betrieb der Gesamtplatine.

Die Verwendung einer effektiven Leiterplattengrundplatte kann nur erreicht werden, wenn dies bereits in den frühesten Phasen des Entwurfs geplant ist.


Erdungskreise

Die Erdungsschaltung auf einer Logikplatine ist ein Schlüssel für den erfolgreichen Betrieb einer Logikschaltung oder -platine. Bei schlechter Konfiguration kann es zu erheblichen Geräuschpegeln kommen. Umgekehrt ist es weitaus wahrscheinlicher, dass eine Platine mit einem gut konzipierten Erdungskreis einen störungsfreien Betrieb ermöglicht.

Ein idealer Erdungskreis kann eine Gleichpotentialebene bereitstellen. Wenn dies möglich wäre, würde dies bedeuten, dass der gesamte Boden unabhängig vom an jedem Punkt fließenden Strom genau auf dem gleichen Potential liegt.

Leider ist dies nicht möglich, da Widerstand und Induktivität Hauptprobleme sind und dazu führen, dass sich die Spannungen ändern, wenn die Strompegel variieren.

Der Schlüssel für ein erfolgreiches Logikschaltungsdesign besteht darin, die Änderungen des Erdpotentials zu minimieren, die auftreten, wenn die Strompegel variieren.


Richtlinien für das Design der wichtigsten logischen Erdungskreise

Ein gutes Erdungsschaltungsdesign hat viele Aspekte. Einige der wichtigeren Richtlinien sind unten aufgeführt:

  • Verwenden Sie eine Schicht Leiterplatte für die Erdung: Da viele Logikschaltungen unter Verwendung von mehrschichtigen Leiterplatten aufgebaut sind, ist es eine gute Praxis, eine vollständige Schicht für die Erdungsschaltung zu verwenden. Auf diese Weise werden sowohl Widerstand als auch Induktivität minimiert und es ist sehr einfach, eine sehr kurze Verbindung zur Masseebene herzustellen.

    Das Verteilen der Grundebene über die Platine trägt erheblich zur Ableitung von Rauschen und anderen Formen unerwünschten Signals bei.

  • Grundflächenfüllung: Es ist am besten, wenn die Grundebene eine vollständige Ebene in der Platine abdecken kann. Manchmal gibt es jedoch Leerzeichen, die durch große Komponenten wie integrierte Schaltkreise mit hoher Pinanzahl oder durch Spuren verursacht werden, die auf der Masseebene verlaufen müssen. Es sollten alle Anstrengungen unternommen werden, um die Integrität der Grundebene aufrechtzuerhalten. Füllen Sie alle Räume aus und stellen Sie sicher, dass die Hohlräume gut mit der Erde verbunden sind und nicht schweben oder über kleine Schienen verbunden sind.
  • Separate analoge und digitale Grundebenen: Es ist immer empfehlenswert, die Erdungsrückleitungswege für analoge und digitale Signale zu trennen. Die analogen Signale können möglicherweise Audio enthalten, und dies ist sehr empfindlich gegenüber dem von den Logikschaltungen erzeugten Rauschen.

    Während die beiden Ebenen irgendwann miteinander verbunden werden müssen, sollte dies im Allgemeinen so nahe wie möglich an der Stromversorgung erfolgen. Auf diese Weise wird kein Rückrauschen auf die Analogkarte geschleift.

Durch die Übernahme einer vollständigen Erdungsebene und deren Implementierung, so dass sie von allen analogen Erdungen getrennt ist, kann eine erhebliche Zeitaufwand für die spätere Fehlersuche zur Lösung von Erdungsproblemen eingespart werden.


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