ما هي طبقات الطاقة والأرض الداخلية؟

ما هي طبقات الطاقة والأرض الداخلية؟

طبقات الطاقة والأرضية الداخلية هي طبقات داخل لوحة الدوائر المطبوعة المخصصة لحمل إشارات الطاقة والأرضية. تقع هذه الطبقات داخليًا داخل تكديس PCB وهي ضرورية لتوفير شبكة توزيع طاقة مستقرة ومرجع أرضي منخفض المعاوقة للدائرة.

عادةً ما تكون طبقات الطاقة مجزأة، مما يعني أنها مقسمة إلى مناطق مختلفة لاستيعاب مسارات طاقة متعددة على اللوحة. يساعد هذا التقسيم على تحسين استخدام المساحة المتاحة وتقليل العدد الإجمالي للطبقات. من ناحية أخرى، فإن الطبقات الأرضية عبارة عن مستويات صلبة تملأ الطبقة بأكملها، مما يوفر مسارًا مستمرًا ومنخفض المعاوقة لتيارات الإرجاع.

يعد ترتيب طبقات الطاقة والأرض أمرًا مهمًا لتحقيق توزيع مناسب للطاقة، والتأريض، وفصل الترددات العالية، وتقليل إشعاع التداخل الكهرومغناطيسي (EMI). يؤدي وضع طبقات الطاقة بجوار الطبقات الأرضية إلى إنشاء سعة مستوية، مما يساعد في فصل الترددات العالية ويعزز قوة التوافق الكهرومغناطيسي (EMC).

فيما يتعلق بتوجيه الإشارة، يمكن استخدام كل من طبقات الطاقة والأرض كمراجع للمعاوقة ومسارات إرجاع التيار لطبقات الإشارة. ومع ذلك، يوصى باختيار المستوى الأرضي كمرجع للإشارة أو مسار إرجاع، خاصة بالنسبة لمسارات الطاقة الحساسة. وذلك لأن مستويات الطاقة، خاصة في تصميمات FPGA، من المرجح أن تكون مجزأة، مما يؤدي إلى اقتران ضوضاء التبديل بمستوى الطاقة والتأثير على أداء الجهاز.

لمعالجة هذه المشكلة، يمكن تصميم طوبولوجيا المكدس لعزل طبقات الطاقة المجزأة عن طبقات الإشارة عن طريق وضعها بين طبقات أرضية صلبة. قد تتطلب هذه الطوبولوجيا المزيد من الطبقات الأرضية، لكنها تزيل المخاوف بشأن إدارة الإشارات التي تعبر مستويات الطاقة المقسمة أثناء التخطيط.