Co to są wewnętrzne warstwy zasilania i uziemienia?

Co to są wewnętrzne warstwy zasilania i uziemienia?

Wewnętrzne warstwy zasilania i uziemienia to warstwy wewnątrz płytki drukowanej, które są przeznaczone do przenoszenia sygnałów zasilania i uziemienia. Warstwy te znajdują się wewnątrz stosu PCB i mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia stabilnej sieci dystrybucji zasilania i niskiej impedancji odniesienia uziemienia dla obwodu.

Warstwy zasilania są zazwyczaj segmentowane, co oznacza, że są podzielone na różne regiony, aby pomieścić wiele szyn zasilających na płycie. Ta segmentacja pomaga zoptymalizować wykorzystanie dostępnej przestrzeni i zmniejsza całkowitą liczbę warstw. Z drugiej strony, warstwy uziemiające to lite płaszczyzny, które wypełniają całą warstwę, zapewniając ciągłą ścieżkę o niskiej impedancji dla prądów powrotnych.

Układ warstw zasilania i uziemienia jest ważny dla osiągnięcia prawidłowej dystrybucji zasilania, uziemienia, odsprzęgania wysokiej częstotliwości i redukcji promieniowania zakłóceń elektromagnetycznych (EMI). Umieszczenie warstw zasilania obok warstw uziemienia tworzy pojemność płaską, co pomaga w odsprzęganiu wysokiej częstotliwości i zwiększa odporność na kompatybilność elektromagnetyczną (EMC).

Jeśli chodzi o prowadzenie sygnałów, zarówno warstwy zasilania, jak i uziemienia mogą być używane jako odniesienia impedancji i ścieżki powrotu prądu dla warstw sygnałowych. Zaleca się jednak wybór płaszczyzny uziemienia jako odniesienia sygnału lub ścieżki powrotnej, szczególnie w przypadku wrażliwych szyn zasilających. Dzieje się tak, ponieważ płaszczyzny zasilania, szczególnie w projektach FPGA, są bardziej narażone na segmentację, co powoduje sprzężenie szumów przełączania z płaszczyzną zasilania i wpływa na wydajność urządzenia.

Aby rozwiązać ten problem, topologię stackupu można zaprojektować tak, aby izolować segmentowane warstwy zasilania od warstw sygnałowych, umieszczając je między litymi warstwami uziemienia. Ta topologia może wymagać więcej warstw uziemienia, ale eliminuje obawy o zarządzanie sygnałami przekraczającymi podzielone płaszczyzny zasilania podczas układania.