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数字PCB布线中的接地回路与接地回路

作者: 编辑: 来源: 发布日期:2019-09-02

       我有一个双层PCB,我没有自由添加电源平面。(但是,我可能会增加地面或力量)。我的问题是我正在尝试决定是否应该使用严格的星形拓扑来为每个IC布线电源和接地,或者为IC之间的信号添加额外的接地返回路径。

为了说明我的观点:


       在图中,RED对应于电源走线,黑色对应于当前PCB上的接地走线。灰色迹线(也用黄色突出显示)是我考虑在IC之间添加的附加接地迹线,用作IC之间数据信号的返回路径(主要是i2c和spi)。

由于可能会产生接地回路,因此我在添加这些额外的迹线之间徘徊不前。但是,我可能还需要为IC之间的数据线提供返回路径。

什么是更好的?如何解决接地回路与返回路径的问题?

       作为一个额外的问题 - 虽然不是经济上可行的,但尝试转向4层PCB是否值得?您何时确定是否应该升级到4层PCB?

 

       如果数字IC之间的信号是“高速”,那么是的,你必须在彼此靠近的地方运行数据连接和接地连接,或者在电路板的各个部分之间存在相当大的串扰,并且存在数据损坏的风险。100kHz I2C是否有资格获得“高速”是没有意义的,你可能会侥幸逃脱它,这取决于电路板的大小。

       正如您所建议的那样,一种方法是直接在IC之间运行数据线,并使用数据运行地线。

另一种方法是运行原始的星形地面系统,并沿着实际接地连接的路径运行数据线。
 

       我没有地面飞机的奢侈品,如果可能的话,我绝对会远离“地面倾倒”,因为它们是世界上最糟糕的地面,我使用的是网格地面系统。这几乎与地平面一样好。地面(通常是Vcc)轨道在板的顶部向东西方向移动,在底部向南北方向延伸,并且在每个交叉点处通过通孔连接。这使得接地相对较硬,在任何时候都可以轻松地将信号轨道布置在靠近接地导体的位置。
 

       有些人会告诉你I2C不使用返回路径。这是无稽之谈,所有数字信令都必须使用返回路径。唯一的问题是返回路径是否受到严格控制以与信号一起运行,或者是否允许在电路板上缠绕以引发可能的问题。

       确实,在系统足够慢的情况下,在采样线之前通常有时间让不良瞬态稳定下来,因此您无需了解就可以使用它。当系统运行缓慢且采样时,你最有可能侥幸逃脱它,就像位冲击的I2C一样。当系统在接口上运行时,您最有可能遇到麻烦,例如SPI,因为时钟线上的多个转换会将额外的错误数据位转移到RX寄存器中。

 

 



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