¿Para "rellenar el suelo" o no para "rellenar el suelo"?

He estado leyendo sobre los problemas de EMI en Ingeniería de compatibilidad electromagnética por Henry Ott. (maravilloso libro por cierto).

Uno de los temas "Diseño y apilamiento de PCB" (también conocido como Ch 16) hay una sección sobre relleno de tierra (16.3.6). Básicamente lo que dice, que para minimizar el "camino de corriente de retorno" que llena las áreas entre las almohadillas de conexión con relleno de tierra debe hacerse. Es bastante comprensible, sin embargo, en la misma sección al final dice "Aunque a menudo se usa con circuitos analógicos en placas de doble cara, el relleno de cobre no se recomienda para circuitos digitales de alta velocidad, ya que puede causar discontinuidades de impedancia, lo que puede conducir a posibles problemas funcionales ". Esa última parte me confundió un poco, ya que esperaría que para señales de alta frecuencia (que intentan y sigan el rastro de la señal) una ruta más larga sería decremental. ¿Alguien puede explicar por qué se hace este comentario?

pcb emc groundloops

— Wally4u
fuente

Dice posibles problemas, muy probablemente en ciertos circuitos. Todos los diseños que he hecho para circuitos de alta velocidad, principalmente RF, el relleno de tierra (plano) es esencial. Pero causa problemas al tratar de hacer coincidir ciertos componentes para RF y señales digitales si es necesario ajustar las señales, lo que de todos modos requiere un equipo costoso. El uso de cálculos auxiliares proporcionados por algunos esquemas es lo suficientemente "bueno". Pero este comentario no es lo suficientemente bueno para una respuesta. Solo parte de mi experiencia que no coincide con el resto de las personas aquí.

— Piotr Kula

Claro, tomemos el caso común de una microstrip. Su impedancia es una combinación de sí misma y su camino de retorno (y el dieléctrico, pero vamos a mantenerlo simple). En el caso de una microstrip, este será el plano de referencia debajo.

Ahora, si vas y arrojas un trozo de cobre con conexión a tierra justo al lado de esa microstrip, su impedancia ahora es una combinación de sí misma, es el plano de referencia y ese cobre con conexión a tierra al lado. Por lo general, no puede obtener un relleno simétrico al 100% alrededor de la microstrip, debido a vías, otras líneas o simplemente al pin en un paquete. En resumen, en cualquier lugar donde tenga este relleno de cobre cambiando su impedancia, obtendrá discontinuidades o cambios en la impedancia.

Por ejemplo, en la imagen a continuación, habría una discontinuidad para la traza principal donde la inundación es interrumpida por una vía.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Para ser justos, aunque hay un tipo de línea de transmisión que a veces utilizamos llamada guía de onda co-planar que esencialmente se ve como una traza con dos rellenos de cobre anchos a lo largo de sus lados (simétricamente a lo largo de sus lados).

— Some Hardware Guy
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Lo que dibujaste no es stripline, es microstrip. Stripline tiene dos planos de tierra, uno debajo y otro arriba. De lo contrario, excelente ilustración del problema sobre el que OP preguntó.

— El Photon

¡Bah! Es cierto que quise decir microstrip, lo arreglaré;) +1

— Some Hardware Guy

Entonces, básicamente, lo que está diciendo es que al agregar el relleno de tierra debajo del conector (y debido al efecto de la piel que impide que la señal ingrese al plano de tierra) tendrá que ir al borde del plano de tierra y regresar para encontrar su ruta óptima (similar a una llanura segmentada que causa la ruta a través de condensadores de desacoplamiento)

— Wally4u

@ Wally4u, necesita la capa plana debajo de la pista para formar una microstrip controlada por impedancia. Agregar el área de relleno en la capa superior brinda la posibilidad de crear discontinuidades (si no es extremadamente cuidadoso al respecto). Esto es lo que lleva a la cita de Ott (segunda en su pregunta) sobre la que preguntó.

— El Photon