Wat zijn interne stroom- en aardlagen?

Wat zijn interne stroom- en aardlagen?

Interne stroom- en aardlagen zijn lagen in een printplaat die zijn bedoeld voor het transporteren van stroom- en aardesignalen. Deze lagen bevinden zich intern in de PCB-stackup en zijn cruciaal voor het leveren van een stabiel stroomdistributienetwerk en een lage impedantie aardreferentie voor het circuit.

Stroomlagen zijn doorgaans gesegmenteerd, wat betekent dat ze zijn verdeeld in verschillende regio's om meerdere stroomrails op de printplaat te kunnen plaatsen. Deze segmentatie helpt om het beschikbare oppervlak optimaal te benutten en vermindert het totale aantal lagen. Aardlagen daarentegen zijn massieve vlakken die de hele laag vullen en een continu pad met lage impedantie bieden voor de retourstromen.

De rangschikking van stroom- en aardlagen is belangrijk voor het bereiken van een goede stroomverdeling, aarding, hoogfrequente ontkoppeling en het verminderen van elektromagnetische interferentie (EMI)-straling. Het plaatsen van stroomlagen naast aardlagen creëert vlakke capaciteit, wat helpt bij hoogfrequente ontkoppeling en de robuustheid van elektromagnetische compatibiliteit (EMC) verbetert.

Wat betreft signaalroutering kunnen zowel stroom- als aardlagen worden gebruikt als impedantiereferenties en stroomretourpaden voor signaallagen. Het wordt echter aanbevolen om het aardvlak te kiezen als signaalreferentie of retourpad, vooral voor gevoelige stroomrails. Dit komt omdat stroomvlakken, met name in FPGA-ontwerpen, vaker worden gesegmenteerd, wat resulteert in het koppelen van schakelruis aan het stroomvlak en het beïnvloeden van de prestaties van het apparaat.

Om dit probleem aan te pakken, kan de stackup-topologie worden ontworpen om gesegmenteerde stroomlagen te isoleren van signaallagen door ze tussen massieve aardlagen te plaatsen. Deze topologie vereist mogelijk meer aardlagen, maar elimineert zorgen over het beheren van signalen die gesplitste stroomvlakken kruisen tijdens de lay-out.