覆铜会对我的单层 PCB 有帮助吗?

电器工程 电路板 倒铜
2022-01-25 19:55:15

我有一块 PCB,其中包含一个 20x4 LCD、十八个 12x12 mm 按钮和三个 LED。该板通过 30 厘米长的带状电缆连接到Arduino Mega 。现在在测试过程中,我发现有时 LCD 会出现空白。在我之前的 PCB 中,我没有使用接地灌注,但如果我使用接地灌注,我的系统是否会更能抵御 EMI 噪声?

我也在研究其他方面,但我只是希望专家对此发表意见,以在单层PCB 上使用或不使用地面浇注。

我附上两张 PCB 图片以进行澄清:一张有,一张没有倒铜:

在此处输入图像描述

在此处输入图像描述

阅读所有建议后,我的脑海中有以下理解 1. 将 VCC 和地线转移到 LCD 接口线附近,即右侧

  1. 移除每个按钮下方的两个引脚上的跳线连接,因为它们是横向的铜浇注,使其效果降低。

3.增加R1,R2和R3之间的距离

4.增加LCD控制线与右下角按键线之间的间距。

  1. 添加更多接地线(我不确定,但专家建议这样做)

  2. 将连接器放在顶部而不是底部,因为它会减少 lcd 控制和数据线的轨道距离,从而使其更不受噪音影响?

请评论我是否在正确的方向。两层不是一种选择,因为在我所在的地区,它们只能大量生产双面 pcb,否则太贵了。中国制造也是如此

4个回答

地面倾倒本身不太可能挽救接地不充分的电路板。

地面倾倒本身并不是地平面。

接地倾倒是 PCB 制造的默认设置,因为这意味着必须蚀刻掉更少的铜,多层板最终会更加机械平衡,并且导热性更高,所有这些都是好事。

您需要确保在没有接地的情况下,所有关键信号都具有足够的接地返回路径。在没有倒酒的情况下检查这一点的重点是倒酒会混淆图片,这使它非常困难,所以看看发生了什么。

确保时钟和闪光灯在附近有一条从源到接收器的接地轨道。尽可能靠近信号轨道添加接地轨道。确保吸收突然电流脉冲的 IC 在附近有去耦电容,对电源和接地引脚的跟踪很短。检查电源电流的变化是否不会在不需要的地方产生电压,这通常意味着运行带有所有电源轨道的接地轨道。

也许您觉得没有空间添加地面跟踪?如果没有地面轨道的空间,那么就没有空间用于连接并在正确的位置提供接地连续性。当然,它可能会通过在其他地方形成一个大循环来连接,但这不是正确的地方。如果您想要一块坚固的电路板,除了在正确的位置提供适当的接地连续性之外别无选择。

一旦你的地面跟踪是卫生的,那么你可以再次添加地面倒回。如果你的地面跟踪是足够的,那么它就不需要电气了,但它不会受到伤害,而且它可以做所有其他的好事。

另一方面,地平面是您从一开始就设计的东西。这是你不会用穿过它的轨道来切割的东西。在您完成所有信号轨道的布线后,这不是您事后才加入的东西。它是板上最重要的导体,所以你先把它放进去,然后在添加其他轨道时照顾它。

检查 AnalogSystemsRF 的答案。我告诉你你应该做什么,下次应该做什么,他告诉你现在可以做什么。您会注意到它们都涉及实际连接地面。

地面倾倒可能会有所帮助(但和其他人一样,我也有疑问),但我会将那条带状电缆视为第一个嫌疑人。

如果您将其从 0.1 英寸带状更改为带有 0.05 英寸带状的两排连接器(想想旧的 PATA 电缆),那么您可以将接地与信号交错,我认为这可能会有所帮助。

我注意到您的 LCD 控制线在右侧运行,而 LCD 地线在左侧运行,从 SI 的角度来看,这是最坏的。数据和接地应尽可能一起布线(还有电源!),并且由于开关矩阵与任何一个都不相关,我会将电源和接地引脚移动到 LCD 控制线之间。

关于接地回路,谁在乎!电流在回路中流动(总是),你可以让它很容易这样做,在这种情况下,这些回路上会产生很少的电压,或者你可以让它变得困难,在这种情况下,通常会在回路上产生很多电压许多小循环胜过一个大循环。

哦,一个细节,但是您可能要考虑在开关矩阵中添加一些二极管,它可以让您更合理地处理同时按下的两个开关。

取 20 根铜线,将 20 根铜线焊接信号上,从 GND 到 GND。换句话说,将一些浮动的 GND“天线”短接在一起。

然后重新测试。

也许再添加 20 根铜线,从 GND 到 GND。

----------- 让我们来计算一下 GND 错误的严重程度 ------

假设一个黑砖电池充电器 4" (0.1 米) 距离,距离浮动接地填充件的 4" x 4" 区域。假设黑砖内部的开关电源在 100 纳秒的开关电压内有 200 伏;这是 2 伏特/1 纳秒压摆率。假设开关节点对外界可见,并引起快速变化的电场。

多少位移电流将感应到地面填充件中?

C(平行板)= E0 * Er * 面积/距离 ~~ 9e-12 法拉/米 * A/D

Er = 1(空气),面积 = 0.1m * 0.1m,距离 = 0.1m

C = 9e-12 * 0.1m * 0.1m / 0.1m = 9e-12Farad.meter * 0.1m = 0.9pF

C ==== 约 1pF

I = C * dV/dT = 1pf * 2v/nS = (1nF * 1milli) * 2v/nS 和 NANO 取消

I = 1milli * 2v = 2 毫安,在黑砖开关频率下

现在我们需要计算 GND 到 GND 电阻。最好的可能是大约 1 平方铜箔(0.00050(在 25 摄氏度时实际上是 0.000498)欧姆)。用 20 或 40 根线将浮动片连接在一起,线的大小和线的长度也会影响 GND 到 GND 电阻,但线径会比箔厚,而且你的填充 -间隙为 3 毫米(1/16 英寸),因此我们只假设 2 平方箔或 0.0010 欧姆(电阻对温度非常敏感:每摄氏度 0.4%)。

GND 上的一个位置与 GND 上的其他位置之间的电压差是多少?使用欧姆定律:I * R

假设电阻为 0.001 欧姆,而 I 为 0.002 安培,则电压仅为 I * R,或 2 毫毫或

2 微伏(直流低频)

我们应该允许电感吗?当然。使用通过各种导线的各种平行路径,假设从 A 点到 B 点的电感为 10 纳亨(实心铜片约为 1 纳亨电感。我欢迎更好的估计,甚至是公式)。Z(5MHz 时为 10nH 的阻抗,或 1/(2*100nanoSecond))为 +J 0.031 欧姆。Z(1GHz 时为 1nH)= +j6.28 欧姆。Z(在 1MHz 时为 1nH)为 6.28/1,000 = 0.00628 欧姆。在 5MHz 时,Z 在 0.031 欧姆时大 5 倍。请注意,我们不需要计算器。

电压是多少?I * Z,或 2ma * 0.031 欧姆,= 0.062 * 毫,= 62 微伏。

因此,我们预测从地到地的一些(小,但不是零)电压,因为电流流过您在浮动接地填充件之间添加的那 20 或 40 根电线。

62 微伏(交流,5MHz 时)

由于对比度微调器故障,您的 LCD 可能会变为空白。最好改用固定电阻。接地不太可能是问题