Недахопы традыцыйнай чатырохслаёвай кладкі друкаваных плат

Калі міжслаёвая ёмістасць недастаткова вялікая, электрычнае поле будзе размеркавана па адносна вялікай плошчы платы, так што міжслаёвы імпеданс паменшыцца, і зваротны ток можа цячы назад да верхняга пласта. У гэтым выпадку поле, якое генеруецца гэтым сігналам, можа перашкаджаць полю сігналу суседняга зменлівага пласта. Гэта зусім не тое, на што мы спадзяваліся. На жаль, на 4-слаёвай плаце таўшчынёй 0,062 цалі пласты знаходзяцца далёка адзін ад аднаго, і міжслаёвая ёмістасць малая.
Калі праводка змяняецца з 1-га ўзроўню на 4-ты ўзровень або наадварот, гэта прывядзе да праблемы, паказанай на малюнку.
навіны13
На дыяграме паказана, што калі сігнал пераходзіць з 1-га пласта ў 4-ы (чырвоная лінія), зваротны ток таксама павінен змяніць плоскасць (сіняя лінія). Калі частата сігналу дастаткова высокая, а плоскасці знаходзяцца блізка адна да адной, зваротны ток можа працякаць праз міжслаёвую ёмістасць, якая існуе паміж зазямляльным пластом і пластом харчавання. Аднак з-за адсутнасці прамога праводнага злучэння для зваротнага току зваротны шлях перарываецца, і мы можам разглядаць гэта перапыненне як імпеданс паміж плоскасцямі, паказаны на малюнку ніжэй.
навіны14
Калі міжслаёвая ёмістасць недастаткова вялікая, электрычнае поле будзе размеркавана па адносна вялікай плошчы платы, так што міжслаёвы імпеданс паменшыцца, і зваротны ток можа цячы назад да верхняга пласта. У гэтым выпадку поле, якое генеруецца гэтым сігналам, можа перашкаджаць полю сігналу суседняга зменлівага пласта. Гэта зусім не тое, на што мы спадзяваліся. На жаль, на 4-слаёвай плаце таўшчынёй 0,062 цалі пласты знаходзяцца далёка адзін ад аднаго (прынамсі, 0,020 цалі), і міжслаёвая ёмістасць малая. У выніку ўзнікаюць перашкоды электрычнага поля, апісаныя вышэй. Гэта можа не выклікаць праблем з цэласнасцю сігналу, але, безумоўна, створыць больш электрамагнітных перашкод. Вось чаму пры выкарыстанні каскаду мы пазбягаем змены пластоў, асабліва для высокачастотных сігналаў, такіх як тактавыя імпульсы.
Звычайна каля пераходнага адтуліны дадаюць раздзяляльны кандэнсатар, каб паменшыць імпеданс зваротнага току, паказаны як на малюнку ніжэй. Аднак гэты раздзяляльны кандэнсатар неэфектыўны для УКХ-сігналаў з-за іх нізкай уласнай рэзананснай частаты. Для сігналаў пераменнага току з частотамі вышэй за 200-300 МГц мы не можам спадзявацца на раздзяляльныя кандэнсатары для стварэння зваротнага шляху з нізкім імпедансам. Такім чынам, нам патрэбен раздзяляльны кандэнсатар (для частот ніжэй за 200-300 МГц) і адносна вялікі кандэнсатар унутры платы для больш высокіх частот.
навіны15
Гэтай праблемы можна пазбегнуць, не змяняючы пласт ключавога сігналу. Аднак малая міжплатная ёмістасць чатырохслаёвай платы прыводзіць да яшчэ адной сур'ёзнай праблемы: перадачы энергіі. Лічбавыя мікрасхемы гадзінніка звычайна патрабуюць вялікіх пераходных токаў харчавання. Па меры памяншэння часу нарастання/спаду выхаднога сігналу мікрасхемы нам трэба падаваць энергію з большай хуткасцю. Каб забяспечыць крыніцу зараду, мы звычайна размяшчаем раздзяляльныя кандэнсатары вельмі блізка да кожнай лагічнай мікрасхемы. Аднак ёсць праблема: калі мы выходзім за межы ўласных рэзанансных частот, раздзяляльныя кандэнсатары не могуць эфектыўна захоўваць і перадаваць энергію, таму што на гэтых частотах кандэнсатар будзе дзейнічаць як індуктар.
Паколькі большасць сучасных мікрасхем маюць хуткі час нарастання/спаду (каля 500 пс), нам патрэбна дадатковая развязальная структура з больш высокай частатой уласнага рэзанансу, чым у развязальнага кандэнсатара. Міжслаёвая ёмістасць друкаванай платы можа быць эфектыўнай развязальнай структурай, пры ўмове, што пласты дастаткова блізка адзін да аднаго, каб забяспечыць дастатковую ёмістасць. Такім чынам, акрамя звычайна выкарыстоўваных развязальных кандэнсатараў, мы аддаем перавагу выкарыстанню блізка размешчаных сілавых і зазямляльных слаёў для забеспячэння пераходнага харчавання лічбавых мікрасхем.
Звярніце ўвагу, што з-за распаўсюджанага працэсу вырабу друкаваных поплаткаў у нас звычайна няма тонкіх ізалятараў паміж другім і трэцім пластамі чатырохслаёвай платы. Чатырохслаёвая плата з тонкімі ізалятарамі паміж другім і трэцім пластамі можа каштаваць значна даражэй, чым звычайная чатырохслаёвая плата.