Недостатоци на традиционалното четирислојно редење на печатени плочки

Ако меѓуслојната капацитивност не е доволно голема, електричното поле ќе биде распределено на релативно голема површина од плочата, така што меѓуслојната импеданса ќе се намали и повратната струја може да тече назад кон горниот слој. Во овој случај, полето генерирано од овој сигнал може да се меша со полето на блискиот сигнал на променливиот слој. Ова воопшто не е она на што се надевавме. За жал, на 4-слојна плоча од 0,062 инчи, слоевите се оддалечени еден од друг, а меѓуслојната капацитивност е мала.
Кога ожичувањето се менува од слој 1 во слој 4 или обратно, тогаш ќе се појави овој проблем прикажан на сликата.
вести13
Дијаграмот покажува дека кога сигналот се движи од слој 1 до слој 4 (црвена линија), повратната струја исто така мора да ја промени рамнината (сина линија). Ако фреквенцијата на сигналот е доволно висока и рамнините се блиску една до друга, повратната струја може да тече низ меѓуслојниот капацитет што постои помеѓу заземјувачкиот слој и енергетскиот слој. Сепак, поради недостаток на директна спроводлива врска за повратната струја, повратната патека е прекината и можеме да го сметаме ова прекинување како импеданса помеѓу рамнините прикажана како на сликата подолу.
вести14
Ако меѓуслојната капацитивност не е доволно голема, електричното поле ќе биде распределено на релативно голема површина од плочата, така што меѓуслојната импеданса ќе се намали и повратната струја може да тече назад кон горниот слој. Во овој случај, полето генерирано од овој сигнал може да се меша со полето на блискиот сигнал на променливиот слој. Ова воопшто не е она на што се надевавме. За жал, на 4-слојна плоча од 0,062 инчи, слоевите се оддалечени еден од друг (најмалку 0,020 инчи), а меѓуслојната капацитивност е мала. Како резултат на тоа, се јавува пречка на електричното поле опишана погоре. Ова можеби нема да предизвика проблеми со интегритетот на сигналот, но сигурно ќе создаде повеќе EMI. Затоа, кога користиме каскада, избегнуваме менување на слоевите, особено за високофреквентни сигнали како што се часовниците.
Вообичаена практика е да се додаде кондензатор за одвојување во близина на отворот за премин на транзицијата за да се намали импедансата што ја доживува повратната струја прикажана на сликата подолу. Сепак, овој кондензатор за одвојување е неефикасен за VHF сигнали поради неговата ниска саморезонантна фреквенција. За AC сигнали со фреквенции повисоки од 200-300 MHz, не можеме да се потпреме на кондензатори за одвојување за да создадеме повратна патека со ниска импеданса. Затоа, ни е потребен кондензатор за одвојување (за под 200-300 MHz) и релативно голем меѓуплочки кондензатор за повисоки фреквенции.
вести15
Овој проблем може да се избегне со тоа што нема да се менува слојот на клучниот сигнал. Сепак, малата меѓуплочка капацитивност на четирислојната плоча води до уште еден сериозен проблем: пренос на енергија. Часовните дигитални икони обично бараат големи преодни струи на напојување. Како што времето на пораст/пад на излезот на интегрираното коло се намалува, треба да испорачаме енергија со поголема брзина. За да обезбедиме извор на полнење, обично ги поставуваме кондензаторите за одвојување многу блиску до секое логичко интегрирано коло. Сепак, постои проблем: кога одиме подалеку од саморезонантните фреквенции, кондензаторите за одвојување не можат ефикасно да складираат и пренесуваат енергија, бидејќи на овие фреквенции кондензаторот ќе дејствува како индуктор.
Бидејќи повеќето интегрални кола денес имаат брзо време на пораст/пад (околу 500 ps), потребна ни е дополнителна структура за раздвојување со повисока саморезонантна фреквенција од онаа на раздвојувачкиот кондензатор. Меѓуслојниот капацитет на печатеното коло може да биде ефикасна структура за раздвојување, под услов слоевите да се доволно блиску еден до друг за да обезбедат доволен капацитет. Затоа, покрај вообичаено користените раздвојувачки кондензатори, претпочитаме да користиме тесно распоредени слоеви на моќност и слоеви на заземјување за да обезбедиме преодна моќност на дигиталните интегрални кола.
Ве молиме имајте предвид дека поради вообичаениот процес на производство на електронски кола, обично немаме тенки изолатори помеѓу вториот и третиот слој од четирислојната плоча. Четирислојна плоча со тенки изолатори помеѓу вториот и третиот слој може да чини многу повеќе од конвенционалната четирислојна плоча.