Varför har man så stora jordplan numera?

[SeniorLemuren]

När det gäller layout på kretskort så är det mycket skriverier runt detta med jordplan. Det som gäller verkar vara att få maximal jordplansyta.

Jag som levde förr i tiden och har skrotar en och annan mockapär innehållande kretskort såg sällan några jordplan förr i tiden. Det mesta som inte var ledare var bortetsat. Bara i undantagsfall i vissa radiofrekventa areor kunde man hitta mindre jordplan.

Är det för att spara etsvätska alternativt frässtål som man låter så mycket koppar som möjligt vara kvar, eller är det på grund av att man inte har kunskap om vart det verkligen är motiverat med jordplan och därför väljer att låta rubbet vara kvar så man slipper fundera?

[Icecap]

En kombination skulle jag vilje säga.

Det är inte så värst lång tid sedan som µC började gå upp i frekvens, innan dess var deras klocka kanske ett par MHz. Logik-kretsar har blivit snabbare, alltså har flankorna blivit vassare och allt räknat ihop betyder att störningar har blivit fler och starkare.

Ett GP lär knappast behövas på en "gammaldags" klass AB LF-förstärkare - men det behövs verkligen på en fritt switchande klass D förstärkare då störningarna lätt blir enorma.

[TomasL]

Å andra sidan, så skadar ju inte jordplan, lättare med matningarna med jordplan.
Sedan var det ju så att gammal utrustning tapeades upp, vilket skapar extra jobb om man nu vill ha plan, och eftersom EMC-kraven inte fanns förr i tiden, så behövde man inte lägga ned jobb på det.

[Nerre]

Bättre EMC-egenskaper, bättre värmespridning (d.v.s. kylning av komponenterna) är väl två saker som större jordplan hjälper till med.

[limpan4all]

Jag har gått kurs...
Vid flankhastigheter ut från kretsarna som är kortare än ca 25ns så fyller avkopplingskondensatorer inte någon större roll längre. Då är det bara kapacitansen i jord/spänningsplanen som kan mata fram energin tillräckligt snabbt.

[NULL]

Det låter väldigt generaliserande, det borde finnas fler faktorer, avstånd o.s.v.

[Icecap]

Med tanke på hur mikrovågsledare kan se ut är det lite kvantfysik över det hela när frekvensen blir tillräcklig hög: inte till att fatta. (nåja, ni fattar...)

Satt och kollade schemat till en TRS80 och insåg att CPU-klockan var ~1,1MHz. Numera kör jag en 32 bitars µC på 50MHz och det är "mainstream" numera. Det har alltså hänt väldigt mycket med frekvenser och flankhastigheter varför bra GP är viktiga.

Att det sedan sparar etsvätska är en bisak - men helt OK.

[psynoise]

Vidare är det enklare att rita mönsterkort med jordplan. För kritiska signaler ska ofta looparean minimeras vilket säkert blir väldigt svårt om individuella returledare ska tas i omtanke. Sedan krävs det idag ofta impedansanpassning även internt på kretskortet. Utan jordplan blir det även då extra svårt att kontrollera impedansen.

[jesse]

Bara för att en processor snurrar i 20 MHz så måste man ju inte nödvändigtvis ha 20 MHz på alla ledare på kortet. Det är ganska sällan man har så höga frekvenser att ta hänsyn till på ett kretskort, förutom vid själva kristallen till processorn. Däremot har man ju allt oftare switchade späningsomvandlare och PWM med ganska bra effekt, och då är bra jord viktigt.
Även i långsammare analoga sammanhang kan jordplan vara bra, särskilt om man ska mäta små spänningar i närheten av stora strömmar.

[limpan4all]

jesse: Hur tänkte du nu? Stora strömmar genererar magnetfält, som induceras i signalledarna (så långt rätt tänkt) hur kan ett jordplan i koppar göra något åt magnetfältet?
Så vitt jag vet så har koppar synnerligen begränsad förmåga att neutralisera magnetfält...Detta kan bara lösas med geometri (läs avstånd eller vinklar) eller magnetisk absorberande material eller elektriska absorbenter avstämda till lämpliga frekvenser (elektriska filter).
Det är så gott som aldrig en CPU´s klockfrekvens som genererar problem numera, det är stigtiderna på externa signaler som är orsaken till problemen.

[Icecap]

limpan4all: precis som att man använder aluminium eller koppar till magnetiska bromsar! Magnetfältet skapar strömmar - som är motsatt riktade.

Att koppar är "odugligt" vid ett fast magnetfält betyder inte att det inte reagerar på varierande magnetfält.

[psynoise]

För att göra det mer komplicerat spelar även frekvens roll där riktigt låg frekvens kan vara mer eller mindre omöjligt att skärma sig mot.