Plan de masse PCB RFLink

[Ik3s]

Bonjour,

Je suis entrain de réaliser un PCB pour un RFLink (module radio Aurel RTX-MID-5V) adaptable sur un Arduino 260 Pro mini.
Ce PCB est en double couche, et je me pose des questions sur les plans de masse. La face inférieure est dédiée au plan de masse, mais que faire sur la partie supérieure.
Dois je faire un plan de masse sur toute la surface non utilisée, seulement un plan de masse local autour du connecteur et de la piste de liaison antenne / module radio, ou rien du tout?

Si plan de masse il doit y a voir, quid de l'interconnexion avec le plan de masse inférieur, limitation aux connexions déjà existantes ou ajout de multiples vias?

Si vous avez d'autres remarques, n'hésitez pas à m'en faire part.

Merci.

PCB.png
PCB2.png
PCB3.png
PCB4.png
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[f6bes]

Bsr à toi,Je veux bien qu'on appele cela du...double couche !
Mais vu ce qu'il y a sur la couche inférieure, tout aurait pu passer sur la meme couche.
A la limite tu aurait pu faire suer du simple face.. Mais bon.
Par principe je conserve le maximum de masse sur les deux faces. (et en plus ça économise le perclo )
Vu le montageje ne pense pas qu'il soit nécessaire de faire des vias supplémataires.
On n 'est pas dans les dizaines de ...gigaherts ou il faut faure attention à tout .
Bonne soirée

[Ik3s]

Merci pour ta réponse.
Oui sans doute qu'il est possible de faire du simple face, mais je ne compte pas fabriquer moi même ce pcb, et les divers fabricants de pcb ne propose à minima que du double face.

[Vincent PETIT]

Bonjour,
Si tu tiens à remplir de masse le côté composants, je te conseille vivement de mitrailler de via le ou les plans de masse (locaux, ilot de masse, etc) pour qu'ils soient au même potentiel que le plan de masse générales. Le problème n'est pas ton électronique (pas de radio, pas besoin de microstrip ou ligne coplanaire etc...), le problème sera comme toujours ce que le câble va ramasser comme perturbation extérieure.

Un perturbation de mode commun qui passe, par couplage capacitif, dans un ilot de cuivre mollement connectée à la masse va rayonnée mais aussi créer une différence de potentiel dans le malheureux via qui connecte l'ilot de cuivre sur la masse globale en dessous.

[A voir en vidéo sur Futura]

[gwgidaz]

Bonjour,

A mon avis aussi , il faut "mitrailler" de façon que les deux plans n'en fassent plus qu'un du point de vue Rf, car il y a des fréquences assez élevéesv en jeu , donc des résonances possibles.
Voir sur ce sujet le chapitre 8,et le paragraphe "couche supplémentaire" du lien : https://pratique-rfcircuits.monsite-...5974af38b.html

[Ik3s]

Merci pour ces précisions.
Je vais donc partir sur deux plans de masse connectés par via.
Par contre, une idée de l'espacement inter via à prendre en compte?
Je sais que certains logiciels de conception sont capables de générer ça de façon automatiser, mais pas kicad à ma connaissance.

[gwgidaz]

Bonjour,
l'espacement dépend de la fréquence la plus haute à considérer.
en gros, lambda/10

[gwgidaz]

Bonjour,

moins d'un dixième de lambda sera bien sur encore mieux.
Je suppose que ton module émet entre 400 MHz et 2GHz....Le mieux serait d'avoir un via entre masse tous les 5,08 mm, par exemple.
Il me semble qu'il y a une erreur de routage, la piste qu'on voit vers l'antenne est certainement "adaptée" en 50 ohms. Mais la masse est très proche autour des pastilles de cette piste, ce qui va rajouter une capacité parasite perturbatrice.

C'est encore une raison pour moi d'éviter "deux" plans de masse, ça conduit à ce genre d'erreur.

[Vincent PETIT]

Bien vu !
La piste qui va au SMA va passer d'une ligne microstrip à une ligne coplanaire et dans ce dernier cas de figure les distances entre la piste et les masses qui l'entour ont une importance.

Si la piste était adaptée, le fait de mettre des masses partout risque de la désadapter.

[gwgidaz]

Bonjour,

Oui, çà va la désadapter sans aucun doute.
Je vois aussi, me semble -t-il, que la masse du connecteur est au dessus de la piste 50 ohms, et très près....à moins que la piste ne soit de l'autre côté, je ne vois pas bien.

Quand on a affaire à un piste adaptée ( 50 ohms) , la largeur w de la piste dépend de l'épaisseur h entre la piste et la masse . Pour de l'époxy, on doit avoir w/h = 1,85 pour 50 ohms, et cela à condition qu'il n'y ait qu'un seul plan de masse, et faire attention à toutes les masses qui se rapprochent de cette piste ...

https://pratique-rfcircuits.monsite-...c48d039c1.html

[f6bes]

Remoi,
Je veux bien qu'on soit méticuleux, mais tout de meme: Il s'agit de cette " chose"
https://www.google.com/url?sa=t&rct=...ljGkipwARzNq8V.
Et pour UN centimétre de liasion, faut il s'en tenir au dictat de la théorie.
Ce serait au delà du Giga...pourquoi pas.
Je doute qu'on cherche à récupérer le moindre picowatt.
Bonne journée

[gwgidaz]

Remoi,
Je veux bien qu'on soit méticuleux, mais tout de meme: Il s'agit de cette " chose"
https://www.google.com/url?sa=t&rct=...ljGkipwARzNq8V.
Et pour UN centimétre de liasion, faut il s'en tenir au dictat de la théorie.
Ce serait au delà du Giga...pourquoi pas.
Je doute qu'on cherche à récupérer le moindre picowatt.
Bonne journée

.La capacité parasite entre la piste et un connecteur presque posé dessus est de plusieurs pf.
la capacité entre les pastilles qu'on voit et la masse est aussi de l'ordre du pf, voire plus, à cause du diélectrique.
Le Ros sera probablement de l'ordre de 2, certes, ce qui n'est pas catastrophique pour un petit module, mais ces remarques servent à certains pour d'autres applications....

[Ik3s]

Bonjour,

Merci pour toutes vos réponses.
J'ai bien fait de demander car tout ceci est fort intéressant.
Alors le module radio fonctionne sur une fréquence de 433.42Mghz.
Pour la piste reliant le module au connecteur SMA, j'avoue qu'elle a été dimensionnée au feeling.
Mais j'ai passé pas mal de temps hier soir à chercher comment justement la dimensionnée, après avoir regarder des photos du pcb officiel RFlink.
On voit clairement un écart important entre le plan de masse et la piste.



J'espérai trouver des infos sur le site d'Aurel mais rien.

Du coup, l'idée c'est de passer la piste entre le module et le connecteur sur la face inférieure du pcb, prévoir un isolement suffisant entre cette piste et le plan de masse, me limiter à un seul plan de masse.
C'est bien cela ?

[Ik3s]

Bon, j'ai fais les calculs d'impédance avec Kicad. Pour un PCB 'standard' en épaisseur 1.6mm, la piste doit faire 3mm, soit beaucoup trop pour passer entre les broches de masse du connecteur SMA.
Avec un PCB d'épaisseur 0.6mm, le minimum dispo chez JLPCB, j'obtiens une piste de 1.1mm de large.

PCB 1.6mm
Capture d’écran du 2021-04-20 21-35-28.png

PCB 0.6mm
Capture d’écran du 2021-04-20 21-30-45.png

Ce qui donne, avec un seul plan de masse sur la face inférieure.

Capture d’écran du 2021-04-20 21-31-29.png
Capture d’écran du 2021-04-20 21-33-09.png
Capture d’écran du 2021-04-20 21-33-40.jpg

[Vincent PETIT]

Tu as la doc de ton connecteur ? Il faut peut-être essayer avec une ligne coplanaire + plan de masse.

[Ik3s]

Voici le lien vers la doc du connecteur

https://www.tme.eu/Document/ac8c6407.../consma002.pdf

[gwgidaz]

Bon, j'ai fais les calculs d'impédance avec Kicad. Pour un PCB 'standard' en épaisseur 1.6mm, la piste doit faire 3mm, soit beaucoup trop pour passer entre les broches de masse du connecteur SMA.
Avec un PCB d'épaisseur 0.6mm, le minimum dispo chez JLPCB, j'obtiens une piste de 1.1mm de large.

PCB 1.6mm
Pièce jointe 437584

PCB 0.6mm
Pièce jointe 437585

Ce qui donne, avec un seul plan de masse sur la face inférieure.

Pièce jointe 437586
Pièce jointe 437587
Pièce jointe 437588

Bonjour,

Le plot central de ton connecteur antenne est entouré de masse beaucoup trop près .

Il n'est pas indispensable de conserver partout la largeur de 3 mm de la piste adaptée. Si tu as lu le lien que je t'ai passé, il est admissible d'avoir des largeurs différentes à condition que ce soit sur une faible longueur, (par exemple 1% de lambda) Donc, quand ta piste passe entre les pattes du connecteur, tu peux réduire sa largeur de moitié si tu veux , sans aucun problème . Je dirai même qu'il vaut mieux, car ce qui compte, c'est la capacité par unité de longueur, et comme la piste s'approche des picots de masse du connecteur, il faut réduire sa largeur pour compenser la capacité apportée par cette proximité.

Je dirai comme F6BES, on est en train de couper les cheveux en quatre, car en 433 MHz, ce n'est pas encore critique à ce point. Il faut surtout te méfier des capacités cachées déjà signalées : la masse autour du plot central du connecteur à éloigner, et le corps du connecteur pas trop prés de la piste.

Oui, un seul plan de mase est préférable, les petits morceaux de masse sur l'autre face ne servent à rien, sinon à créer des résonances parasites.

[Ik3s]

Oui, un seul plan de mase est préférable, les petits morceaux de masse sur l'autre face ne servent à rien, sinon à créer des résonances parasites.

Euh, normalement il n'y a plus que des petits bouts de pistes qui servent à connecter les composants CMS à la masse par l'intermédiaire de via, sur la face composants.

[gwgidaz]

Euh, normalement il n'y a plus que des petits bouts de pistes qui servent à connecter les composants CMS à la masse par l'intermédiaire de via, sur la face composants.

Oui, c'est bon. Et les petits bouts de pistes sont très courts s'il s'agit de découplages RF....

[Ik3s]

En mode coplanaire, cela donne ça:

[gwgidaz]

En mode coplanaire, cela donne ça:

Pièce jointe 437689

Les modes coplanaires sont beaucoup plus difficiles à router correctement, je te les déconseille.