Positionnement plans de masses sur télécommande RF

[MatthieuW31]

Bonjour à tous,

Je suis en train de faire une voiture télécommandée et ai déjà fait la télécommande. Sur celle-ci, un PIC (24FJ64GA004) va communiquer avec un module Zigbee MRF24J40MA (il y avait sûrement un meilleur choix à faire pour la partie RF!) par liaison SPI (250kbps). Ce module travaille sur la bande 4,2GHz.
Avant de lancer la fabrication, j'aimerais avoir vos avis sur les plans de masses (je ne sais pas trop quoi faire à ce niveau-là).

Voici ce que j'ai fait:
- 1 plan de masse sur toute la face BOTTOM
- 1 plan de masse autour du module Zigbee comme préconisé dans le datasheet (peut-il interférer avec celui de la face BOTTOM??)
- 1 plan de masse autour de l'oscillateur du PIC comme préconisé dans le datasheet (même question que ci-dessus)
- 1 plan d'alim (3,3V) en face BOTTOM, juste sous le régulateur 9V-3,3V en guise de dissipateur de chaleur (toujours comme préconisé dans le datasheet!) / séparé d'1mm avec le plan de masse en face BOTTOM

Voilà c'est tout, je me demandais si j'ai bien placé mes plans de masse (voir photo) ou si j'ai fait des erreurs.

Merci par avance,

Matthieu


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[gwgidaz]

Bonjour à tous,

Je suis en train de faire une voiture télécommandée et ai déjà fait la télécommande. Sur celle-ci, un PIC (24FJ64GA004) va communiquer avec un module Zigbee MRF24J40MA (il y avait sûrement un meilleur choix à faire pour la partie RF!) par liaison SPI (250kbps). Ce module travaille sur la bande 4,2GHz.
Avant de lancer la fabrication, j'aimerais avoir vos avis sur les plans de masses (je ne sais pas trop quoi faire à ce niveau-là).

Voici ce que j'ai fait:
- 1 plan de masse sur toute la face BOTTOM
- 1 plan de masse autour du module Zigbee comme préconisé dans le datasheet (peut-il interférer avec celui de la face BOTTOM??)
- 1 plan de masse autour de l'oscillateur du PIC comme préconisé dans le datasheet (même question que ci-dessus)
- 1 plan d'alim (3,3V) en face BOTTOM, juste sous le régulateur 9V-3,3V en guise de dissipateur de chaleur (toujours comme préconisé dans le datasheet!) / séparé d'1mm avec le plan de masse en face BOTTOM

Voilà c'est tout, je me demandais si j'ai bien placé mes plans de masse (voir photo) ou si j'ai fait des erreurs.

Merci par avance,

Matthieu

Pièce jointe 438248

Bonjour,
En principe sur ces fréquences, il faut un plan de masse principal unique sans fentes.
Tu peux placer des plans de masse secondaires à condition de "mitrailler" avec des vias qui les relient au principal , afin d'éviter de créer des résonateurs . ( par exemple tous les 4 mm en bordure, et plusieurs sur le reste de la surface. ) et en particulier, rejoindre les plans de masse à proximité immédiate des entrées /sorties des signaux rapides;
Eviter les surfaces inutiles autres que le plan de masse principal.
Pour la surface de (+) restée indispensable du pt de vue thermique, prévoir plusieurs découplages CMS que tu pourras placer ou pas lors la mise au point si tu constates des résonances parasites.

[MatthieuW31]

Bonjour Gwgidaz, merci pour cette réponse complète!

En principe sur ces fréquences, il faut un plan de masse principal unique sans fentes.

J'ai oublié de préciser: le module MRFJ40MA est constitué de 4 couches dont une couche avec un plan de masse sans fentes.

Ce module est soudé par le biais de 12 broches (voir photos) et je fais donc un nouveau plan de masse autour + le plan de masse complet en BOTTOM. Au final, on a 3 plans de masse superposés, est-ce que ce n'est pas too much?
La carte télécommande ne comporte pas vraiment de signaux rapides, la liaison SPI allant du µc au module RF est à 250kbps.

Eviter les surfaces inutiles autres que le plan de masse principal.

Qu'entends-tu par cette phrase?

Pour la surface de (+) restée indispensable du pt de vue thermique, prévoir plusieurs découplages CMS que tu pourras placer ou pas lors la mise au point si tu constates des résonances parasites.

Des capas de 100nf feraient l'affaire? J'en prévois combien tu penses? Je vais même les ajouter directement, ça ne fera pas de mal je pense.

[gwgidaz]

Bonjour

Au final, on a 3 plans de masse superposés, est-ce que ce n'est pas too much?

Ce qui compte, c'est que tous ces plans soient reliées tout autour par de nombreux vias, de façon à ne pas laisser de surfaces sans vias qui peuvent résonner.

Eviter les surfaces inutiles autres que le plan de masse principal: sinon il faut faire tous ces vias, ce qui a un coût.....

Pour la surface de (+) restée indispensable du pt de vue thermique, prévoir plusieurs découplages CMS que tu pourras placer ou pas lors la mise au point .
C'est pour faire des courts circuits aux fréquences hyper.....quelques pf suffisent, sinon c'est des selfs. Il vaut mieux en prévoir suffisamment, la mise au point dira ceux qui sont utiles ..Toujours une question de coût si il y a une série...;

[A voir en vidéo sur Futura]

[MatthieuW31]

Bonjour Gwigdaz et merci pour ces réponses. J'ai pris en compte tes remarques.

3 plans de masse superposés: ajout de vias entre les plans TOP et BOTTOM.
2.png

Ajout de 4 condos 100pF entre les plans de masse GND BOTTOM et 3.3V BOTTOM. J'ai voulu garder ces 4 condos sur la face TOP et ai donc du ajouter 2 vias pour chacun. Je ne sais pas si c'est à éviter ou si ce n'est pas gênant.
3.png

J'ai également ajouté des vias entre le plan de masse TOP de l'oscillateur et le plan de masse BOTTOM.
4.png

Que penses-tu de ces 3 modifs?

[nornand]

2.4 GHZ et non pas 4.2 GHz .

Bonjour à tous,

Je suis en train de faire une voiture télécommandée et ai déjà fait la télécommande. Sur celle-ci, un PIC (24FJ64GA004) va communiquer avec un module Zigbee MRF24J40MA (il y avait sûrement un meilleur choix à faire pour la partie RF!) par liaison SPI (250kbps). Ce module travaille sur la bande 4,2GHz.
Avant de lancer la fabrication, j'aimerais avoir vos avis sur les plans de masses (je ne sais pas trop quoi faire à ce niveau-là).

[MatthieuW31]

2.4 GHZ et non pas 4.2 GHz .

Bonjour Normand,
Oui effectivement, j'ai inversé quelques chiffres!

[gwgidaz]

Bonjour Gwigdaz et merci pour ces réponses. J'ai pris en compte tes remarques.

3 plans de masse superposés: ajout de vias entre les plans TOP et BOTTOM.
Pièce jointe 438362

Ajout de 4 condos 100pF entre les plans de masse GND BOTTOM et 3.3V BOTTOM. J'ai voulu garder ces 4 condos sur la face TOP et ai donc du ajouter 2 vias pour chacun. Je ne sais pas si c'est à éviter ou si ce n'est pas gênant.
Pièce jointe 438363

J'ai également ajouté des vias entre le plan de masse TOP de l'oscillateur et le plan de masse BOTTOM.
Pièce jointe 438364

Que penses-tu de ces 3 modifs?

Ok, et tu verras bien si les condos de découplage sont utiles. Le but, c'est de prévoir de les mettre sans refaire la carte. Un emplacement de cms ça ne mange pas de pain.....

N'oublie pas que toutes ces masses (parfois inutiles) qui entourent tes pistes rajoutent une capacité parasite en parallèle sur ces pistes. ce n'est généralement pas gênant, mais attention pour les pistes rf.....

vois ce site : https://pratique-rfcircuits.monsite-...5974af38b.html

[MatthieuW31]

N'oublie pas que toutes ces masses (parfois inutiles) qui entourent tes pistes rajoutent une capacité parasite en parallèle sur ces pistes. ce n'est généralement pas gênant, mais attention pour les pistes rf.....

Oui c'est pour ça que je me demandais si le plan de masse autour du module était bénéfique ou inutile voire même gênant, sachant que le module RF a déjà son plan de masse et qu'il n'y a aucune piste RF sur la carte télécommande.

[gwgidaz]

Bonjour,

Le plan de masse sous un circuit est utile même hors des circuits RF. Même en audio, il protège dans une certaine mesure contre les rayonnements qui pourraient le perturber. (A condition bien sur de traiter en CEM les entrées et sorties de la carte.)

[MatthieuW31]

D'accord, merci, je vais laisser comme ça et lancer la fabrication alors.