Wrth ddylunio PCB, rydym fel arfer yn dibynnu ar y profiad a’r sgiliau yr ydym fel arfer yn eu canfod ar y Rhyngrwyd. Gellir optimeiddio pob dyluniad PCB ar gyfer cais penodol. Yn gyffredinol, mae ei reolau dylunio yn berthnasol i’r cais targed yn unig. Er enghraifft, nid yw rheolau PCB ADC yn berthnasol i PCBs RF ac i’r gwrthwyneb. Fodd bynnag, gellir ystyried rhai canllawiau yn gyffredinol ar gyfer unrhyw ddyluniad PCB. Yma, yn y tiwtorial hwn, byddwn yn cyflwyno rhai problemau a sgiliau sylfaenol a all wella dyluniad PCB yn sylweddol.
Mae dosbarthiad pŵer yn elfen allweddol mewn unrhyw ddyluniad trydanol. Mae’ch holl gydrannau’n dibynnu ar bŵer i gyflawni eu swyddogaethau. Yn dibynnu ar eich dyluniad, efallai y bydd gan rai cydrannau gysylltiadau pŵer gwahanol, tra gall fod gan rai cydrannau ar yr un bwrdd gysylltiadau pŵer gwael. Er enghraifft, os yw’r holl gydrannau’n cael eu pweru gan un gwifrau, bydd pob cydran yn arsylwi rhwystriant gwahanol, gan arwain at gyfeiriadau sylfaenol lluosog. Er enghraifft, os oes gennych ddau gylched ADC, un ar y dechrau a’r llall ar y diwedd, a’r ddau ADC yn darllen foltedd allanol, bydd pob cylched analog yn darllen potensial gwahanol o’i gymharu â hwy eu hunain.
Gallwn grynhoi’r dosbarthiad pŵer mewn tair ffordd bosibl: ffynhonnell un pwynt, ffynhonnell Seren a ffynhonnell aml-bwynt.
(a) Cyflenwad pŵer un pwynt: mae cyflenwad pŵer a gwifren ddaear pob cydran wedi’u gwahanu oddi wrth ei gilydd. Dim ond ar un pwynt cyfeirio y mae llwybr pŵer yr holl gydrannau’n cwrdd. Ystyrir bod un pwynt yn addas ar gyfer pŵer. Fodd bynnag, nid yw hyn yn ymarferol ar gyfer prosiectau cymhleth neu fawr / canolig.
(b) Ffynhonnell seren: Gellir ystyried ffynhonnell seren yn welliant o ffynhonnell un pwynt. Oherwydd ei nodweddion allweddol, mae’n wahanol: mae’r hyd llwybro rhwng cydrannau yr un peth. Defnyddir cysylltiad seren fel arfer ar gyfer byrddau signal cyflym cyflym gyda chlociau amrywiol. Yn y PCB signal cyflym, mae’r signal fel arfer yn dod o’r ymyl ac yna’n cyrraedd y canol. Gellir trosglwyddo’r holl signalau o’r canol i unrhyw ran o’r bwrdd cylched, a gellir lleihau’r oedi rhwng ardaloedd.
(c) Ffynonellau aml-bwynt: yn cael eu hystyried yn wael beth bynnag. Fodd bynnag, mae’n hawdd ei ddefnyddio mewn unrhyw gylched. Gall ffynonellau aml-bwynt gynhyrchu gwahaniaethau cyfeirio rhwng cydrannau ac mewn cyplu rhwystriant cyffredin. Mae’r arddull ddylunio hon hefyd yn caniatáu i gylchedau IC, cloc a RF newid uchel gyflwyno sŵn mewn cylchedau cyfagos sy’n rhannu cysylltiadau.
Wrth gwrs, yn ein bywyd bob dydd, ni fydd gennym un math o ddosbarthiad bob amser. Y cyfaddawd y gallwn ei wneud yw cymysgu ffynonellau pwynt sengl â ffynonellau aml-bwynt. Gallwch chi roi dyfeisiau sensitif analog a systemau cyflym / RF mewn un pwynt, a phob perifferolion llai sensitif eraill mewn un pwynt.
Ydych chi erioed wedi meddwl a ddylech chi ddefnyddio awyrennau pŵer? Yr ateb yw ydy. Bwrdd pŵer yw un o’r dulliau i drosglwyddo pŵer a lleihau sŵn unrhyw gylched. Mae’r awyren bŵer yn byrhau’r llwybr sylfaen, yn lleihau’r inductance ac yn gwella perfformiad cydnawsedd electromagnetig (EMC). Mae hefyd oherwydd y ffaith bod cynhwysydd datgysylltu plât cyfochrog hefyd yn cael ei gynhyrchu yn yr awyrennau cyflenwi pŵer ar y ddwy ochr, er mwyn atal lluosogi sŵn.
Mae gan y bwrdd pŵer fantais amlwg hefyd: oherwydd ei arwynebedd mawr, mae’n caniatáu i fwy o gerrynt basio drwodd, a thrwy hynny gynyddu ystod tymheredd gweithredu’r PCB. Ond nodwch: gall yr haen bŵer wella’r tymheredd gweithio, ond rhaid ystyried y gwifrau hefyd. Rhoddir y rheolau olrhain gan ipc-2221 ac ipc-9592
Ar gyfer PCB sydd â ffynhonnell RF (neu unrhyw gymhwysiad signal cyflym), rhaid bod gennych awyren ddaear gyflawn i wella perfformiad y bwrdd cylched. Rhaid lleoli’r signalau ar wahanol awyrennau, ac mae bron yn amhosibl cwrdd â’r ddau ofyniad ar yr un pryd gan ddefnyddio dwy haen o blatiau. Os ydych chi am ddylunio antena neu unrhyw fwrdd RF cymhlethdod isel, gallwch ddefnyddio dwy haen. Mae’r ffigur canlynol yn dangos enghraifft o sut y gall eich PCB ddefnyddio’r awyrennau hyn yn well.
Mewn dylunio signal cymysg, mae gweithgynhyrchwyr fel arfer yn argymell y dylid gwahanu tir analog oddi wrth dir digidol. Mae switshis a signalau cyflym yn effeithio’n hawdd ar gylchedau analog sensitif. Os yw sylfaen analog a digidol yn wahanol, bydd yr awyren sylfaen yn cael ei gwahanu. Fodd bynnag, mae ganddo’r anfanteision canlynol. Dylem roi sylw i ardal crosstalk a dolen y tir rhanedig a achosir yn bennaf gan ddiffyg parhad yr awyren ddaear. Mae’r llun canlynol yn dangos enghraifft o ddwy awyren ddaear ar wahân. Ar yr ochr chwith, ni all y cerrynt dychwelyd basio’n uniongyrchol ar hyd y llwybr signal, felly bydd man dolen yn lle cael ei ddylunio yn yr ardal dolen dde.
Cydnawsedd electromagnetig ac ymyrraeth electromagnetig (EMI)
Ar gyfer dyluniadau amledd uchel (megis systemau RF), gall EMI fod yn anfantais fawr. Mae’r awyren ddaear a drafodwyd yn gynharach yn helpu i leihau EMI, ond yn ôl eich PCB, gall yr awyren ddaear achosi problemau eraill. Mewn laminiadau â phedair haen neu fwy, mae pellter yr awyren yn bwysig iawn. Pan fydd y cynhwysedd rhwng awyrennau’n fach, bydd y maes trydan yn ehangu ar y bwrdd. Ar yr un pryd, mae’r rhwystriant rhwng y ddwy awyren yn lleihau, gan ganiatáu i’r cerrynt dychwelyd lifo i’r awyren signal. Bydd hyn yn cynhyrchu EMI ar gyfer unrhyw signal amledd uchel sy’n mynd trwy’r awyren.
Datrysiad syml i osgoi EMI yw atal signalau cyflym rhag croesi haenau lluosog. Ychwanegu cynhwysydd datgysylltu; A gosod vias sylfaen o amgylch y gwifrau signal. Mae’r ffigur canlynol yn dangos dyluniad PCB da gyda signal amledd uchel.
Sŵn hidlo
Mae cynwysyddion ffordd osgoi a gleiniau ferrite yn gynwysyddion a ddefnyddir i hidlo’r sŵn a gynhyrchir gan unrhyw gydran. Yn y bôn, os caiff ei ddefnyddio mewn unrhyw gymhwysiad cyflym, gall unrhyw pin I / O ddod yn ffynhonnell sŵn. Er mwyn gwneud defnydd gwell o’r cynnwys hwn, bydd yn rhaid i ni roi sylw i’r pwyntiau canlynol:
Rhowch gleiniau ferrite a chynwysyddion ffordd osgoi bob amser mor agos â phosib i’r ffynhonnell sŵn.
Pan ddefnyddiwn leoliad awtomatig a llwybro awtomatig, dylem ystyried y pellter i’w wirio.
Osgoi vias ac unrhyw lwybro arall rhwng hidlwyr a chydrannau.
Os oes awyren ddaear, defnyddiwch luosog trwy dyllau i’w daearu’n gywir.