La graveco de PCB-linia larĝo en PCB-projektado

Kio estas linia larĝo?

Ni komencu per la bazaĵoj. Kio ĝuste estas spuro-larĝo? Kial gravas specifi specifan spuron-larĝon? La celo de PCB drataro estas konekti ĉian elektran signalon (analogan, ciferecan aŭ potencan) de unu nodo al alia.

Nodo povas esti pinglo de ero, branĉo de pli granda spuro aŭ ebeno, aŭ malplena kuseneto aŭ testpunkto por sondado. Spurlarĝoj estas kutime mezuritaj en mejloj aŭ miloj da coloj. Normaj dratlarĝoj por ordinaraj signaloj (neniuj specialaj postuloj) povas esti kelkaj coloj en longo en la 7-12 mejlintervalo, sed multaj faktoroj devus esti pripensitaj dum difinado de la dratlarĝo kaj longo.

ipcb

La aplikaĵo kutime funkciigas la kablan larĝon kaj kablan tipon en PCB-projekto kaj, en iu momento, kutime ekvilibrigas PCB-koston, densecon / grandecon de tabulo kaj agado. Se la tabulo havas specifajn projektajn postulojn, kiel rapidan optimumigon, bruon aŭ kuplan subpremon, aŭ altan kurenton / tension, la larĝo kaj speco de spuro povas esti pli gravaj ol optimumigi la fabrikan koston de nuda PCB aŭ la ĝenerala tabula grandeco.

Specifo rilate al drataro en fabrikado de PCB

Typically, the following specifications related to wiring begin to increase the cost of manufacturing bare PCB.

Altdensaj projektoj, kiuj kombinas PCB-spacan prenadon, kiel tre fajne interspacigita BGA aŭ altaj signal-kalkulaj paralelaj busoj, povas postuli linian larĝon de 2.5 mil, same kiel specialajn specojn de truoj kun diametroj de ĝis 6 mil, tiaj kiel lasero boris mikrotruajn truojn. Inverse, iuj altpotencaj projektoj povas postuli tre grandajn kablojn aŭ aviadilojn, konsumante tutajn tavolojn kaj verŝante uncojn pli dikajn ol normo. En spac-limigitaj aplikoj, tre maldikaj platoj enhavantaj plurajn tavolojn kaj limigita kupro gisanta dikecon de duona unco (0.7 mejl. Dikeco) povas esti necesaj.

En aliaj kazoj, dezajnoj por altrapida komunikado de unu flankaparato ĝis alia povas postuli kabligon kun kontrolita impedanco kaj specifaj larĝoj kaj interspacigo inter unu la alian por minimumigi reflektadon kaj induktan kupladon. Aŭ la projektado eble postulas certan longecon por kongrui kun aliaj signifaj signaloj en la buso. Alttensiaj aplikoj postulas certajn sekurecajn ecojn, kiel minimumigi la distancon inter du elmontritaj diferencialaj signaloj por malebligi arĉadon. Sendepende de trajtoj aŭ trajtoj, spuri difinojn gravas, do ni esploru diversajn aplikojn.

Diversaj kablaj larĝoj kaj dikecoj

PCBS typically contain a variety of line widths, as they depend on signal requirements. La pli fajnaj spuroj montritaj estas por ĝeneraluzeblaj TTL (transistor-transistora logiko) nivelaj signaloj kaj havas neniujn specialajn postulojn por alta kurento aŭ bruoprotekto.

Ĉi tiuj estos la plej oftaj kabloj sur la tabulo.

Pli dika drataro estis optimumigita por nuna subporta forto kaj povas esti uzata por flankaparatoj aŭ potenc-rilataj funkcioj, kiuj postulas pli altan potencon, kiel ventolilojn, motorojn kaj regulajn potencajn translokigojn al pli malaltaj niveloj. La supra maldekstra parto de la figuro eĉ montras diferencigan signalon (USB-rapida), kiu difinas specifan interspacon kaj larĝon por plenumi la impedancajn postulojn de 90 ω. Figuro 2 montras iom pli densan cirkvitan tabulon, kiu havas ses tavolojn kaj postulas muntadon de BGA (pilka krada tabelo), kiu postulas pli bonan drataron.

Kiel kalkuli PCB-linian larĝon?

Ni paŝu tra la procezo kalkuli certan spuron-larĝon por potenca signalo, kiu transdonas kurenton de potenca komponanto al ekstercentra aparato. En ĉi tiu ekzemplo, ni kalkulos la minimuman linian larĝon de la potenca vojo por kontinua motoro. La potenca vojo komenciĝas ĉe la fuzeo, transiras la H-ponton (la ero uzata por administri potencan transdonon tra la DC-motoraj serpentumoj), kaj finiĝas ĉe la konektilo de la motoro. La averaĝa kontinua maksimuma kurento postulata de kontinua motoro estas ĉirkaŭ 2 amperoj.

Nun, PCB-drataro funkcias kiel rezistilo, kaj ju pli longa kaj mallarĝa estas la drataro, des pli da rezisto aldoniĝas. Se drataro ne estas difinita ĝuste, la alta kurento povas damaĝi drataron kaj / aŭ kaŭzi signifan tensian falon al la motoro (rezultigante reduktitan rapidon). Se ni supozas iujn ĝeneralajn kondiĉojn, kiel 1 uncon da kupro verŝanta kaj ĉambran temperaturon dum normala funkciado, ni devas kalkuli la minimuman linian larĝon kaj la atendatan premfalon ĉe tiu larĝo.

PCB-kabla interspaco kaj longo

Por ciferecaj dezajnoj kun altrapidaj komunikadoj, specifa interspaco kaj adaptitaj longoj povas esti postulataj por minimumigi krucbabilon, kupladon kaj reflektadon. Tiucele iuj komunaj aplikoj estas USB-bazitaj seriaj diferencialaj signaloj kaj RAM-bazitaj paralelaj diferencialaj signaloj. Tipe, USB 2.0 postulos diferencigan vojigon je 480Mbit / s (USB-rapidega klaso) aŭ pli alte. Ĉi tio estas duonflanka ĉar altrapida USB kutime funkcias kun multe pli malaltaj tensioj kaj diferencoj, proksimigante la ĝeneralan signalnivelon al fona bruo.

Estas tri gravaj aferoj konsiderindaj kiam oni enrutigas rapidajn USB-kablojn: drato-larĝo, plua interspaco kaj kablolongo.

Ĉiuj ĉi tiuj gravas, sed la plej kritika el la tri estas certigi, ke la longoj de la du linioj kongruas laŭeble. As a general rule of thumb, if the lengths of the cables differ from each other by no more than 50 mils, this significantly increases the risk of reflection, which may result in poor communication. 90 ohm-kongrua impedanco estas ĝenerala specifo por diferenciala paro. Por atingi ĉi tiun celon, vojigo devas esti optimumigita laŭ larĝo kaj interspaco.

Figuro 5 montras ekzemplon de diferenciala paro por kabligi altrapidajn USB-interfacojn, kiu enhavas larĝan drataron de 12 mil en intervaloj de 15 mil.

Interfaces for memory-based components that contain parallel interfaces will be more constrained in terms of wire length. Plej multaj altnivelaj PCB-projektaj programoj havos longajn ĝustigajn kapablojn, kiuj optimumigas la linian longon por kongrui kun ĉiuj gravaj signaloj en la paralela buso. Figuro 6 montras ekzemplon de aranĝo DDR3 kun longeca ĝustiga drataro.

Spuroj kaj ebenoj de grunda plenigo

Iuj aplikoj kun bru-sentemaj komponantoj, kiel sendrataj blatoj aŭ antenoj, eble bezonas iom da kroma protekto. Projekti drataron kaj aviadilojn kun enigitaj teraj truoj povas multe helpi minimumigi kupladon de proksima drataro aŭ aviadilplukado kaj ekster-estraraj signaloj, kiuj rampas en la randojn de la tabulo.

Figure 7 shows an example of a Bluetooth module placed near the edge of the plate, with its antenna outside a thick line containing embedded through-holes connected to the ground formation. Ĉi tio helpas izoli la antenon de aliaj enkonstruitaj cirkvitoj kaj aviadiloj.

This alternative method of routing through the ground can be used to protect the board circuit from external off-board wireless signals. Figuro 8 montras bruosenteman PCB kun surterigita tra-trua enigita ebeno laŭ la periferio de la tabulo.

Plej bonaj praktikoj por PCB-drataro

Multaj faktoroj determinas la kabligajn karakterizaĵojn de la PCB-kampo, do nepre sekvu plej bonajn praktikojn kiam vi kabligas vian sekvan PCB, kaj vi trovos ekvilibron inter PCB-kosto, denseco de cirkvito kaj ĝenerala agado.