PCB projekteerimisel toetume tavaliselt kogemustele ja oskustele, mida tavaliselt Internetist leiame. Iga PCB disaini saab optimeerida konkreetse rakenduse jaoks. Üldiselt kehtivad selle disainieeskirjad ainult sihtrakenduse kohta. Näiteks ADC PCB reeglid ei kehti RF PCBde kohta ja vastupidi. Siiski võib mõningaid juhiseid pidada üldisteks mis tahes PCB kujunduse jaoks. Siin, selles õpetuses, tutvustame mõningaid põhiprobleeme ja oskusi, mis võivad PCB disaini oluliselt parandada.
Toitejaotus on mis tahes elektriprojekti põhielement. Kõik teie komponendid toetavad oma ülesannete täitmisel energiat. Sõltuvalt teie disainist võivad mõnedel komponentidel olla erinevad toiteühendused, samas kui mõnel sama plaadi komponendil võivad olla toiteühendused kehvad. Näiteks kui kõiki komponente toidab üks juhtmestik, jälgib iga komponent erinevat takistust, mille tulemuseks on mitu maandusviidet. Näiteks kui teil on kaks ADC vooluahelat, üks alguses ja teine ​​lõpus ning mõlemad ADC -d loevad välist pinget, loeb iga analoogskeem enda suhtes erinevat potentsiaali.
Võime energiajaotuse kokku võtta kolmel võimalikul viisil: ühepunktiline allikas, täheallikas ja mitmepunktiline allikas.
a) Ühepunktiline toiteallikas: iga komponendi toide ja maandusjuhe on üksteisest eraldatud. Kõigi komponentide toitejuhtimine toimub ainult ühes võrdluspunktis. Üksik punkt peetakse võimu jaoks sobivaks. See ei ole aga teostatav keerukate või suurte / keskmise suurusega projektide puhul.
b) Täheallikas: täheallikat võib pidada ühepunktilise allika täiustuseks. Põhiomaduste tõttu on see erinev: marsruudi pikkus komponentide vahel on sama. Täheühendust kasutatakse tavaliselt erinevate kelladega keerukate kiire signaalplaatide jaoks. Kiire signaali trükkplaadil tuleb signaal tavaliselt servast ja jõuab seejärel keskele. Kõiki signaale saab keskelt edastada trükkplaadi mis tahes piirkonda ja alade vahelist viivitust saab vähendada.
c) Mitmepunktilised allikad: peetakse igal juhul kehvaks. Seda on aga lihtne kasutada igas vooluringis. Mitmepunktilised allikad võivad tekitada võrdluserinevusi komponentide ja ühise takistusseadme vahel. See disainistiil võimaldab ka kõrge lülitusega IC-, kella- ja RF -ahelaid, et tuua müra lähedalasuvatesse ahelatesse, mis jagavad ühendusi.
Loomulikult ei ole meil igapäevaelus alati üht tüüpi levitamist. Kompromiss, mille saame teha, on segada ühepunktilisi allikaid mitmepunktiliste allikatega. Saate panna analoogtundlikud seadmed ja kiir- / raadiosagedussüsteemid ühte punkti ja kõik muud vähem tundlikud välisseadmed ühte punkti.
Kas olete kunagi mõelnud, kas peaksite kasutama mootorlennukeid? Vastus on jah. Toiteplaat on üks meetodeid voolu ülekandmiseks ja ahela müra vähendamiseks. Võimsustasand lühendab maandusrada, vähendab induktiivsust ja parandab elektromagnetilise ühilduvuse (EMC) toimivust. See on tingitud ka asjaolust, et paralleelse plaadi lahtiühendamise kondensaator tekitatakse ka mõlemal küljel asuvates toiteplokkides, et vältida müra levikut.
Toiteplaadil on ka ilmne eelis: tänu suurele alale laseb see läbi rohkem voolu, suurendades seeläbi trükkplaadi töötemperatuuri. Kuid pidage meeles: toitekiht võib parandada töötemperatuuri, kuid tuleb arvestada ka juhtmestikuga. Jälgimisreeglid on antud ipc-2221 ja ipc-9592
RF-allikaga trükkplaadi (või mis tahes kiire signaalirakenduse) puhul peab trükkplaadi toimivuse parandamiseks olema täielik maanduspind. Signaalid peavad asuma erinevatel tasanditel ja kahe plaadikihi abil on peaaegu võimatu täita mõlemat nõuet korraga. Kui soovite kujundada antenni või mis tahes madala keerukusega raadiosideplaati, võite kasutada kahte kihti. Järgmisel joonisel on näidatud, kuidas teie trükkplaat saab neid lennukeid paremini kasutada.
Segasignaalide kujundamisel soovitavad tootjad tavaliselt analoogmaanduse eraldada digitaalsest maandusest. Kiirelülitid ja signaalid mõjutavad kergesti tundlikke analoogskeeme. Kui analoog- ja digitaalne maandus on erinevad, eraldatakse maandustasand. Sellel on aga järgmised puudused. Peaksime pöörama tähelepanu jagatud maa läbisõidule ja silmusealale, mis on põhjustatud peamiselt maatasapinna katkestusest. Järgmisel joonisel on näide kahest eraldi maapinnast. Vasakul küljel ei saa tagasivooluvool signaali marsruuti mööda otse liikuda, nii et paremas silmuspiirkonnas kujundamise asemel on silmuspiirkond.
Elektromagnetiline ühilduvus ja elektromagnetilised häired (EMI)
Kõrgsageduslike konstruktsioonide (näiteks raadiosagedussüsteemid) puhul võib EMI olla suur puudus. Varem käsitletud aluspind aitab vähendada EMI -d, kuid vastavalt teie trükkplaadile võib alusplaat põhjustada muid probleeme. Nelja või enama kihiga laminaatides on lennuki kaugus väga oluline. Kui lennukite vaheline mahtuvus on väike, laieneb elektriväli tahvlil. Samal ajal väheneb kahe tasapinna vaheline takistus, võimaldades tagasivoolul voolata signaaltasapinnale. See tekitab EMI iga lennukit läbiva kõrgsagedussignaali jaoks.
Lihtne lahendus EMI vältimiseks on takistada kiirete signaalide ületamist mitmest kihist. Lisage lahtiühendamise kondensaator; Ja asetage maandusjuhtmed signaalijuhtmete ümber. Järgmisel joonisel on näidatud hea PCB disain koos kõrgsagedusliku signaaliga.
Filtri müra
Möödavoolukondensaatorid ja ferriithelmed on kondensaatorid, mida kasutatakse mis tahes komponendi tekitatud müra filtreerimiseks. Põhimõtteliselt, kui seda kasutatakse mis tahes kiire rakenduses, võib iga I / O-pistik muutuda müraallikaks. Selle sisu paremaks kasutamiseks peame pöörama tähelepanu järgmistele punktidele.
Asetage ferriithelmed ja möödavoolukondensaatorid alati müraallikale võimalikult lähedale.
Kui kasutame automaatset paigutust ja automaatset marsruutimist, peaksime arvestama kontrollitava vahemaaga.
Vältige viasid ja muud marsruutimist filtrite ja komponentide vahel.
Maandustasandi korral kasutage selle õigeks maandamiseks mitmeid läbivaid auke.