PCBak diseinatzerakoan, normalean Interneten aurkitu ohi ditugun esperientzia eta trebetasunetan oinarritzen gara. PCBen diseinu bakoitza aplikazio zehatz baterako optimiza daiteke. Orokorrean, bere diseinu arauak xede aplikazioari soilik aplikatzen zaizkio. Adibidez, ADC PCB arauak ez zaizkie RF PCBei aplikatzen eta alderantziz. Hala ere, jarraibide batzuk orokor gisa har daitezke PCBen edozein diseinurako. Hemen, tutorial honetan, PCBen diseinua nabarmen hobetu dezaketen oinarrizko zenbait arazo eta trebetasun aurkeztuko ditugu.
Energia banaketa funtsezko elementua da edozein diseinu elektrikoetan. Zure osagai guztiak potentzian oinarritzen dira beren funtzioak betetzeko. Zure diseinuaren arabera, osagai batzuek korronte konexio desberdinak izan ditzakete, eta plaka bereko osagai batzuek konexio txarrak izan ditzakete. Adibidez, osagai guztiak kableatu baten bidez elikatzen badira, osagai bakoitzak inpedantzia desberdina ikusiko du, eta, ondorioz, lurreko erreferentzia ugari sortuko dira. Adibidez, bi ADC zirkuitu badituzu, bata hasieran eta bestea amaieran, eta bi ADCek kanpoko tentsioa irakurtzen badute, zirkuitu analogiko bakoitzak bere buruarekiko potentzial desberdina irakurriko du.
Potentzia banaketa hiru modutan laburbildu dezakegu: puntu iturri bakarra, Izarra iturri eta puntu anitzeko iturria.
(a) Puntu bakarreko elikatze iturria: osagai bakoitzaren elikatze iturria eta lurreko haria elkarrengandik bereizita daude. Osagai guztien potentzia bideratzea erreferentzia puntu bakarrean bakarrik betetzen da. Puntu bakar bat potentziarako egokitzat jotzen da. Hala ere, hori ez da bideragarria proiektu konplexuetarako edo tamaina handiko / ertainetarako.
(b) Izarren iturria: izar iturria puntu iturri bakarraren hobekuntzatzat har daiteke. Bere funtsezko ezaugarriak direla eta, desberdina da: osagaien arteko bideratze-luzera berdina da. Izarren konexioa abiadura handiko seinale-taula konplexuetarako erabili ohi da hainbat erlojurekin. Abiadura handiko seinalearen PCBan, seinalea normalean ertzetik dator eta gero zentrora iristen da. Seinale guztiak erdigunetik zirkuitu-plakako edozein eremutara igor daitezke eta arloen arteko atzerapena murriztu daiteke.
(c) Puntu anitzeko iturriak: kasutzat jotzen dira edozein kasutan. Hala ere, edozein zirkuituetan erabiltzeko erraza da. Puntu anitzeko iturriek osagaien eta inpedantzia akoplamendu arrunten arteko erreferentzia desberdintasunak sor ditzakete. Diseinu estilo honi esker, kommutazio handiko IC, erloju eta RF zirkuituak konexioak partekatzen dituzten inguruko zirkuituetan zarata sartzeko aukera ematen du.
Jakina, gure eguneroko bizitzan ez dugu beti banaketa mota bakarra izango. Egin dezakegun konpentsazioa puntu bakarreko iturriak puntu anitzeko iturriekin nahastea da. Gailu sentikor analogikoak eta abiadura handiko / RF sistemak puntu batean jar ditzakezu, eta sentikorrak ez diren beste periferiko guztiak puntu batean.
Inoiz pentsatu al duzu potentziazko hegazkinik erabili behar zenuen ala ez? Erantzuna baiezkoa da. Energia plaka edozein zirkuituetako potentzia transferitzeko eta zarata murrizteko metodoetako bat da. Potentzia planoak lurreko bidea laburtzen du, induktantzia murrizten du eta bateragarritasun elektromagnetikoaren (EMC) errendimendua hobetzen du. Bi aldeetako energia hornidura planoetan ere plaka paralelo deskonektatzeko kondentsadorea sortzen dela ere gertatzen da, zarata hedatzea ekiditeko.
Energia plakak ere abantaila nabaria du: bere azalera handia dela eta, korronte gehiago igarotzen uzten du, PCBaren funtzionamendu tenperatura tartea handituz. Baina kontuan izan: potentzia geruzak lan tenperatura hobe dezake, baina kableatua ere kontuan hartu behar da. Jarraipen arauak ipc-2221 eta ipc-9592 bidez ematen dira
RF iturria duen PCB batentzat (edo abiadura handiko edozein seinale aplikazio), lurreko plano osoa izan behar duzu zirkuituaren plakaren errendimendua hobetzeko. Seinaleak plano desberdinetan kokatu behar dira, eta ia ezinezkoa da bi baldintzak aldi berean betetzea bi plaka geruza erabiliz. Antena edo konplexutasun txikiko RF taula diseinatu nahi baduzu, bi geruza erabil ditzakezu. Ondorengo irudian zure PCBak plano horiek hobeto nola erabil ditzakeen erakusten da.
Seinale mistoen diseinuan, fabrikatzaileek normalean lur analogikoa lur digitaletik bereiztea gomendatzen dute. Zirkuitu analogiko sentikorrek erraz eragiten dute abiadura handiko etengailuek eta seinaleek. Lur analogikoa eta digitala desberdinak badira, lurreko planoa bereizita egongo da. Hala ere, desabantaila hauek ditu. Lurreko planoaren etenaldiak eragindako zatitutako lurreko gurutzekadaren eta begiztaren eremuan arreta jarri beharko genuke. Hurrengo ilustrazioak lurreko bi plano bereizien adibidea erakusten du. Ezkerreko aldean, itzulerako korrontea ezin da zuzenean seinalearen ibilbidetik igaro, beraz, begizta-gunea egongo da eskuineko begizta-eremuan diseinatu beharrean.
Bateragarritasun elektromagnetikoa eta interferentzia elektromagnetikoa (EMI)
Maiztasun handiko diseinuetarako (esaterako, RF sistemak), EMI desabantaila nagusia izan daiteke. Lehen aipatu dugun lurreko planoak EMI murrizten laguntzen du, baina zure PCBaren arabera, lurreko planoak beste arazo batzuk sor ditzake. Lau geruza edo gehiago dituzten laminatuetan, hegazkinaren distantzia oso garrantzitsua da. Planoen arteko kapazitatea txikia denean, eremu elektrikoa arbelean zabalduko da. Aldi berean, bi planoen arteko inpedantzia txikiagotzen da, itzulerako korrontea seinalearen planora isurtzen uzteko. Honek EMI sortuko du hegazkinetik pasatzen den maiztasun handiko seinale ororentzat.
EMI saihesteko irtenbide erraza abiadura handiko seinaleek geruza bat baino gehiago zeharkatzea saihestea da. Gehitu deskonektatzeko kondentsadorea; Eta jarri lurreko bideak seinalearen kableatuaren inguruan. Hurrengo irudian maiztasun handiko seinalea duen PCB diseinu ona ageri da.
Iragazki zarata
Bypass kondentsadoreak eta ferrita aleak edozein osagaik sortutako zarata iragazteko erabiltzen diren kondentsadoreak dira. Funtsean, abiadura handiko edozein aplikazioetan erabiltzen bada, edozein I / O pin zarata iturri bihur daiteke. Eduki horiek hobeto aprobetxatzeko, honako puntu hauei erreparatu beharko diegu:
Jarri beti ferrita aleak eta saihesbide kondentsadoreak zarata iturritik ahalik eta gertuen.
Kokapen automatikoa eta bideratze automatikoa erabiltzen ditugunean, egiaztatu beharreko distantzia kontuan hartu beharko genuke.
Saihestu bideak eta iragazkien eta osagaien arteko bideraketa.
Lurreko plano bat baldin badago, erabili zulo anitz bat zuzen lurrean jartzeko.