PCB նախագծման մեթոդներ և հմտություններ

1. Ինչպես ընտրել PCB տախտակ?

PCB տախտակի ընտրությունը պետք է համապատասխանի նախագծման պահանջներին և դրանց միջև մնացորդի զանգվածային արտադրությանը և ինքնարժեքին: Դիզայնի պահանջները ներառում են էլեկտրական և մեխանիկական մասեր: Սովորաբար դա շատ կարևոր է, երբ նախագծում ենք շատ արագ PCB տախտակներ (հաճախականություններ ավելի մեծ, քան ԳՀց): Օրինակ, այսօր սովորաբար օգտագործվող fr-4 նյութը կարող է պիտանի չլինել, քանի որ մի քանի ԳՀց հաճախականությամբ դիէլեկտրիկի կորուստը մեծ ազդեցություն ունի ազդանշանի թուլացման վրա: Էլեկտրաէներգիայի դեպքում ուշադրություն դարձրեք նախագծված հաճախականությամբ դիէլեկտրական կայունության և դիէլեկտրիկի կորստի վրա:

ipcb

2. Ինչպե՞ս խուսափել բարձր հաճախականության միջամտությունից:

Բարձր հաճախականության միջամտությունից խուսափելու հիմնական գաղափարն է նվազագույնի հասցնել բարձր հաճախականության ազդանշանի էլեկտրամագնիսական դաշտի միջամտությունը, որը նաև հայտնի է որպես Crosstalk: Կարող եք բարձր արագության ազդանշանի և անալոգային ազդանշանի միջև հեռավորությունը բարձրացնել, կամ անալոգային ազդանշանին ավելացնել գրունտի պահակախմբի/շանթի հետքեր: Նաև ուշադրություն դարձրեք թվային գրունտին անալոգային աղմուկի միջամտությանը:

3. Ինչպե՞ս լուծել ազդանշանի ամբողջականության խնդիրը բարձր արագությամբ նախագծման մեջ:

Ազդանշանի ամբողջականությունը հիմնականում դիմադրության համապատասխանության խնդիր է: Այն գործոնները, որոնք ազդում են դիմադրողականության համապատասխանեցման վրա, ներառում են ազդանշանի աղբյուրի ճարտարապետությունը, ելքային դիմադրողականությունը, մալուխի բնութագրական դիմադրությունը, բեռի կողմի բնութագիրը և մալուխի տոպոլոգիայի ճարտարապետությունը: Լուծումը * ավարտվելն է և կարգավորել մալուխի տոպոլոգիան:

4. Ինչպե՞ս իրականացնել դիֆերենցիալ էլեկտրագծեր:

Տարբերության զույգի լարերը երկու կետ ունեն, որոնց պետք է ուշադրություն դարձնել: Մեկն այն է, որ երկու տողերի երկարությունը պետք է լինի հնարավորինս երկար, իսկ մյուսն այն է, որ երկու գծերի միջև հեռավորությունը (որոշվում է տարբերության դիմադրությամբ) միշտ պետք է մնա հաստատուն, այսինքն `զուգահեռ պահել: Կան երկու զուգահեռ ռեժիմներ. Մեկն այն է, որ երկու տողերն անցնում են միևնույն կողք-կողքի շերտի վրա, իսկ մյուսը `երկու տողերն անցնում են վերին և ստորին շերտերի երկու հարակից շերտերի վրա: Ընդհանրապես, նախկինում կողք կողքի իրականացումը ավելի տարածված է:

5. Ինչպե՞ս իրականացնել դիֆերենցիալ էլեկտրագծեր ժամացույցի ազդանշանի գծի համար միայն մեկ ելքային տերմինալով:

Wantանկանում եք օգտագործել դիֆերենցիալ էլեկտրագծերը պետք է լինեն ազդանշանի աղբյուր, իսկ ընդունման վերջը նույնպես դիֆերենցիալ ազդանշանն է իմաստալից: Այսպիսով, անհնար է օգտագործել դիֆերենցիալ լարերը ժամացույցի ազդանշանի համար, միայն մեկ ելքով:

6. Կարո՞ղ է ստացման վերջում տարբերության գծերի զույգերի միջև համապատասխան դիմադրություն ավելացվել:

Սովորաբար ընդունման վերջում զույգ դիֆերենցիալ գծերի միջև համապատասխան դիմադրությունը ավելացվում է, և դրա արժեքը պետք է հավասար լինի դիֆերենցիալ դիմադրության արժեքին: Ազդանշանի որակը ավելի լավ կլինի:

7. Ինչու՞ տարբերությունների զույգերի լարերը պետք է լինեն ամենամոտ և զուգահեռ:

Տարբերությունների զույգերի լարերը պետք է համապատասխանաբար փակ և զուգահեռ լինեն: Heightիշտ բարձրությունը պայմանավորված է տարբերության դիմադրողականությամբ, որը կարևոր պարամետր է տարբերության զույգերի նախագծման մեջ: Paուգահեռությունը պահանջվում է նաև դիֆերենցիալ դիմադրության հետևողականությունը պահպանելու համար: Եթե ​​երկու տողերը կամ հեռու են կամ մոտ, ապա դիֆերենցիալ դիմադրողականությունը անհամապատասխան կլինի, ինչը ազդում է ազդանշանի ամբողջականության և TIming հետաձգման վրա:

8. Ինչպե՞ս վարվել փաստացի էլեկտրագծերի տեսական հակամարտությունների հետ:

(1): Հիմնականում ճիշտ է առանձնացնել մոդուլներ/թվեր: Պետք է զգույշ լինել MOAT- ը չանցնելու համար և թույլ չտալ, որ էներգիայի մատակարարման և ազդանշանի վերադարձի ընթացիկ ուղին չափազանց մեծանա:

(2): Բյուրեղյա տատանողը դրական հետադարձ տատանումների միացում է, և կայուն տատանվող ազդանշանները պետք է համապատասխանի օղակի շահագործման և փուլի բնութագրերին, որոնք հակված են միջամտության, նույնիսկ եթե գրունտի պահպանիչ հետքերը չեն կարող ամբողջությամբ մեկուսացնել միջամտությունը: Եվ շատ հեռու, աղմուկը գետնի հարթության վրա նույնպես կազդի դրական հետադարձ տատանումների սխեմայի վրա: Հետեւաբար, համոզվեք, որ բյուրեղյա տատանումն ու չիպը հնարավորինս մոտ դարձնեք:

(3): Իրոք, շատ հակասություններ կան բարձր արագությամբ էլեկտրագծերի և EMI- ի պահանջների միջև: Այնուամենայնիվ, հիմնական սկզբունքն այն է, որ EMI- ի կողմից ավելացված դիմադրունակության կամ Ferrite Bead- ի պատճառով ազդանշանի որոշ էլեկտրական բնութագրերի պատճառ չի կարող լինել տեխնիկական պայմաններին չհամապատասխանելը: Հետևաբար, լավագույնն է օգտագործել էլեկտրագծերի և PCB- ների տեղադրման տեխնիկան `EMI- ի խնդիրները լուծելու կամ նվազեցնելու համար, ինչպիսիք են բարձր արագությամբ ազդանշանի երեսպատումը: Ի վերջո, ազդանշանի վնասը նվազեցնելու համար կիրառվել է ռեզիստորի հզորություն կամ ֆերիտե բշտիկ մեթոդ:

9. Ինչպե՞ս լուծել ձեռքով և բարձր արագությամբ ազդանշանների ավտոմատ էլեկտրագծերի միջև եղած հակասությունը:

Մեր օրերում հզոր մալուխային ծրագրակազմի ավտոմատ մալուխային սարքերի մեծ մասը սահմանափակումներ է սահմանել ոլորուն ռեժիմը և անցքերի քանակը վերահսկելու համար: EDA ընկերությունները երբեմն շատ տարբերվում են ոլորուն շարժիչների հնարավորությունների և սահմանափակումների հարցում: Օրինակ ՝ արդյո՞ք կան բավականաչափ սահմանափակումներ ՝ վերահսկելու համար, թե ինչպես են պտտվում տողերը, արդյոք կան բավարար սահմանափակումներ ՝ տարբերությունների զույգերի տարածությունը վերահսկելու համար և այլն: Սա կազդի այն բանի վրա, թե արդյոք էլեկտրագծերից դուրս ավտոմատ էլեկտրագծերը կարող են համապատասխանել դիզայների գաղափարին: Բացի այդ, ձեռքով էլեկտրագծերի ճշգրտման դժվարությունը նույնպես բացարձակապես կապված է ոլորուն շարժիչի ունակության հետ: Օրինակ ՝ մետաղալարերի հրման հզորությունը, անցքի մղման հզորության միջոցով, և նույնիսկ պղնձի ծածկույթի մետաղալարերը հրելու հզորությունը և այլն: Այսպիսով, ընտրեք մալուխը ՝ ոլորուն շարժիչի հզորությամբ, դա լուծման ճանապարհն է:

10. Փորձնական կտրոնի մասին:

Փորձարկման կտրոնը օգտագործվում է չափելու համար, թե արդյոք PRODUCED PCB- ի տախտակի բնութագրական դիմադրողականությունը համապատասխանում է նախագծման պահանջներին `օգտագործելով Time Domain Reflectometer- ը (TDR): Ընդհանրապես, վերահսկման անթույլատրելիությունը մեկ տողի և տարբերության զույգ երկու պատյան է: Հետևաբար, փորձարկման կտրոնի գծերի լայնությունը և գծերի միջև ընկած տարածությունը (եթե դիֆերենցիալ է) պետք է նույնը լինեն, ինչ վերահսկվող գիծը: Ամենակարևորը հիմնավորման կետի տեղակայումն է: Հողի կապարի ինդուկտիվության արժեքը նվազեցնելու համար TDR զոնդի գրունտային կետը սովորաբար շատ մոտ է զոնդի ծայրին: Հետևաբար, փորձարկման կտրոնի վրա ազդանշանային կետի և հիմնավորման կետի չափման հեռավորությունը և մեթոդը պետք է համապատասխանեն օգտագործված զոնդին:

11. Բարձր արագությամբ PCB- ի նախագծման դեպքում ազդանշանային շերտի դատարկ տարածքը կարելի է պղնձապատել, և ինչպե՞ս պղնձով պատված բաշխել ազդանշանային բազմաշերտ շերտերի հիմնավորման և սնուցման աղբյուրի վրա:

Սովորաբար դատարկ տարածքում պղնձի ծածկույթը գործի մեծ մասը հիմնավորված է: Պարզապես ուշադրություն դարձրեք պղնձի և ազդանշանային գծի միջև եղած հեռավորությանը, երբ պղինձը կիրառվում է բարձր արագությամբ ազդանշանային գծի կողքին, քանի որ կիրառվող պղինձը կնվազեցնի գծի բնորոշ դիմադրողականությունը: Նաև զգույշ եղեք, որպեսզի չազդեք այլ շերտերի բնորոշ դիմադրողականության վրա, ինչպես երկկողմանի գծի կառուցման դեպքում:

12. Կարո՞ղ է էլեկտրամատակարարման հարթության վերևում գտնվող ազդանշանային գիծը օգտագործվել բնութագրական դիմադրողականությունը հաշվարկելու համար `օգտագործելով միկրոստրի գծի մոդելը: Կարո՞ղ է էլեկտրասնուցման և ստորգետնյա հարթության միջև ազդանշանը հաշվարկվել ժապավենի գծի մոդելի միջոցով:

Այո, ինչպես հզորության, այնպես էլ ստորերկրյա հարթությունը պետք է դիտարկվեն որպես հղումային հարթություններ `բնութագրական դիմադրողականությունը հաշվարկելիս: Օրինակ, չորս շերտ տախտակ `վերին շերտ-հզորության շերտ-շերտ-ստորին շերտ: Այս դեպքում վերին շերտի էլեկտրագծերի բնութագրական դիմադրողականության մոդելը միկրոձև գծի մոդել է, որի ուժային հարթությունը որպես տեղեկատու հարթություն է:

13. Կարո՞ղ են բարձր խտության PCB- ի վրա ծրագրային ապահովմամբ ինքնաբերաբար առաջացած փորձարկման կետերը բավարարել ընդհանուր առմամբ զանգվածային արտադրության փորձարկման պահանջները:

Արդյո՞ք ընդհանուր ծրագրաշարի միջոցով ինքնաբերաբար առաջացած փորձարկման կետերը կարող են բավարարել փորձարկման կարիքները, կախված է նրանից, թե արդյոք ավելացված փորձարկման կետերի բնութագրերը համապատասխանո՞ւմ են փորձարկման մեքենայի պահանջներին: Բացի այդ, եթե էլեկտրագծերը չափազանց խիտ են, և փորձարկման կետեր ավելացնելու հստակությունը, հնարավոր է, որ այն չկարողանա ավտոմատ կերպով ավելացնել փորձարկման միավորներ գծի յուրաքանչյուր հատվածում, իհարկե, անհրաժեշտ է ձեռքով լրացնել փորձարկման վայրը:

14. Փորձարկման կետերի ավելացումը կազդի՞ բարձր արագության ազդանշանների որակի վրա:

Արդյո՞ք դա ազդում է ազդանշանի որակի վրա, կախված է նրանից, թե ինչպես են փորձարկման կետերը ավելացվում և որքան արագ է ազդանշանը: Հիմնականում, լրացուցիչ փորձարկման կետերը (ոչ թե որպես DIP քորոց ՝ որպես փորձարկման կետեր) կարող են ավելացվել գծին կամ դուրս գալ գծից: Առաջինը համարժեք է գծի վրա շատ փոքր կոնդենսատոր ավելացնելուն, երկրորդը լրացուցիչ ճյուղ է: Այս երկու պայմաններն էլ քիչ թե շատ ազդեցություն ունեն բարձր արագության ազդանշանների վրա, իսկ ազդեցության աստիճանը կապված է ազդանշանի հաճախականության արագության և եզրային արագության հետ: Ազդեցությունը կարելի է ձեռք բերել մոդելավորման միջոցով: Սկզբունքորեն, որքան փոքր է փորձարկման կետը, այնքան լավ (իհարկե, փորձարկման մեքենայի պահանջներին համապատասխանելը) այնքան կարճ է ճյուղը, այնքան լավ:

15. Մի շարք PCB համակարգ, ինչպե՞ս միացնել գետինը տախտակների միջև:

Երբ յուրաքանչյուր PCB տախտակի միջև ազդանշանը կամ էլեկտրամատակարարումը միացված են միմյանց, օրինակ ՝ տախտակն ունի էլեկտրամատակարարում կամ ազդանշան B տախտակին, հատակին հոսքից դեպի A տախտակ պետք է լինի հավասար քանակությամբ հոսանք (սա Կիրխոֆն է գործող օրենք): Այս շերտի հոսանքը իր ճանապարհը կգտնի դեպի ամենացածր դիմադրողականությունը: Հետևաբար, ձևավորմանը վերագրված կապանքների թիվը չպետք է չափազանց ցածր լինի յուրաքանչյուր միջերեսում ՝ կամ հզորություն, կամ ազդանշանի միացում, որպեսզի նվազեցնի դիմադրողականությունը և այդպիսով նվազեցնի ձևավորման աղմուկը: Հնարավոր է նաև վերլուծել ամբողջ ընթացիկ օղակը, հատկապես հոսանքի ավելի մեծ մասը, և կարգավորել գետնի կամ հողի կապը `հոսանքի հոսքը վերահսկելու համար (օրինակ, ցածր դիմադրություն ստեղծելու համար մեկ տեղում, որպեսզի հոսանքը հոսում է այդ վայրով) ՝ նվազեցնելով ազդեցությունը այլ ավելի զգայուն ազդանշանների վրա: