Izstrādājot PCB, mēs parasti paļaujamies uz pieredzi un prasmēm, kuras parasti atrodam internetā. Katru PCB dizainu var optimizēt konkrētam lietojumam. Parasti tā projektēšanas noteikumi ir piemērojami tikai mērķa lietojumprogrammai. Piemēram, ADC PCB noteikumi neattiecas uz RF PCB un otrādi. Tomēr dažas vadlīnijas var uzskatīt par vispārīgām attiecībā uz jebkuru PCB dizainu. Šeit, šajā apmācībā, mēs iepazīstināsim ar dažām pamata problēmām un prasmēm, kas var ievērojami uzlabot PCB dizainu.
Jaudas sadale ir galvenais elements jebkurā elektriskajā dizainā. Visas jūsu sastāvdaļas paļaujas uz jaudu, lai veiktu savas funkcijas. Atkarībā no jūsu konstrukcijas dažiem komponentiem var būt dažādi barošanas savienojumi, savukārt dažiem vienas plates komponentiem var būt slikti barošanas savienojumi. Piemēram, ja visas sastāvdaļas tiek darbinātas ar vienu vadu, katram komponentam būs atšķirīga pretestība, kā rezultātā tiks iegūtas vairākas zemējuma atsauces. Piemēram, ja jums ir divas ADC shēmas, viena sākumā un otra beigās, un abas ADC nolasa ārējo spriegumu, katra analogā shēma nolasīs atšķirīgu potenciālu attiecībā pret sevi.
Mēs varam apkopot jaudas sadalījumu trīs iespējamos veidos: viena punkta avots, zvaigznes avots un daudzpunktu avots.
a) Viena punkta barošanas avots: katras sastāvdaļas barošanas avots un zemējuma vads ir atdalīti viens no otra. Visu komponentu jaudas maršrutēšana notiek tikai vienā atskaites punktā. Viens punkts tiek uzskatīts par piemērotu jaudai. Tomēr tas nav iespējams sarežģītiem vai lieliem / vidējiem projektiem.
b) Zvaigžņu avots: Zvaigžņu avotu var uzskatīt par viena punkta avota uzlabojumu. Tā galveno īpašību dēļ tas ir atšķirīgs: maršruta garums starp komponentiem ir vienāds. Zvaigžņu savienojumu parasti izmanto sarežģītiem ātrgaitas signālu dēļiem ar dažādiem pulksteņiem. Ātrgaitas signāla PCB signāls parasti nāk no malas un pēc tam sasniedz centru. Visus signālus var pārraidīt no centra uz jebkuru shēmas plates zonu, un var samazināt kavēšanos starp apgabaliem.
c) daudzpunktu avoti: jebkurā gadījumā tiek uzskatīti par nabadzīgiem. Tomēr to ir viegli izmantot jebkurā ķēdē. Daudzpunktu avoti var radīt atsauces atšķirības starp komponentiem un kopējā pretestības sakabi. Šis dizaina stils arī nodrošina augstas pārslēgšanās IC, pulksteņa un RF shēmas, lai radītu troksni tuvējās ķēdēs, kurās ir kopīgi savienojumi.
Protams, ikdienas dzīvē mums ne vienmēr būs viens izplatīšanas veids. Kompromiss, ko mēs varam panākt, ir sajaukt viena punkta avotus ar daudzpunktu avotiem. Jūs varat ievietot analogās jutīgās ierīces un ātrgaitas / RF sistēmas vienā punktā un visas pārējās mazāk jutīgās perifērijas ierīces vienā punktā.
Vai esat kādreiz domājuši par to, vai jums vajadzētu izmantot spēkratu? Atbilde ir jā. Barošanas dēlis ir viena no metodēm, kā nodot jaudu un samazināt jebkuras ķēdes troksni. Jaudas plakne saīsina zemējuma ceļu, samazina induktivitāti un uzlabo elektromagnētiskās savietojamības (EMC) veiktspēju. Tas ir saistīts arī ar faktu, ka paralēlas plāksnes atdalīšanas kondensators tiek ģenerēts arī strāvas padeves plaknēs abās pusēs, lai novērstu trokšņa izplatīšanos.
Strāvas panelim ir arī acīmredzama priekšrocība: lielās platības dēļ tas ļauj iziet vairāk strāvas, tādējādi palielinot PCB darba temperatūras diapazonu. Bet, lūdzu, ņemiet vērā: strāvas slānis var uzlabot darba temperatūru, taču jāņem vērā arī elektroinstalācija. Izsekošanas noteikumus sniedz ipc-2221 un ipc-9592
PCB ar RF avotu (vai jebkuru ātrgaitas signālu lietojumu), lai uzlabotu shēmas plates darbību, jums ir jābūt pilnai iezemētai plaknei. Signāliem jāatrodas dažādās plaknēs, un ir gandrīz neiespējami vienlaikus izpildīt abas prasības, izmantojot divus plākšņu slāņus. Ja vēlaties izveidot antenu vai jebkuru zemas sarežģītības RF plati, varat izmantot divus slāņus. Nākamajā attēlā parādīts, kā jūsu PCB var labāk izmantot šīs plaknes.
Jaukta signāla konstrukcijā ražotāji parasti iesaka atdalīt analogo zemi no digitālās zemes. Ātrgaitas slēdži un signāli viegli ietekmē jutīgās analogās shēmas. Ja analogā un digitālā zemēšana atšķiras, zemējuma plakne tiks atdalīta. Tomēr tam ir šādi trūkumi. Mums vajadzētu pievērst uzmanību sadalītās zemes šķērsruna un cilpas laukumam, ko galvenokārt izraisa iezemētās plaknes pārtraukums. Nākamajā ilustrācijā parādīts divu atsevišķu zemes plakņu piemērs. Kreisajā pusē atgriešanās strāva nevar iet tieši pa signāla maršrutu, tāpēc būs cilpas zona, nevis tā tiks projektēta labajā cilpas zonā.
Elektromagnētiskā saderība un elektromagnētiskie traucējumi (EMI)
Augstas frekvences konstrukcijām (piemēram, RF sistēmām) EMI var būt būtisks trūkums. Iepriekš apskatītā iezemētā plakne palīdz samazināt EMI, bet saskaņā ar jūsu PCB, iezemētā plakne var radīt citas problēmas. Laminātos ar četriem vai vairākiem slāņiem lidmašīnas attālums ir ļoti svarīgs. Kad kapacitāte starp lidmašīnām ir maza, elektriskais lauks uz kuģa paplašināsies. Tajā pašā laikā samazinās pretestība starp abām plaknēm, ļaujot atgriešanās strāvai plūst uz signāla plakni. Tas radīs EMI jebkuram augstfrekvences signālam, kas iet caur plakni.
Vienkāršs risinājums, lai izvairītos no EMI, ir novērst ātrgaitas signālu šķērsošanu vairākos slāņos. Pievienojiet atvienošanas kondensatoru; Un novietojiet zemējuma kontaktligzdas ap signāla vadu. Nākamajā attēlā parādīts labs PCB dizains ar augstfrekvences signālu.
Filtra troksnis
Apvedceļa kondensatori un ferīta lodītes ir kondensatori, ko izmanto, lai filtrētu jebkura komponenta radīto troksni. Būtībā, ja to izmanto jebkurā ātrgaitas lietojumprogrammā, jebkura I / O tapa var kļūt par trokšņa avotu. Lai labāk izmantotu šo saturu, mums būs jāpievērš uzmanība šādiem punktiem:
Ferīta lodītes un apvada kondensatorus vienmēr novietojiet pēc iespējas tuvāk trokšņa avotam.
Kad mēs izmantojam automātisko izvietošanu un automātisko maršrutēšanu, mums jāņem vērā pārbaudāmā attālums.
Izvairieties no vias un jebkāda cita maršrutēšanas starp filtriem un komponentiem.
Ja ir iezemēta plakne, izmantojiet vairākus caurumus, lai to pareizi iezemētu.