Semasa merancang PCB, kita biasanya bergantung pada pengalaman dan kemahiran yang biasanya kita dapati di Internet. Setiap reka bentuk PCB dapat dioptimumkan untuk aplikasi tertentu. Secara umum, peraturan reka bentuknya hanya berlaku untuk aplikasi sasaran. Contohnya, peraturan ADC PCB tidak terpakai untuk RF RF dan sebaliknya. Walau bagaimanapun, beberapa panduan boleh dianggap umum untuk sebarang reka bentuk PCB. Di sini, dalam tutorial ini, kami akan memperkenalkan beberapa masalah dan kemahiran asas yang dapat meningkatkan reka bentuk PCB dengan ketara.
Pengagihan kuasa adalah elemen utama dalam reka bentuk elektrik. Semua komponen anda bergantung pada kuasa untuk melaksanakan fungsinya. Bergantung pada reka bentuk anda, beberapa komponen mungkin mempunyai sambungan kuasa yang berbeza, sementara beberapa komponen pada papan yang sama mungkin mempunyai sambungan kuasa yang lemah. Sebagai contoh, jika semua komponen digerakkan oleh satu pendawaian, setiap komponen akan melihat impedans yang berbeza, sehingga menghasilkan banyak rujukan pembumian. Contohnya, jika anda mempunyai dua litar ADC, satu di awal dan yang lain di hujung, dan kedua-dua ADC membaca voltan luaran, setiap litar analog akan membaca potensi yang berbeza berbanding dengan mereka sendiri.
Kita dapat meringkaskan pembahagian daya dengan tiga cara yang mungkin: sumber titik tunggal, sumber Bintang dan sumber berbilang titik.
(a) Bekalan kuasa titik tunggal: bekalan kuasa dan wayar arde setiap komponen dipisahkan antara satu sama lain. Peralihan kuasa semua komponen hanya bertemu pada satu titik rujukan. Satu titik dianggap sesuai untuk kuasa. Namun, ini tidak dapat dilaksanakan untuk projek yang kompleks atau bersaiz besar / sederhana.
(b) Sumber bintang: Sumber bintang boleh dianggap sebagai peningkatan sumber titik tunggal. Kerana ciri utamanya, ia berbeza: panjang laluan antara komponen adalah sama. Sambungan bintang biasanya digunakan untuk papan isyarat berkelajuan tinggi yang kompleks dengan pelbagai jam. Dalam PCB isyarat berkelajuan tinggi, isyarat biasanya datang dari tepi dan kemudian sampai ke pusat. Semua isyarat dapat dihantar dari pusat ke kawasan mana-mana papan litar, dan kelewatan antara kawasan dapat dikurangkan.
(c) Sumber pelbagai titik: dianggap miskin dalam apa jua keadaan. Walau bagaimanapun, ia mudah digunakan di litar mana pun. Sumber pelbagai titik boleh menghasilkan perbezaan rujukan antara komponen dan gandingan impedans yang sama. Gaya reka bentuk ini juga membolehkan litar IC, jam dan RF beralih tinggi untuk memperkenalkan bunyi bising di litar berdekatan yang berkongsi sambungan.
Sudah tentu, dalam kehidupan seharian, kita tidak akan mempunyai satu jenis pengedaran. Pertukaran yang boleh kita buat adalah mencampurkan sumber titik tunggal dengan sumber berbilang titik. Anda boleh meletakkan peranti sensitif analog dan sistem berkelajuan tinggi / RF dalam satu titik, dan semua periferal lain yang kurang sensitif dalam satu titik.
Pernahkah anda memikirkan sama ada anda harus menggunakan pesawat kuasa? Jawapannya adalah ya. Power board adalah salah satu kaedah untuk mengalihkan kuasa dan mengurangkan kebisingan litar apa pun. Pesawat kuasa memendekkan landasan pembumian, mengurangkan induktansi dan meningkatkan prestasi keserasian elektromagnetik (EMC). Hal ini juga disebabkan oleh kenyataan bahawa kapasitor pemisah pelat paralel juga dihasilkan di bidang bekalan kuasa di kedua sisi, untuk mengelakkan penyebaran bunyi.
Papan kuasa juga mempunyai kelebihan yang jelas: kerana luasnya, ia membolehkan lebih banyak arus melewati, sehingga meningkatkan julat suhu operasi PCB. Tetapi harap maklum: lapisan kuasa dapat meningkatkan suhu kerja, tetapi pendawaian juga harus dipertimbangkan. Peraturan penjejakan diberikan oleh ipc-2221 dan ipc-9592
Untuk PCB dengan sumber RF (atau aplikasi isyarat berkelajuan tinggi), anda mesti mempunyai landasan tanah yang lengkap untuk meningkatkan prestasi papan litar. Isyarat mesti terletak pada pesawat yang berbeza, dan hampir mustahil untuk memenuhi kedua-dua keperluan pada masa yang sama menggunakan dua lapisan plat. Sekiranya anda ingin merancang antena atau papan RF kerumitan rendah, anda boleh menggunakan dua lapisan. Gambar berikut menunjukkan gambaran bagaimana PCB anda dapat menggunakan pesawat ini dengan lebih baik.
Dalam reka bentuk isyarat campuran, pengeluar biasanya mengesyorkan agar tanah analog dipisahkan dari tanah digital. Litar analog sensitif mudah terpengaruh oleh suis dan isyarat berkelajuan tinggi. Sekiranya pembumian analog dan digital berbeza, satah pembumian akan dipisahkan. Walau bagaimanapun, ia mempunyai kelemahan berikut. Kita harus memperhatikan kawasan silang dan gelung tanah yang terbahagi disebabkan terutamanya oleh ketakselanjaran pesawat darat. Ilustrasi berikut menunjukkan contoh dua bidang tanah yang terpisah. Di sebelah kiri, arus balik tidak dapat melintas langsung di sepanjang laluan isyarat, jadi akan ada kawasan gelung dan bukannya dirancang di kawasan gelung kanan.
Keserasian elektromagnet dan gangguan elektromagnetik (EMI)
Untuk reka bentuk frekuensi tinggi (seperti sistem RF), EMI boleh menjadi kelemahan utama. Pesawat tanah yang dibincangkan sebelumnya membantu mengurangkan EMI, tetapi menurut PCB anda, bidang tanah boleh menyebabkan masalah lain. Dalam lamina dengan empat atau lebih lapisan, jarak pesawat sangat penting. Apabila kapasitansi antara pesawat kecil, medan elektrik akan mengembang di papan. Pada masa yang sama, impedans antara kedua pesawat menurun, memungkinkan arus balik mengalir ke satah isyarat. Ini akan menghasilkan EMI untuk sebarang isyarat frekuensi tinggi yang melalui pesawat.
Penyelesaian mudah untuk mengelakkan EMI adalah dengan mengelakkan isyarat berkelajuan tinggi melintasi beberapa lapisan. Tambah kapasitor pemutusan; Dan letakkan pembumian pembumian di sekitar pendawaian isyarat. Gambar berikut menunjukkan reka bentuk PCB yang baik dengan isyarat frekuensi tinggi.
Tapiskan bunyi
Kapasitor pintas dan manik ferit adalah kapasitor yang digunakan untuk menyaring bunyi yang dihasilkan oleh komponen apa pun. Pada dasarnya, jika digunakan dalam aplikasi berkelajuan tinggi, pin I / O apa pun boleh menjadi sumber kebisingan. Untuk memanfaatkan isi ini dengan lebih baik, kita harus memperhatikan perkara berikut:
Sentiasa letakkan manik ferit dan kapasitor pintas sedekat mungkin ke sumber bunyi.
Apabila kita menggunakan penempatan automatik dan perutean automatik, kita harus mempertimbangkan jarak untuk diperiksa.
Elakkan vias dan peralihan lain antara penapis dan komponen.
Sekiranya terdapat permukaan tanah, gunakan lubang berlipat untuk membuminya dengan betul.