Pri načrtovanju PCB -jev se običajno zanašamo na izkušnje in spretnosti, ki jih običajno najdemo na internetu. Vsako zasnovo tiskanega vezja je mogoče optimizirati za določeno uporabo. Na splošno se njegova pravila oblikovanja uporabljajo samo za ciljno aplikacijo. Na primer, pravila za ADC PCB ne veljajo za RF PCB in obratno. Vendar pa lahko nekatere smernice veljajo za splošne za katero koli zasnovo tiskanega vezja. Tukaj bomo v tej vadnici predstavili nekaj osnovnih težav in spretnosti, ki lahko bistveno izboljšajo oblikovanje PCB.
Porazdelitev energije je ključni element vsake električne zasnove. Vse vaše komponente pri opravljanju svojih funkcij uporabljajo moč. Odvisno od vaše zasnove imajo lahko nekatere komponente različne napajalne povezave, nekatere komponente na isti plošči pa slabe napajalne povezave. Na primer, če vse komponente napajajo eno ožičenje, bo vsaka komponenta opazovala drugačno impedanco, kar bo povzročilo več referenc ozemljitve. Na primer, če imate dva vezja ADC, enega na začetku, drugega pa na koncu, in oba ADC -ja bereta zunanjo napetost, bo vsako analogno vezje odčitalo drugačen potencial glede na sebe.
Porazdelitev moči lahko povzamemo na tri možne načine: enotočkovni vir, Zvezdni vir in večtočkovni vir.
(a) Enosmerni napajalnik: napajalni in ozemljitveni kabel vsake komponente sta ločena drug od drugega. Napajanje vseh komponent se sreča samo na eni referenčni točki. Za napajanje velja ena sama točka. Vendar to ni izvedljivo za kompleksne ali velike / srednje velike projekte.
(b) Zvezdni vir: Zvezdni vir lahko obravnavamo kot izboljšanje enotočkovnega vira. Zaradi ključnih značilnosti je drugačna: dolžina poti med komponentami je enaka. Zvezdna povezava se običajno uporablja za kompleksne signalne plošče za visoke hitrosti z različnimi urami. V signalnem tiskanem vezju za visoke hitrosti signal običajno prihaja z roba in nato doseže središče. Vsi signali se lahko prenašajo od središča do katerega koli območja vezja, zamik med območji pa je mogoče zmanjšati.
(c) Večtočkovni viri: v vsakem primeru veljajo za slabe. Vendar pa je enostaven za uporabo v katerem koli vezju. Večtočkovni viri lahko povzročijo referenčne razlike med komponentami in v skupni impedančni sklopki. Ta slog oblikovanja omogoča tudi visoko preklopna vezja IC, ure in RF, da vnesejo šum v bližnja vezja, ki si delijo povezave.
Seveda v vsakdanjem življenju ne bomo vedno imeli ene same vrste distribucije. Kompromis, ki ga lahko naredimo, je mešanje virov z eno točko in virov z več točkami. Analogno občutljive naprave in visokohitrostne / RF sisteme lahko postavite v eno točko, vse druge manj občutljive zunanje naprave pa v eno točko.
Ste kdaj pomislili, ali bi morali uporabiti letala z močjo? Odgovor je pritrdilen. Napajalna plošča je eden od načinov prenosa moči in zmanjšanja hrupa katerega koli vezja. Pogonska ravnina skrajša ozemljitveno pot, zmanjša induktivnost in izboljša zmogljivost elektromagnetne združljivosti (EMC). To je tudi posledica dejstva, da se v ravninah napajanja na obeh straneh ustvari tudi vzporedni ploščni ločilni kondenzator, da se prepreči širjenje hrupa.
Ogrevalna plošča ima tudi očitno prednost: zaradi velike površine omogoča pretok več toka in s tem poveča območje delovne temperature tiskanega vezja. Vendar upoštevajte: plast moči lahko izboljša delovno temperaturo, vendar je treba upoštevati tudi ožičenje. Pravila sledenja določata ipc-2221 in ipc-9592
Za tiskano vezje z virom RF (ali katero koli drugo aplikacijo hitrega signala) morate imeti celotno ozemljitveno ploščo, da izboljšate delovanje vezja. Signali morajo biti locirani na različnih ravninah in skoraj nemogoče je hkrati izpolniti obe zahtevi z uporabo dveh slojev plošč. Če želite oblikovati anteno ali katero koli nizkofrekvenčno RF ploščo, lahko uporabite dve plasti. Naslednja slika prikazuje ponazoritev, kako lahko vaše tiskano vezje bolje uporablja te ravnine.
Pri načrtovanju mešanih signalov proizvajalci običajno priporočajo ločitev analognega ozemljitve od digitalnega. Na občutljiva analogna vezja hitro vplivajo hitra stikala in signali. Če sta analogna in digitalna ozemljitev različna, bo ozemljitvena ravnina ločena. Vendar ima naslednje pomanjkljivosti. Pozorni bi morali biti na območje preslušavanja in zanke razdeljene podlage, ki je posledica predvsem prekinitve ozemljitvene ravnine. Na naslednji sliki je prikazan primer dveh ločenih talnih ravnin. Na levi strani povratni tok ne more prehajati neposredno vzdolž signalne poti, zato bo območje zanke, namesto da bi bilo oblikovano v območju desne zanke.
Elektromagnetna združljivost in elektromagnetne motnje (EMI)
Za visokofrekvenčne zasnove (kot so RF sistemi) je lahko EMI velika pomanjkljivost. Ozemljitvena plošča, o kateri smo govorili prej, pomaga zmanjšati EMI, vendar glede na vašo tiskano vezje lahko zemeljska ravnina povzroči druge težave. Pri laminatih s štirimi ali več sloji je razdalja letala zelo pomembna. Ko je kapacitivnost med ravninami majhna, se bo električno polje razširilo na ploščo. Hkrati se zmanjša impedanca med ravninama, kar omogoča, da povratni tok teče v signalno ravnino. To bo proizvedlo EMI za vsak visokofrekvenčni signal, ki poteka skozi ravnino.
Enostavna rešitev, da se izognete EMI, je preprečiti, da bi hitri signali prečkali več plasti. Dodajte ločilni kondenzator; Okoli signalne napeljave postavite ozemljitvene vijake. Naslednja slika prikazuje dobro zasnovo tiskanega vezja z visokofrekvenčnim signalom.
Hrup filtra
Obvodni kondenzatorji in feritne kroglice so kondenzatorji, ki se uporabljajo za filtriranje hrupa, ki ga proizvaja katera koli komponenta. V bistvu, če se uporablja v kateri koli hitri aplikaciji, lahko kateri koli V / I pin postane vir hrupa. Za boljšo uporabo teh vsebin bomo morali biti pozorni na naslednje točke:
Feritne kroglice in obvodne kondenzatorje vedno postavite čim bližje viru hrupa.
Ko uporabljamo samodejno namestitev in samodejno usmerjanje, bi morali upoštevati razdaljo, ki jo je treba preveriti.
Izogibajte se viasom in kakršni koli drugi usmeritvi med filtri in komponentami.
Če obstaja ozemljitvena ravnina, za pravilno ozemljitev uporabite več skoznjih lukenj.