ทุกคนรู้ดีว่าการทำ PCB บอร์ด คือการเปลี่ยนแผนผังที่ออกแบบให้เป็นแผงวงจร PCB จริง โปรดอย่าประมาทกระบวนการนี้ มีหลายอย่างที่ทำงานโดยหลักการแต่ยากที่จะบรรลุผลในทางวิศวกรรม หรือสิ่งที่คนอื่นทำได้ คนอื่นทำไม่ได้ ดังนั้นจึงไม่ยากที่จะสร้างบอร์ด PCB แต่ก็ไม่ง่ายที่จะทำบอร์ด PCB ให้ดี

ปัญหาสำคัญสองประการในด้านไมโครอิเล็กทรอนิกส์คือการประมวลผลสัญญาณความถี่สูงและสัญญาณอ่อน ในเรื่องนี้ ระดับการผลิต PCB มีความสำคัญเป็นพิเศษ การออกแบบหลักการเดียวกัน ส่วนประกอบเดียวกัน และ PCB ที่ผลิตโดยบุคคลต่างกันมีผลต่างกัน แล้วเราจะสร้างบอร์ด PCB ที่ดีได้อย่างไร? จากประสบการณ์ที่ผ่านมา ฉันต้องการพูดคุยเกี่ยวกับมุมมองของฉันในด้านต่อไปนี้:

1. เป้าหมายการออกแบบต้องชัดเจน

เมื่อได้รับงานออกแบบ เราต้องชี้แจงเป้าหมายการออกแบบก่อน ไม่ว่าจะเป็นบอร์ด PCB ธรรมดา บอร์ด PCB ความถี่สูง บอร์ด PCB ประมวลผลสัญญาณขนาดเล็ก หรือบอร์ด PCB ที่มีทั้งความถี่สูงและการประมวลผลสัญญาณขนาดเล็ก หากเป็นบอร์ด PCB ธรรมดา ตราบใดที่การจัดวางและการเดินสายไฟมีความสมเหตุสมผลและเป็นระเบียบเรียบร้อย และขนาดทางกลมีความถูกต้อง หากมีเส้นโหลดขนาดกลางและเส้นยาว ต้องใช้มาตรการบางอย่างเพื่อลดภาระและความยาว ต้องเสริมกำลังในการขับเคลื่อน และเน้นเพื่อป้องกันการสะท้อนของเส้นยาว

เมื่อมีสายสัญญาณเกิน 40MHz บนบอร์ด ควรพิจารณาเป็นพิเศษกับสายสัญญาณเหล่านี้ เช่น ครอสทอล์คระหว่างเส้น หากความถี่สูงขึ้น จะมีการจำกัดความยาวของสายไฟที่เข้มงวดมากขึ้น ตามทฤษฎีเครือข่ายของพารามิเตอร์แบบกระจาย ปฏิสัมพันธ์ระหว่างวงจรความเร็วสูงและการเดินสายเป็นปัจจัยชี้ขาดและไม่สามารถละเลยในการออกแบบระบบได้ เมื่อความเร็วในการส่งสัญญาณของเกตเพิ่มขึ้น ฝ่ายตรงข้ามบนสายสัญญาณจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย และครอสทอล์คระหว่างสายสัญญาณที่อยู่ติดกันจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน โดยทั่วไป การใช้พลังงานและการกระจายความร้อนของวงจรความเร็วสูงก็มีขนาดใหญ่เช่นกัน ดังนั้นเราจึงกำลังทำ PCB ความเร็วสูง ควรให้ความสนใจเพียงพอ

เมื่อมีสัญญาณอ่อนระดับมิลลิโวลต์หรือระดับไมโครโวลต์บนบอร์ด สายสัญญาณเหล่านี้จำเป็นต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษ สัญญาณขนาดเล็กอ่อนแอเกินไปและอ่อนไหวต่อการรบกวนจากสัญญาณที่แรงอื่นๆ มาตรการป้องกันมักมีความจำเป็น มิฉะนั้น จะลดอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนลงอย่างมาก เป็นผลให้สัญญาณที่มีประโยชน์จมอยู่ใต้น้ำโดยสัญญาณรบกวนและไม่สามารถดึงออกมาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การว่าจ้างของบอร์ดควรพิจารณาในขั้นตอนการออกแบบด้วย ตำแหน่งทางกายภาพของจุดทดสอบ การแยกจุดทดสอบ และปัจจัยอื่นๆ ไม่สามารถละเลยได้ เนื่องจากไม่สามารถเพิ่มสัญญาณขนาดเล็กและสัญญาณความถี่สูงบางตัวโดยตรงไปยังหัววัดเพื่อการวัดได้

นอกจากนี้ ควรพิจารณาปัจจัยที่เกี่ยวข้องอื่นๆ เช่น จำนวนชั้นของบอร์ด รูปร่างบรรจุภัณฑ์ของส่วนประกอบที่ใช้ และความแข็งแรงเชิงกลของบอร์ด ก่อนทำบอร์ด PCB คุณต้องมีความคิดที่ดีเกี่ยวกับเป้าหมายการออกแบบสำหรับการออกแบบ

2. ทำความเข้าใจข้อกำหนดของการจัดวางและการกำหนดเส้นทางสำหรับฟังก์ชันของส่วนประกอบที่ใช้

เราทราบดีว่าส่วนประกอบพิเศษบางอย่างมีข้อกำหนดพิเศษในการจัดวางและการเดินสาย เช่น เครื่องขยายสัญญาณแอนะล็อกที่ใช้โดย LOTI และ APH แอมพลิฟายเออร์สัญญาณแอนะล็อกต้องการพลังงานที่เสถียรและระลอกคลื่นขนาดเล็ก ให้ส่วนสัญญาณแอนะล็อกขนาดเล็กอยู่ห่างจากอุปกรณ์จ่ายไฟให้มากที่สุด บนบอร์ด OTI ชิ้นส่วนขยายสัญญาณขนาดเล็กยังติดตั้งเกราะป้องกันเป็นพิเศษเพื่อป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่หลงทาง ชิป GLINK ที่ใช้กับบอร์ด NTOI ใช้เทคโนโลยี ECL ซึ่งกินไฟมากและสร้างความร้อน ต้องพิจารณาเป็นพิเศษเกี่ยวกับปัญหาการกระจายความร้อนในรูปแบบ หากใช้การกระจายความร้อนตามธรรมชาติ จะต้องวางชิป GLINK ไว้ในที่ที่มีอากาศถ่ายเทค่อนข้างราบรื่น และความร้อนที่แผ่ออกมานั้นไม่สามารถส่งผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อเศษอื่นๆ หากบอร์ดติดตั้งลำโพงหรืออุปกรณ์กำลังสูงอื่นๆ อาจก่อให้เกิดมลพิษร้ายแรงต่อแหล่งจ่ายไฟ ประเด็นนี้ควรได้รับการพิจารณาอย่างจริงจังด้วย

สาม การพิจารณาเค้าโครงส่วนประกอบ

ปัจจัยแรกที่ต้องพิจารณาในการจัดวางส่วนประกอบคือประสิทธิภาพทางไฟฟ้า วางส่วนประกอบที่มีการเชื่อมต่ออย่างใกล้ชิดให้มากที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสายความเร็วสูงบางเส้น ให้สั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้ระหว่างการจัดวาง สัญญาณไฟ และส่วนประกอบสัญญาณขนาดเล็ก ให้แยกออกจากกัน จะต้องจัดวางส่วนประกอบให้เรียบร้อยสวยงามและทดสอบได้ง่ายบนสมมติฐานเพื่อให้เป็นไปตามประสิทธิภาพของวงจร ต้องพิจารณาขนาดทางกลของบอร์ดและตำแหน่งของซ็อกเก็ตด้วย

เวลาการต่อสายดินและความล่าช้าในการส่งบนสายเชื่อมต่อในระบบความเร็วสูงก็เป็นปัจจัยแรกที่ต้องพิจารณาในการออกแบบระบบเช่นกัน เวลาในการส่งสัญญาณบนสายสัญญาณมีอิทธิพลอย่างมากต่อความเร็วของระบบโดยรวม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวงจร ECL ความเร็วสูง แม้ว่าตัวบล็อกวงจรรวมจะเร็วมาก แต่เกิดจากการใช้สายเชื่อมต่อระหว่างกันแบบธรรมดาบนแบ็คเพลน (ความยาวของเส้นแต่ละเส้น 30 ซม. อยู่ที่ปริมาณการหน่วงเวลา 2ns) จะเพิ่มเวลาหน่วง ซึ่งสามารถลดความเร็วของระบบได้อย่างมาก . เช่นเดียวกับ shift register ตัวนับแบบซิงโครนัสและส่วนประกอบการทำงานแบบซิงโครนัสอื่น ๆ ควรวางไว้บนบอร์ดปลั๊กอินเดียวกัน เนื่องจากเวลาหน่วงในการส่งสัญญาณของสัญญาณนาฬิกาไปยังบอร์ดปลั๊กอินที่แตกต่างกันนั้นไม่เท่ากัน ซึ่งอาจทำให้ shift register สร้าง a ข้อผิดพลาดที่สำคัญ ในบอร์ดเดียว ซึ่งการซิงโครไนซ์เป็นกุญแจสำคัญ ความยาวของเส้นนาฬิกาที่เชื่อมต่อจากแหล่งสัญญาณนาฬิกาทั่วไปไปยังแผงปลั๊กอินต้องเท่ากัน