PCB dizayn usullari va ko’nikmalari

1. Qanday tanlash kerak PCB kartasi?

PCB kartasini tanlash dizayn talablariga va ommaviy ishlab chiqarishga va ularning orasidagi muvozanatning narxiga javob berishi kerak. Dizayn talablari elektr va mexanik qismlarni o’z ichiga oladi. Bu, odatda, juda tez PCB platalarini loyihalashda muhim (chastotalar gigagertsdan katta). Misol uchun, bugungi kunda tez-tez ishlatiladigan fr-4 materiali mos kelmasligi mumkin, chunki bir necha gigagertsli dielektrik yo’qotilishi signalning susayishiga katta ta’sir ko’rsatadi. Elektr holatida, mo’ljallangan chastotada dielektrik doimiy va dielektrik yo’qotilishiga e’tibor bering.

ipcb

2. Yuqori chastotali shovqinlardan qanday saqlanish kerak?

Yuqori chastotali shovqinlardan saqlanishning asosiy g’oyasi yuqori chastotali signal elektromagnit maydonining shovqinini kamaytirish, shuningdek Crosstalk deb ham ataladi. Siz yuqori tezlikdagi signal va analog signal orasidagi masofani oshirishingiz yoki analog signalga yerni himoya qilish/shunt izlarini qo’shishingiz mumkin. Raqamli erga analog shovqin shovqinlariga ham e’tibor bering.

3. Yuqori tezlikda loyihalashda signal yaxlitligi muammosi qanday hal qilinadi?

Signalning yaxlitligi, asosan, impedans mosligi masalasidir. Empedansning mos kelishiga ta’sir etuvchi omillarga signal manbai arxitekturasi, chiqish empedansi, kabel xarakterli impedansi, yuk tomoni xarakteristikasi va kabel topologiyasi arxitekturasi kiradi. Yechim * terminaTIon va kabelning topologiyasini sozlash.

4. Differentsial simlarni qanday amalga oshirish mumkin?

Farq juftligining simlariga e’tibor berish kerak bo’lgan ikkita nuqta bor. Ulardan biri shundaki, ikkita chiziqning uzunligi iloji boricha uzun bo’lishi kerak, ikkinchisi – ikki chiziq orasidagi masofa (farq empedansi bilan belgilanadi) har doim o’zgarmas, ya’ni parallel tutilishi kerak. Ikkita parallel rejim mavjud: biri-bu ikkita chiziq bir xil yonma-yon qatlamda, ikkinchisi-ikkita chiziq yuqori va pastki qatlamlarning ikkita qo’shni qatlamida ishlaydi. Odatda, oldingi yonma-yon amalga oshirish keng tarqalgan.

5. Faqat bitta chiqish terminali bilan soat signal liniyasi uchun differentsial simlarni qanday amalga oshirish mumkin?

Differentsial simlarni ishlatishni xohlasangiz, signal manbai bo’lishi kerak va qabul qilish uchi ham differentsial signalning ma’nosidir. Shunday qilib, faqat bitta chiqish bilan soat signali uchun differentsial simlarni ishlatish mumkin emas.

6. Qabul qilish uchidagi farq chizig’i juftlari o’rtasida mos keladigan qarshilik qo’shilishi mumkinmi?

Qabul qilish uchidagi differentsial chiziqlar orasidagi mos keladigan qarshilik odatda qo’shiladi va uning qiymati differentsial empedans qiymatiga teng bo’lishi kerak. Signal sifati yaxshiroq bo’ladi.

7. Nima uchun farqli juftlarning simlari eng yaqin va parallel bo’lishi kerak?

Farq juftlarining simlari mos ravishda yaqin va parallel bo’lishi kerak. To’g’ri balandlik farq empedansiga bog’liq, bu farq juftlarini loyihalashda muhim parametrdir. Parallellik, shuningdek, differentsial empedansning izchilligini saqlab qolish uchun ham talab qilinadi. Agar ikkita chiziq uzoq yoki yaqin bo’lsa, differentsial impedans mos kelmaydi, bu signalning yaxlitligi va TIming kechikishiga ta’sir qiladi.

8. Haqiqiy simlarni ulashda ba’zi nazariy ziddiyatlarni qanday hal qilish mumkin?

(1). Asosan, modullarni/raqamlarni ajratish to’g’ri. MOATni kesib o’tmaslik va elektr ta’minoti va signalning qaytish oqimi yo’lining juda katta o’sishiga yo’l qo’ymaslik uchun ehtiyot bo’lish kerak.

(2). Kristalli osilator simulyatsiya qilingan ijobiy teskari aloqa tebranish sxemasi bo’lib, barqaror tebranuvchi signallar aralashuvga moyil bo’lgan pastadir va fazaning spetsifikatsiyalariga javob berishi kerak, hatto er qo’riqchilari izlari ham shovqinni to’liq izolyatsiya qila olmaydi. Va juda uzoqda, er tekisligidagi shovqin ham ijobiy teskari tebranish pallasiga ta’sir qiladi. Shuning uchun, kristalli osilator va chipni iloji boricha yaqinroq qilib qo’ying.

(3). Haqiqatan ham, yuqori tezlikli simlar va EMI talablari o’rtasida juda ko’p ziddiyatlar mavjud. Biroq, asosiy tamoyil shundaki, EMI qo’shgan qarshilik sig’imi yoki Ferrit Bead tufayli signalning ba’zi elektr xarakteristikalari spetsifikatsiyalarga mos kelmasligi mumkin emas. Shu sababli, EMI muammolarini, masalan, yuqori tezlikli signal qoplamasi kabi, hal qilish yoki kamaytirish uchun simlar va tenglikni yig’ish usullarini o’rnatish eng yaxshisidir. Nihoyat, signalning shikastlanishini kamaytirish uchun rezistor sig’imi yoki Ferrit Bead usuli ishlatilgan.

9. Qo’l simlari va yuqori tezlikdagi signallarni avtomatik ulash o’rtasidagi ziddiyatni qanday hal qilish mumkin?

Hozirgi vaqtda kuchli kabel dasturiy ta’minotidagi avtomatik kabel qurilmalarining ko’pchiligi o’rash rejimini va teshiklar sonini nazorat qilish uchun cheklovlar o’rnatgan. EDA kompaniyalari ba’zida o’rash dvigatellarining imkoniyatlari va cheklovlarini belgilashda farq qiladi. Masalan, serpenTIne chiziqlari qanday shamollashini nazorat qilish uchun cheklovlar etarli bo’ladimi, farqli juftliklar oralig’ini nazorat qilish uchun etarli cheklovlar bormi va hokazo. Bu simlarning avtomatik uzatilishi dizaynerning fikriga mos keladimi -yo’qligiga ta’sir qiladi. Bundan tashqari, simlarni qo’lda sozlashning qiyinligi, shuningdek, o’rash dvigatelining qobiliyatiga ham bog’liq. Misol uchun, simni itarish qobiliyati, tuynuk orqali va hatto mis qoplamali sig’ish qobiliyati va boshqalar. Shunday qilib, dvigatelning kuchli o’rash qobiliyatiga ega kabelni tanlang, bu hal qilishning yo’li.

10. Test kuponi haqida.

Sinov kuponi ishlab chiqariladigan PCB platasining xarakterli empedansi dizayn talablariga javob berishini Time Domain Reflectometer (TDR) yordamida o’lchash uchun ishlatiladi. Umuman olganda, nazorat qilish impedansi bitta chiziqli va farqli juftlikdir. Shuning uchun, test kuponidagi satr kengligi va satr oralig’i (agar differentsial bo’lsa) boshqariladigan chiziq bilan bir xil bo’lishi kerak. Eng muhimi, topraklama nuqtasining joylashuvi. Topraklama qo’rg’oshining indüktans qiymatini kamaytirish uchun, TDR probining topraklama nuqtasi, odatda, prob uchiga juda yaqin. Shunday qilib, test kuponidagi signal nuqtasi va topraklama nuqtasini o’lchash masofasi va usuli ishlatilgan probga mos kelishi kerak.

11. Yuqori tezlikdagi PCB dizaynida signal qatlamining bo’sh joyi mis bilan qoplangan bo’lishi mumkin va bir nechta signalli qatlamlarning topraklama va quvvat manbaiga mis qoplamasini qanday taqsimlash mumkin?

Odatda bo’sh maydonda mis qoplamaning ko’p qismi erga ulangan. Mis yuqori tezlikdagi signal chizig’i yonida qo’llanilganda, mis va signal chizig’i orasidagi masofaga e’tibor bering, chunki qo’llaniladigan mis chiziqning o’ziga xos empedansini kamaytiradi. Ikki chiziqli konstruktsiyadagi kabi, boshqa qatlamlarning xarakterli empedansiga ta’sir qilmaslik uchun ham ehtiyot bo’ling.

12. Quvvat manbai tekisligi ustidagi signal chizig’idan mikrostripli chiziqli model yordamida xarakterli empedansni hisoblash mumkinmi? Quvvat manbai va er tekisligi orasidagi signalni chiziqli model yordamida hisoblash mumkinmi?

Ha, xarakterli impedansni hisoblashda ham kuch tekisligi, ham er tekisligi mos yozuvlar tekisligi sifatida qaralishi kerak. Masalan, to’rt qavatli taxta: yuqori qavat-quvvat qatlami-qatlam-pastki qavat. Bunday holda, yuqori qatlamning simli xarakterli impedans modeli – bu tekislik sifatida mos yozuvlar tekisligi sifatida quvvat tekisligi bo’lgan mikrostripli chiziqli model.

13. Yuqori zichlikdagi PCB dasturiy ta’minoti tomonidan avtomatik ravishda ishlab chiqarilgan test punktlari, umuman olganda, ommaviy ishlab chiqarishning sinov talablariga javob bera oladimi?

Umumiy dasturiy ta’minot tomonidan avtomatik ravishda ishlab chiqarilgan test ballari test ehtiyojlarini qondira oladimi yoki yo’qmi, qo’shilgan test punktlarining spetsifikatsiyalari sinov mashinasining talablariga javob berishiga bog’liq. Bundan tashqari, agar simlar juda zich bo’lsa va sinov punktlarini qo’shish spetsifikatsiyasi qat’iy bo’lsa, u avtomatik ravishda chiziqning har bir bo’limiga test punktlarini qo’sha olmaydi, albatta, siz test joyini qo’lda to’ldirishingiz kerak.

14. Test punktlarining qo’shilishi yuqori tezlikdagi signallarning sifatiga ta’sir qiladimi?

Bu signal sifatiga ta’sir qiladimi, test punktlari qanday qo’shilganiga va signal qanchalik tezligiga bog’liq. Qoida tariqasida, qo’shimcha test punktlari (test punkti sifatida yoki DIP pin emas) chiziqqa qo’shilishi yoki chiziqdan chiqarilishi mumkin. Birinchisi, chiziqqa juda kichik kondansatör qo’shishga teng, ikkinchisi – qo’shimcha tarmoq. Bu ikkala shart ham yuqori tezlikdagi signallarga ozmi-ko’pmi ta’sir qiladi va ta’sir darajasi signalning chastota tezligi va chekka tezligi bilan bog’liq. Ta’sirni simulyatsiya orqali olish mumkin. Printsipial jihatdan, sinov punkti qanchalik kichik bo’lsa, shuncha yaxshi (albatta, sinov mashinasining talablarini qondirish uchun), filial qanchalik qisqa bo’lsa, shuncha yaxshi bo’ladi.

15. Bir qator tenglikni tizimi, taxtalar orasidagi erni qanday ulash mumkin?

Har bir tenglikni kartochkasi orasidagi signal yoki quvvat manbai bir -biriga ulanganida, masalan, taxtada B platasiga quvvat manbai yoki signal mavjud bo’lsa, erdan A taxtasiga qaytib keladigan oqim teng bo’lishi kerak (bu Kirchoff amaldagi qonun). Bu qatlamdagi oqim eng past empedansga qaytadi. Shuning uchun, empedansni kamaytirish va shu tariqa qatlam shovqinini kamaytirish uchun, har bir interfeysda, quvvat yoki signal ulanishida, biriktirilgan pinlar soni juda past bo’lmasligi kerak. Bundan tashqari, butun oqim halqasini, ayniqsa oqimning katta qismini tahlil qilish va oqim oqimini nazorat qilish uchun er yoki erning ulanishini sozlash mumkin (masalan, bir joyda past impedans hosil qilish uchun oqim shu joydan o’tadi), boshqa sezgir signallarga ta’sirini kamaytiradi.