Jak zracjonalizować układ PCB?

W projekcie układ jest ważną częścią.Wynik układu będzie miał bezpośredni wpływ na efekt okablowania, więc możesz o tym pomyśleć w ten sposób: rozsądny układ to pierwszy krok do sukcesu w projektowaniu PCB.

W szczególności układ wstępny to proces myślenia o całej płytce, przepływie sygnału, rozpraszaniu ciepła, strukturze i innej architekturze.Jeśli układ wstępny zakończy się niepowodzeniem, późniejszy większy wysiłek również pójdzie na marne.

1. Rozważ całość

Sukces produktu czy nie, jeden polega na skupieniu się na jakości wewnętrznej, drugi na wzięciu pod uwagę ogólnej estetyki, oba są lepsze, aby uznać produkt za udany.
Na płytce PCB układ komponentów musi być zrównoważony, rzadki i uporządkowany, a nie przeciążony od góry lub ciężki.
Czy płytka PCB ulegnie deformacji?

Czy krawędzie procesu są zarezerwowane?

Czy punkty MARK są zarezerwowane?

Czy konieczne jest składanie płyty?

Ile warstw płytki może zapewnić kontrolę impedancji, ekranowanie sygnału, integralność sygnału, oszczędność i osiągalność?
 

2. Wyklucz błędy niskiego poziomu

Czy rozmiar płytki drukowanej odpowiada rozmiarowi rysunku przetwarzania?Czy może spełnić wymagania procesu produkcji PCB?Czy jest znak pozycjonujący?

Składniki w dwuwymiarowej, trójwymiarowej przestrzeni nie ma konfliktu?

Czy układ komponentów jest uporządkowany i starannie ułożony?Czy cała tkanina jest już skończona?

Czy elementy wymagające częstej wymiany można łatwo wymienić?Czy wygodnie jest włożyć płytkę do urządzenia?

Czy zachowana jest odpowiednia odległość pomiędzy elementem termicznym a elementem grzejnym?

Czy łatwo jest dostosować regulowane elementy?

Czy radiator jest zainstalowany tam, gdzie wymagane jest odprowadzanie ciepła?Czy powietrze przepływa płynnie?

Czy przepływ sygnału jest płynny i czy połączenie jest najkrótsze?

Czy wtyczki, gniazdka itp. są sprzeczne z konstrukcją mechaniczną?

Czy uwzględniono problem zakłóceń linii?

3. Kondensator obejściowy lub odsprzęgający

W okablowaniu urządzenia analogowe i cyfrowe wymagają tego typu kondensatorów, muszą znajdować się blisko pinów zasilania podłączonych do kondensatora obejściowego, wartość pojemności wynosi zwykle 0,1μF. kołki jak najkrótsze, aby zmniejszyć opór indukcyjny ustawienia, i jak najbliżej urządzenia.

Dodanie do płytki kondensatorów obejściowych lub odsprzęgających oraz rozmieszczenie tych kondensatorów na płytce to podstawowa wiedza zarówno w przypadku konstrukcji cyfrowych, jak i analogowych, ale ich funkcje są różne.Kondensatory obejściowe są często używane w projektach okablowania analogowego w celu ominięcia sygnałów o wysokiej częstotliwości z zasilacza, które w przeciwnym razie mogłyby przedostać się do wrażliwych układów analogowych przez styki zasilacza.Ogólnie rzecz biorąc, częstotliwość tych sygnałów o wysokiej częstotliwości przekracza zdolność urządzenia analogowego do ich tłumienia.Jeśli w obwodach analogowych nie zostaną użyte kondensatory obejściowe, w ścieżce sygnału mogą pojawić się szumy, a w poważniejszych przypadkach wibracje.W przypadku urządzeń cyfrowych, takich jak kontrolery i procesory, potrzebne są również kondensatory odsprzęgające, ale z innych powodów.Jedną z funkcji tych kondensatorów jest działanie jako „miniaturowy” bank ładunku, ponieważ w obwodach cyfrowych przełączanie stanu bramki (tj. przełączanie przełącznika) zwykle wymaga dużej ilości prądu, a podczas przełączania na chipie generowane są stany nieustalone i przepływ za pośrednictwem zarządu, korzystne jest posiadanie tego dodatkowego „zapasowego” ładunku.” opłata jest korzystna.Jeśli ładunek nie jest wystarczający do wykonania operacji przełączania, może to spowodować dużą zmianę napięcia zasilania.Zbyt duża zmiana napięcia może spowodować przejście poziomu sygnału cyfrowego do nieokreślonego stanu i prawdopodobnie spowodować nieprawidłowe działanie maszyny stanu w urządzeniu cyfrowym.Prąd przełączający przepływający przez ustawienie płytki spowoduje zmianę napięcia, ze względu na pasożytniczą indukcyjność ustawienia płytki, zmianę napięcia można obliczyć za pomocą następującego wzoru: V = Ldl/dt gdzie V = zmiana napięcia L = płytka indukcyjność wyrównania dI = zmiana prądu płynącego przez wyrównanie dt = czas zmiany prądu Dlatego z różnych powodów bardzo dobrą praktyką jest zastosowanie zasilania w zasilaczu lub urządzeń aktywnych na pinach zasilania Kondensatory obejściowe (lub odsprzęgające) są bardzo dobrą praktyką .

Zasilanie wejściowe, jeśli prąd jest stosunkowo duży, zaleca się zmniejszyć długość i obszar wyrównania, nie biegać po całym polu.

Szum przełączania na wejściu sprzężonym z płaszczyzną wyjścia zasilacza.Szum przełączania lampy MOS zasilacza wyjściowego wpływa na zasilanie wejściowe stopnia przedniego.

Jeśli na płycie znajduje się duża liczba wysokoprądowych DCDC, występują różne częstotliwości, zakłócenia związane ze skokami wysokiego prądu i wysokiego napięcia.

Musimy więc zmniejszyć powierzchnię źródła zasilania wejściowego, aby sprostać prądowi przelotowemu.Zatem przy układaniu układu zasilania należy rozważyć uniknięcie pracy przy pełnym zasilaniu wejściowym.

4. Linie energetyczne i uziemienie

Linie energetyczne i linie uziemiające są dobrze ustawione i pasują do siebie, co może zmniejszyć możliwość wystąpienia zakłóceń elektromagnetycznych (EMl).Jeśli linie zasilania i uziemienia nie są prawidłowo dopasowane, pętla systemowa zostanie zaprojektowana i prawdopodobnie będzie generować zakłócenia.Przykład nieprawidłowo połączonego projektu PCB zasilania i uziemienia pokazano na rysunku.Na tej płycie użyj różnych dróg do zasilania i uziemienia tkaniny, ze względu na niewłaściwe dopasowanie, bardziej prawdopodobne jest, że elementy elektroniczne i linie płyty będą narażone na zakłócenia elektromagnetyczne (EMI).

5. Separacja cyfrowo-analogowa

W każdym projekcie PCB należy oddzielić część szumową obwodu od części „cichej” (część pozbawiona szumów).Ogólnie rzecz biorąc, obwód cyfrowy może tolerować zakłócenia szumów i jest niewrażliwy na szum (ponieważ obwód cyfrowy ma dużą tolerancję na zakłócenia napięciowe);wręcz przeciwnie, tolerancja szumów napięcia obwodu analogowego jest znacznie mniejsza.Z tych dwóch obwody analogowe są najbardziej wrażliwe na szumy przełączania.W okablowaniu systemów z sygnałem mieszanym te dwa typy obwodów powinny być oddzielone.

Podstawy okablowania płytek drukowanych dotyczą zarówno obwodów analogowych, jak i cyfrowych.Podstawową zasadą jest używanie nieprzerwanej płaszczyzny uziemienia.Ta podstawowa zasada zmniejsza efekt dI/dt (prąd w funkcji czasu) w obwodach cyfrowych, ponieważ efekt dI/dt powoduje powstanie potencjału masy i umożliwia przedostanie się szumu do obwodu analogowego.Techniki okablowania obwodów cyfrowych i analogowych są w zasadzie takie same, z wyjątkiem jednej rzeczy.Kolejną rzeczą, o której należy pamiętać w przypadku obwodów analogowych, jest trzymanie cyfrowych linii sygnałowych i pętli w płaszczyźnie masy jak najdalej od obwodu analogowego.Można to osiągnąć albo podłączając analogową płaszczyznę uziemienia oddzielnie do złącza uziemienia systemu, albo umieszczając obwód analogowy na drugim końcu płytki, na końcu linii.Ma to na celu ograniczenie do minimum zewnętrznych zakłóceń ścieżki sygnału.Nie jest to konieczne w przypadku obwodów cyfrowych, które bez problemu tolerują dużą ilość szumu w płaszczyźnie masy.

6. Względy termiczne

W procesie układania należy wziąć pod uwagę kanały powietrzne odprowadzające ciepło, ślepe zaułki rozpraszania ciepła.

Urządzenia wrażliwe na ciepło nie powinny być umieszczane za wiatrem źródła ciepła.Daj pierwszeństwo lokalizacji układu tak trudnego do odprowadzania ciepła gospodarstwa domowego, jak DDR.Unikaj wielokrotnych regulacji, ponieważ symulacja termiczna nie przechodzi.