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Blog de PCB - ¿¿ cómo diseñar el cableado del tablero de pcb?

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¿¿ cómo diseñar el cableado del tablero de pcb?

2023-05-31
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Author:iPCB

El cableado de la placa de PCB es el proceso de colocación de un camino para conectar varios equipos con señales eléctricas. El cableado de la placa de PCB es el proceso de colocación de un camino para conectar varios equipos con señales eléctricas.


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Cableado de placas de PCB


En el diseño de pcb, el cableado es un paso importante para completar el diseño del producto. Se puede decir que los preparativos previos se hicieron para él. en todo el diseño de pcb, el proceso de diseño de cableado tiene los límites más altos, las habilidades más detalladas y la mayor carga de trabajo. El cableado del tablero de PCB incluye cableado de un solo lado, cableado de dos lados y cableado de varias capas.


También hay dos métodos de cableado: cableado automático y cableado interactivo. Antes del cableado automático. En el caso de las líneas estrictamente exigidas, se puede utilizar un preasignado interactivo, y el cableado entre la entrada y la salida debe evitar el paralelismo adyacente para evitar interferencias reflectantes. Si es necesario, se deben agregar cables de tierra para el aislamiento. El cableado de las capas adyacentes debe ser vertical entre sí, mientras que las capas paralelas son propensas al acoplamiento parasitario.


La velocidad de cableado del cableado automático depende del buen diseño y se pueden preestablecer las reglas de cableado, incluyendo el número de curvas, el número de agujeros a través y el número de escalones en el cableado. En general, se realiza un cableado exploratorio avanzado, se conectan rápidamente las Líneas cortas y luego se realiza un cableado laberinto. El cableado a colocar se optimiza primero para la ruta de cableado global, que puede desconectar las líneas colocadas según sea necesario.


Reglas de cableado de placas de PCB

1. la distancia entre los dispositivos SMD debe ser mayor.

2. la distancia entre el exterior de la almohadilla del dispositivo SMD y el borde exterior del elemento thd adyacente debe ser superior a 2 mm.


3. reglas del Circuito de tierra

La regla mínima del bucle es que el área del bucle formada por la línea de señal y su bucle debe ser lo más pequeña posible. Cuanto menor sea el área del circuito, menor será la radiación externa y menor será la interferencia recibida del exterior. De acuerdo con esta regla, al dividir el plano de tierra, es necesario considerar la distribución del plano de tierra y las líneas de señal importantes para evitar problemas causados por factores como las grietas del plano de tierra; En el diseño del tablero de doble capa, mientras se deja suficiente espacio para la fuente de alimentación, el resto debe llenarse con suelo de referencia y agregar algunos agujeros necesarios para conectar eficazmente la señal de tierra de doble Cara. Para algunas señales clave, se debe utilizar el aislamiento de tierra en la medida de lo posible. Para algunos diseños de alta frecuencia, se debe considerar especialmente el problema de los circuitos de señal del plano de tierra, y se recomienda el uso de placas multicapa.


4. el control de conversación cruzada se refiere a la interferencia mutua causada por el cableado paralelo largo entre diferentes redes en el pcb, principalmente debido a la distribución de condensadores e inductores entre líneas paralelas. La principal medida para superar la conversación cruzada es aumentar el espaciamiento del cableado paralelo y seguir la regla 3w; Inserte líneas de aislamiento de tierra entre líneas paralelas. Reducir la distancia entre la capa de cableado y el plano de tierra.


5. protección de blindaje

Las reglas correspondientes del Circuito de tierra son en realidad para minimizar el área del Circuito de la señal, que es común en algunas señales importantes, como la señal de reloj y la señal de sincronización; Para las señales particularmente importantes y de alta frecuencia, se debe considerar el diseño de la estructura de blindaje del cable del eje de cobre, lo que significa que los cables en línea y fuera de línea están separados por los cables de tierra en los lados izquierdo y derecho, y también se debe considerar cómo combinar eficazmente el blindaje con el plano de Tierra real.


6. reglas de control de dirección de cableado

La Dirección de cableado de las capas adyacentes es una estructura ortogonal. Evitar operar diferentes líneas de señal en la misma dirección en capas adyacentes para reducir interferencias innecesarias entre capas; Cuando esta situación sea difícil de evitar debido a las limitaciones estructurales de la placa (por ejemplo, algunas placas traseras), especialmente cuando la velocidad de la señal es alta, se debe considerar aislar cada capa de cableado del plano de tierra y cada línea de señal del cable de señal de tierra.


7. reglas de inspección de anillo abierto de cableado

En general, no se permiten líneas suspendidas con un extremo flotante, principalmente para evitar el "efecto antena" y reducir la radiación y recepción de interferencia innecesarias, de lo contrario pueden producirse resultados impredecibles.


8. reglas de inspección de emparejamiento de Resistencia

El ancho de cableado de la misma red debe ser el mismo. Los cambios en el ancho de la línea provocarán una resistencia característica desigual de la línea. Cuando la velocidad de transmisión es alta, se produce un reflejo. Esta situación debe evitarse en la medida de lo posible en el diseño. En algunas condiciones, como los cables del conector y los cables encapsulados bga con estructuras similares, puede ser imposible evitar cambios en el ancho de la línea y se debe minimizar la longitud efectiva de la parte inconsistente intermedia.


9. reglas de inspección de circuito cerrado de cableado

Evitar que las líneas de señal formen autocirculación entre diferentes capas. Este tipo de problemas son propensos a ocurrir en el diseño de placas multicapa, y la autocirculación puede causar interferencia de radiación.


10. reglas de control de la longitud de la rama de cableado

Trate de controlar la longitud de la rama, el requisito general es tdelay < triple / 20.


11. reglas de resonancia de cableado

Se utiliza principalmente en el diseño de señales de alta frecuencia, y la longitud del cableado no debe ser un múltiplo entero de su longitud de onda para evitar fenómenos de resonancia.


12. reglas de control de longitud de línea

La regla a corto plazo es que la longitud del cableado debe ser lo más corta posible en el diseño para reducir la interferencia causada por el cableado demasiado largo. Especialmente para líneas de señal importantes, como las líneas de reloj, es importante colocar sus osciladores muy cerca del dispositivo. Para conducir varios dispositivos, se debe decidir qué tipo de topología de red se utiliza en función de las circunstancias específicas.


13. reglas de integridad de las capas de energía y las formaciones de tierra

En las zonas donde los agujeros conductores son densos, se debe tener cuidado de evitar la interconexión entre los agujeros y la formación en el área de excavación de la fuente de alimentación, formando una División de la capa plana, destruyendo así la integridad de la capa plana y provocando un aumento del área del Circuito de la línea CITIC en la formación.


14. reglas de superposición de capas de energía y formaciones de tierra

Las diferentes capas de potencia deben evitar superponerse en el espacio. El objetivo principal es reducir la interferencia entre diferentes fuentes de energía, especialmente para algunas fuentes de energía con grandes diferencias de voltaje. Hay que evitar el problema de la superposición del plano de la fuente de alimentación y, si es difícil evitarlo, se puede considerar la capa intermedia de aislamiento.


Habilidades de cableado de placas de PCB y precauciones

1. precauciones de cableado entre la fuente de alimentación y el cable de tierra

1) se debe aumentar el capacitor de acoplamiento entre la fuente de alimentación y la tierra. Asegúrese de que la fuente de alimentación esté conectada al pin del chip después de pasar por el condensadores de desacoplamiento. (los condensadores de desacoplamiento suelen tener dos funciones: una es proporcionar corriente instantánea del CHIP y la otra es eliminar el ruido de potencia).

2) trate de ampliar el cable de alimentación y el cable de tierra, lo mejor es que el cable de tierra sea más ancho que el cable de alimentación, y el cable de alimentación sea más ancho que el cable de señal.

3) grandes áreas de cobre se pueden utilizar como cables de tierra, conectando áreas no utilizadas en placas de circuito impreso al suelo como cables de tierra. O se puede hacer en varias capas, una capa para la fuente de alimentación y una capa para el suelo.


2. procesamiento al mezclar circuitos digitales y analógicos

Hoy en día, muchos PCB ya no son circuitos funcionales únicos, sino que están compuestos por una mezcla de circuitos digitales y analógicos. Por lo tanto, al cableado, es necesario considerar la interferencia mutua entre ellos, especialmente la interferencia acústica con el suelo. Debido a la alta frecuencia de los circuitos digitales y la fuerte sensibilidad de los circuitos analógicos, las líneas de señal de alta frecuencia deben mantenerse lo más alejadas posible de los componentes sensibles de los circuitos analógicos. Sin embargo, para todo el pcb, el PCB solo puede tener un nodo externo, por lo que es necesario lidiar con el problema de que las señales digitales y analógicas comparten tierra dentro del pcb. Sin embargo, dentro de la placa de circuito, el suelo del circuito digital y el suelo del circuito analógico están prácticamente separados, solo en la conexión del PCB con el exterior. Hay un cortocircuito entre el circuito digital y el circuito analógico. Tenga en cuenta que solo hay un punto de conexión y también hay casos en los que no hay tierra pública en el pcb, que está determinado por el diseño del sistema.


3. tratamiento de la esquina de la línea

Por lo general, hay cambios de espesor en las esquinas de la línea, pero cuando el diámetro de la línea cambia, aparecen algunos fenómenos de reflexión. El ángulo tiene el peor impacto en la variación del espesor de la línea, el ángulo recto es el peor, el ángulo de 45 grados es mejor y el ángulo Redondo es el mejor. Sin embargo, en el diseño de pcb, el procesamiento de redondos es más engorroso, por lo que generalmente se determina en función de la sensibilidad de la señal. Por lo general, un ángulo de 45 grados es suficiente para la señal, y el redondeado solo se utiliza para líneas particularmente sensibles.


Un buen cableado de placas de PCB puede manejar algunos problemas prácticos que no se tienen plenamente en cuenta en el diseño esquemático, como ajustar el diseño de los componentes, manejar el grosor de los cables, el espaciamiento y el cableado para cumplir con los estándares de producción.