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Come migliorare i problemi e le competenze di base della progettazione di schede PCB
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Come migliorare i problemi e le competenze di base della progettazione di schede PCB

2022-08-19
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Author:pcb
p>Durante la progettazione Scheda PCB, Di solito ci affidiamo a precedenti esperienze e suggerimenti che normalmente troveremo online. Ogni Scheda PCB Il progettazione può essere ottimizzato per una specifica applicazione, e di solito, le sue norme di progettazione si applicano solo alla domanda di destinazione. Per esempio, Convertitore analogico-digitale Scheda PCB le regole non si applicano alla RF Scheda PCBs e viceversa. Tuttavia, alcuni orientamenti possono essere considerati generali per qualsiasi Scheda PCB progettazione. Qui, in questo tutorial, Ci occuperemo di alcune domande di base e suggerimenti che possono migliorare notevolmente il vostro Scheda PCB design.

Power and Signal Distribution
Power distribution is a critical element in any electrical design. Tutti i componenti si basano sulla forza per svolgere le loro funzioni. A seconda del design, alcuni componenti possono avere buoni collegamenti di alimentazione e alcuni componenti sulla stessa scheda possono avere connessioni di alimentazione scarse. Per esempio, se tutti i componenti sono alimentati da una traccia, ogni componente osserverà una diversa impedenza, con conseguenti riferimenti multipli. Per esempio, e ha due circuiti ADC, uno all'inizio e uno alla fine, e entrambi gli ADC leggono una tensione esterna, Ogni circuito analogico leggerà un potenziale diverso rispetto a se stesso. Possiamo riassumere la distribuzione dell'energia in 3 modi possibili:, sorgente stellare e sorgente multipunto.

1) Single point power supply: The power and ground wires of each component are separated from each other. Le tracce di potenza di tutti i componenti si incontrano solo in un unico punto di riferimento. Un singolo punto è considerato adatto per l'alimentazione. Tuttavia, per complessi o grandi/progetti di medie dimensioni questo non è fattibile.
2) Xingyuan: Xingyuan can be regarded as an improvement of a single point source. Si differenzia per la sua caratteristica chiave: la stessa lunghezza di tracce tra i componenti. Le connessioni stellari sono spesso utilizzate per schede di segnale ad alta velocità complesse con vari orologi. Nel segnale ad alta velocità Scheda PCBs, il segnale di solito proviene dal bordo e poi raggiunge il centro. Tutti i segnali possono viaggiare dal centro a qualsiasi area della scheda con un ritardo tra le aree.
3) Multi-point source: considered poor in any case. Tuttavia, è facile da usare in qualsiasi circuito. Le sorgenti di punti multipli possono creare differenze di riferimento tra i componenti e nell'accoppiamento di impedenza comune. Questo stile di design consente anche IC ad alta commutazione, Orologi e circuiti RF per introdurre rumore nei circuiti vicini che condividono connessioni. Naturalmente, nella nostra vita quotidiana, non saremo sempre in grado di avere un unico tipo di distribuzione. Il compromesso che possiamo raggiungere è quello di mescolare sorgenti a singolo punto con sorgenti a più punti. È possibile avere apparecchiature sensibili analogiche e ad alta velocità/Sistemi RF in un unico punto, mentre tutte le altre periferiche meno sensibili in un unico punto.

Powered aircraft
Have you ever wondered if you should use a power plane? La risposta è sì. Le strisce elettriche sono uno dei modi per fornire energia e ridurre il rumore in qualsiasi circuito. Il piano di potenza accorcia il percorso del terreno, riduce l'induttanza, and improves electromagnetic compatibility (EMC) performance. Grazie anche al fatto che i piani di potenza su entrambi i lati creano anche un condensatore di disaccoppiamento a piastra parallela, prevenire la propagazione del rumore. La scheda di alimentazione ha anche un vantaggio distinto: grazie alla sua area più ampia, permette di passare più corrente, aumentando così l'intervallo di temperatura di esercizio del Scheda PCB. Ma attenzione: gli aerei di potenza migliorano la temperatura di esercizio, ma devono anche considerare le tracce. Per Scheda PCBs with RF sources (or any high speed signal application), devi avere un piano di terra completo per migliorare le prestazioni della tavola. I segnali devono essere su piani diversi, ed è quasi impossibile soddisfare entrambi i requisiti con una scheda a due strati. Se si desidera progettare un'antenna o qualsiasi scheda RF a bassa complessità, si può fare con due strati. In progetti a segnale misto, I produttori consigliano spesso di separare il terreno analogico da quello digitale. I circuiti analogici sensibili sono suscettibili a commutazioni e segnali ad alta velocità. Se le basi analogiche e digitali sono diverse, i piani di terra saranno separati. Tuttavia, ci sono i seguenti svantaggi. Dovremmo prestare attenzione alle aree crosstalk e loop che dividono il terreno principalmente a causa di discontinuità nel piano di terra. A sinistra, la corrente di ritorno non può passare direttamente lungo la traccia del segnale, quindi c'è un'area loop che non è progettata sulla destra.

Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Interference (EMI)
For high frequency designs (such as RF systems), L'IME può essere un grande svantaggio. I piani di terra discussi in precedenza aiutano a mitigare l'IME, ma dipende dal tuo Scheda PCB, gli aerei di terra possono presentare altri problemi. In laminato a quattro o più strati, la distanza dal piano è critica. Quando la capacità interplane è piccola, il campo elettrico si diffonderà su tutta la linea. Allo stesso tempo, l'impedenza tra i due piani è ridotta, permettendo alla corrente di ritorno di fluire verso il piano del segnale. Questo creerà EMI per qualsiasi segnale ad alta frequenza che passa attraverso il piano. Una soluzione semplice per evitare la generazione di EMI è quella di impedire ai segnali ad alta velocità di attraversare più strati. Aggiungere condensatori di disaccoppiamento; e posizionare vie di terra intorno alle tracce del segnale. L'immagine sotto mostra un buon Scheda PCB progettazione con segnali ad alta frequenza.

Filter noise
Bypass capacitors and ferrite beads are capacitors used to filter noise generated by any components. Fondamentalmente, qualsiasi I/O pin può essere una fonte di rumore se utilizzato in qualsiasi applicazione ad alta velocità. Per fare buon uso di questi, Dovremo prestare attenzione a quanto segue: Posizionare sempre le perle di ferrite e i condensatori di bypass il più vicino possibile alla fonte di rumore. Quando utilizziamo il posizionamento automatico e l'instradamento automatico, la distanza deve essere considerata per il controllo. Evitare vias e qualsiasi altra traccia tra il filtro e il componente. Se c'è un piano di terra, utilizzare più vias per macinarlo correttamente Scheda PCB.