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PCBボード設計の基本的な問題と技術を改善する方法
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PCBボード設計の基本的な問題と技術を改善する方法

2022-08-19
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Author:pcb
p>設計時 PCBボード, 我々は通常、以前の経験と我々は通常オンラインで見つけるのヒントに依存して. あらゆる PCBボード デザインは特定のアプリケーションに最適化できます, 通常, そのデザインルールは、ターゲットアプリケーションにのみ適用されます. 例えば, アナログデジタル変換器 PCBボード 規則はRFには適用されない PCBボードsとその逆. しかし, あるガイドラインは一般的なものとみなされる PCBボード デザイン. ヒア, このチュートリアルでは, 我々は劇的に改善することができますいくつかの基本的な質問やヒントをカバーします PCBボード デザイン.

Power and Signal Distribution
Power distribution is a critical element in any electrical design. すべてのコンポーネントは、その機能を実行するための強さに依存して. デザインによって, いくつかの構成要素は、良好な電力接続を有することができ、同一ボード上のいくつかのコンポーネントは、電源接続が悪いかもしれない. 例えば, すべてのコンポーネントが1つのトレース, 各成分は、異なるインピーダンスを観測する, 結果として、複数の基底参照. 例えば, つのADC回路があるならば, 始めのものと最後のもの, そして、両方のADCは、外部電圧, 各アナログ回路は、自分自身に対して異なる電位を読む. 我々は、3つの可能な方法で配電を要約することができます, スター源と多点源.

1) Single point power supply: The power and ground wires of each component are separated from each other. すべてのコンポーネントのパワートレースは、単一の基準点だけで満たす. 一つの点は力に適している. しかし, 複雑または大きい/中規模プロジェクトこれは実現不可能です.
2) Xingyuan: Xingyuan can be regarded as an improvement of a single point source. それはその重要な特性のために異なります:コンポーネント間の同じ長さの痕跡. スター接続は、様々な時計を有する複雑な高速信号板にしばしば使用される. 高速信号中 PCBボードs, 信号は、通常、エッジから来るし、センターに達する. すべての信号は、センター間の遅延を使用して、ボードの任意の領域には、センターから旅行することができますて.
3) Multi-point source: considered poor in any case. しかし, どんな回路でも使いやすい. 多点源は、部品と共通インピーダンス結合の間の基準差を生成することができる. この設計スタイルはまた、高スイッチングIC, 接続を共有する近傍回路にノイズを導入するクロック及びRF回路. もちろん, 日常生活で, 私たちは、常に1つのタイプの分配を持つことができません. 我々が達成できる妥協は、単一点源と多点源を混ぜることである. あなたはアナログ感のある機器と高速を持つことができます/一箇所におけるRFシステム, 一方の場所で他のすべてのより敏感な周辺機器.

Powered aircraft
Have you ever wondered if you should use a power plane? 答えはイエス. パワーストリップは、どんな回路でも電力を供給して、雑音を減らす方法のうちの1つです. パワープレーンはグランドパスを短くする, インダクタンスを減らす, and improves electromagnetic compatibility (EMC) performance. 両側の電力面も平行板減結合コンデンサを作るという事実に感謝します, 騒音伝搬の防止. パワーボードもまた別の利点を持っている, より多くの電流を通過することができます, それにより、動作温度範囲を増加させる PCBボード. しかし、注意:パワープレーンは、作動温度を改善します, しかし、また、トレースを考慮する必要があります. For PCBボードs with RF sources (or any high speed signal application), あなたはボードの性能を向上させるために完全な地上飛行機を持っている必要があります. 信号は別の面になければならない, そして、2層板で両方の要件を満たすのはほぼ不可能です. アンテナまたは低複雑さのRFボードを設計する場合, つの層でそれを行うことができます. 混合信号設計, メーカーはしばしばデジタルグラウンドからアナロググラウンドを分離することを推奨する. 高感度アナログ回路は高速スイッチングと信号に影響されやすい. アナログとデジタル根拠が異なるならば, 地面は離陸する. しかし, 以下の欠点がある. 地面の不連続性のために地面を分割するクロストークとループ領域に注意を払うべきである. 左側に, リターン電流は信号トレースに沿って直接通過できない, したがって、右側に設計されていないループ領域があります.

Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Interference (EMI)
For high frequency designs (such as RF systems), EMIは大きな欠点である. 地面の飛行機は以前に論じたが、EMIを緩和する, しかし、あなたの PCBボード, 接地面は他の問題を導入する. 4層以上の積層体で, 飛行機までの距離は重要です. 面間容量が小さいとき, 電場は板の向こう側に広がる. 同時に, つの平面間のインピーダンスは減少する, リターン電流を信号面に流す. これは、飛行機を通過するどんな高周波信号のためにもEMIをつくります. EMIを発生させないための簡単な解決策は、複数の層を横断する高速信号を防止することである. デカップリングコンデンサを追加;そして、信号跡の周りに地面バイアを置いてください. 下の画像は良い PCBボード 高周波信号による設計.

Filter noise
Bypass capacitors and ferrite beads are capacitors used to filter noise generated by any components. Basically, 任意の/oピンは、任意の高速アプリケーションで使用される場合ノイズの源にすることができます. これらをうまく利用する, フェライトビーズとバイパスコンデンサをできるだけ近い場所でノイズ源に置くことに注意しなければならない. 自動配置とオートルーティングを使用する場合, チェックのために距離を考慮すべき. フィルタおよびコンポーネント間のビアおよび他のトレースを避ける. 地面があるならば, 適切にそれを接地するために複数のバイアを使用してください PCBボード.