PCB Blogu - İyi bir PCB tahtasını nasıl yapacağız?

Herkes biliyor ki, PCB tahtasını tasarlanmış bir şematik tahtasına gerçek PCB tahtasına dönüştürmek. Lütfen bu işlemi aşağı tahmin etmeyin. Principle çalışan birçok şey var ama mühendislik içinde ulaşabilmek zor, ya da başkalarının ulaşabileceği bir şey, ama başkalarının ulaşamayacağı bir şey. Bu yüzden PCB tahtasını yapmak zor değil ama PCB tahtasının iyi bir iş yapmak kolay bir görevi değil. Mikro elektronik alanındaki iki büyük zorluk yüksek frekans sinyallerinin ve zayıf sinyallerin işlemidir. Bu konuda, PCB tahta üretimi seviyesi özellikle önemlidir. Aynı prensip tasarımı, aynı komponentler ve farklı insanlar tarafından üretilen PCB tahtaları farklı özellikleri vardır. Sonuç, nasıl iyi bir PCB tahtası yapabiliriz? Geçmiş tecrübelerimize dayanarak, görüntülerimizi aşağıdaki açılarda paylaşmak istiyoruz:

1. Tasarım hedeflerinizi açıklayın.

Bir tasarım görevi alırken, öncelikle tasarım amacını a çıklamak gerekiyor, sıradan bir PCB tahtası, yüksek frekans bir PCB tahtası, küçük sinyal işleme tahtası, ya da yüksek frekans ya da küçük sinyal işlemesi olan PCB tahtası. Eğer sıradan bir PCB tahtası ise, düzenleme ve düzenleme mantıklı ve sağlam olduğu sürece ve mekanik boyutları doğru, orta yük hatları ve uzun hatlar varsa, yükü azaltmak için bazı yollar kullanılmalı. 40MHz sinyal çizgilerinden fazla olduğunda, bu sinyal çizgilere, çizgiler arasındaki karışık konuşma gibi özel düşünce verilmeli. Frekans yüksek ise, sürücünün uzunluğunda daha sert sınırlar olacak. Dağıtılmış parametrelerin a ğ teoriyasına göre, yüksek hızlı devreler ve sürücüler arasındaki etkileşim sistem tasarımında görmezden gelemeyecek karar verici bir faktördür. Kapı iletişim hızının arttırılmasıyla sinyal çizgisindeki tersiyle arttırılacak ve yakın sinyal çizgiler arasındaki kısıtlık proporsyonal olarak arttıracak. Genelde yüksek hızlı devrelerin enerji tüketmesi ve ısı patlaması da büyük. Yüksek hızlı PCB'ler yaptığında, board'a yeterli dikkat vermelidir. Milivolt seviyesinin zayıf sinyalleri veya mikrovolt seviyesinin bile olduğunda bu sinyal çizgileri için özel ilgi gerekiyor. Çünkü küçük sinyal çok zayıf, diğer güçlü sinyaller tarafından karıştırılmak çok kolay ve koruma ölçüleri sık sık sık ihtiyacı var. Sinyal-sesle bağlantısını çok düşürüyor. Sonuç olarak kullanışlı sinyal gürültü tarafından kapılır ve etkili şekilde çıkarılmaz. Tahtanın komisyonu tasarlama sahnesinde de düşünmeli. Teste noktasının fiziksel yerini ve teste noktasının izolasyonunu görmezden gelemez çünkü bazı küçük sinyaller ve yüksek frekans sinyalleri ölçüm sonunda doğrudan eklemez. Ayrıca, tahta katlarının sayısı, kullanılan komponentlerin paket şeklini ve tahta mekanik gücünü düşünmeli. PCB tahtasını yapmadan önce tasarımın tasarımın hedeflerini bilmek gerekir.

2. Kullanılan komponentlerin fonksiyonlarının düzenlemesini ve yönlendirme şartlarını anlayın.

Bazı özel komponentlerin LOTI ve APH'de kullanılan analog sinyal amplifikatörleri gibi düzenleme ve düzenleme için özel ihtiyaçları olduğunu biliyoruz. Analog sinyal amplifikatörlerin stabil güç sağlığı ve küçük parçalanması gerekiyor. Analog küçük sinyal parças ı güç cihazından mümkün olduğunca uzak tutmalı. OTI tahtasında, küçük sinyal genişletici bir parçası da özellikle elektromagnet araştırmalarını korumak için korumak üzere kalkan örgütüyle ekipmektedir. GLINK çipi, NTOI tahtasında kullanılan ECL sürecini kabul ediyor. Çok güç tüketiyor ve sıcaklık üretiyor. Düzenleme sırasında sıcak dağıtım sorununa özel düşünce verilmeli. Doğal ısı parçalanması kullanılırsa, GLINK çipi hava döngüsünün relativ yumuşak olduğu yere yerleştirilmeli. ve sıcaklık bozulmuş diğer çiplere büyük bir etkisi yaramaz. Eğer board konuşmacılar veya diğer yüksek güç cihazlarıyla birleştirilirse, bu da enerji tasarımına ciddi bir kirlilik olabilir. Bu da yeterince dikkatli olmalı.

3. Komponent dizim düşünceleri

Komponentlerin dizisinde düşünülecek ilk faktörlerden biri elektrik performansı. Bilgisayarla yakın bağlı olan komponentler mümkün olduğunca birlikte yerleştirilmeli. Özellikle de yüksek hızlı hatlar için, dizim mümkün olduğunca kısa olmalı. Güç sinyali ve küçük sinyal cihazları ayrılacak. Devre performansını tatmin etmek üzere, bu komponentlerin testi için uygun olduğu sağlam ve güzel bir şekilde yerleştirilmesi de gerekli. Tahtanın mekanik büyüklüğü ve soketin yerini de dikkatli düşünmeli. Yüksek hızlı sistemler arasındaki bağlantılar üzerinde yerleştirme ve propagasyon gecikme zamanları da sistem tasarımında ilk düşünceler. Sinyal çizgisindeki yayınlama zamanının genel sistem hızına büyük etkisi var, özellikle hızlı ECL devreleri için. Tümleşik devre bloğunun hızı çok yüksek olsa da, sırt uçaktaki sıradan bağlantı çizgilerinin kullanılması yüzünden (sırada yaklaşık 30 cm uzunluğunda) 2ns gecikme zamanı arttıracak, bu da sistem hızını çok azaltır. Değiştirme kayıtları ve sinkron sayıları gibi eşzamanlı çalışma komponentleri aynı eklenti tahtasına yerleştirilir, çünkü saat sinyallerinin geçirme zamanı farklı eklenti tahtalarına eşit değil, bu da değiştirme kayıtlarının usta hatasına sebep olabilir. Eşzamanlama kritik olduğu yerde, her masaya eşit olmalı.

4. Düzenleme için düşünceler

OTNI ve yıldız fiber ağının tasarımının tamamlanmasıyla, gelecekte tasarlanılacak 100 MHz üzerindeki yüksek hızlı sinyal hatları ile daha fazla tahtalar olacak. Burada yüksek hızlı hatların bazı temel fikirleri girecek. Bastırılmış devre tabağındaki her "uzun" sinyal yolu bir yayım hattı olarak kabul edilebilir. Eğer çizginin propagasyon gecikmesi sinyal yükselmesi zamanından çok kısa olursa, sinyal yükselmesi sırasında üretilen herhangi bir gösterim boğulacak. Çıkarmak, tekrar atmak ve çalmak artık mevcut değil. Ağımdaki MOS devrelerinin çoğuna göre, yayılma zamanının yayılması saatinin oranı çok daha büyükdür, izler sinyal bozulması olmadan metrlerde ölçülebilir. Ve daha hızlı mantıklı devreler için, özellikle çok yüksek hızlı. Birleşik devreler için, sınır hızının arttığı yüzünden, eğer başka bir ölçü alınmadıysa izlerin uzunluğu sinyal büyüklüğünü korumak için çok kısa olmalı. Yüksek hızlı devreler ciddi dalga formu bozukluğu olmadan relativ uzun hatlarda çalışmak için iki yol var. TTL, hızlı düşen kenarlar için Schottky diode çarpmasını kullanır, böylece aşağıdaki bir diod düşüşümün altındaki potansiyellere çarpılmasını sağlar. Bu, sonraki tekrarlığın büyüklüğünü azaltır, daha yavaş yükselmesi kısmının üstüne geçmesini sağlar, fakat "H" seviyesinde devre'nin relatively yüksek çıkış impedansı (50-80Ω) tarafından azaltılır. Ayrıca "H" seviyesinin yüksek bağışlanması nedeniyle, yenilenme sorunu pek önemli değil. HCT seri aygıtları için, eğer Schottky diod çarpışması ve seri dirençlik sonlandırma metodları kullanılırsa, gelişme geliştirilecek. etkisi daha açık olacak. Yüksek bit hızları ve daha hızlı sınır hızlarında, yukarıdaki TTL oluşturma yöntemleri sinyal çizgisinin boyunca çıkarken biraz yeterli değildir. Sınırdaki yansıtılmış dalgalar yüzünden, yüksek bit hızla birleştirecekler, ciddi sinyal bozukluğuna ve bağışlanma müdahalesine düşürülecekler. Bu yüzden, yansıtma problemini çözmek için, genelde ECL sisteminde başka bir metod kullanılır: çizgi impedance eşleşme metodu. Bu şekilde refleksler kontrol edilebilir ve sinyal bütünlük garanti edilebilir. Sıfır konuşurken, alışkanlı TTL ve CMOS aygıtları için daha yavaş sınır hızı ile iletişim hatları çok gerekli değil. Daha hızlı sınır hızlı ECL aygıtları için gönderme hatları da her zaman gerekli değildir. Fakat iletişim hatlarını kullandığında, kablo gecikmelerini, kontrol refleksiyonlarını ve oscilasyonlarını impedance eşleştirmeleri üzerinden tahmin etmek için avantajları vardır. İletişim çizgisinin kullanılmasını belirleyen beş temel faktör var. Bunlar: (1) Sistem sinyali sınır hızı, (2) Uzaklık silme (3) Kapacitiv yükü (ne kadar fan-out), (4) Direnç yükü (hattı sonlandırma yöntemi); (5) İzin verilebilir yüzde tekrarlama ve aşağılık (AC bağışlığı azaltma).

5. Birkaç tür iletişim hattı

1) Koksiyal kabel ve çevrili çift: Sisteme-sisteme bağlantılar için sık sık kullanılır. Koksiyal kablosun özellikleri engellemesi genellikle 50Ω ve 75Ω ve çevrili çift genellikle 110Ω.

2) Bastırılmış tahtadaki mikrostrip çizgi, mikrostrip çizgi strip yöneticidir (sinyal çizgi). Yer uça ğından bir dielektrik ile izolacılmış. Eğer çizginin toprak uçağından kalınlık, genişlik ve uzaktan kontrol edilebilirse, özellikleri de impedance kontrol edilebilir. Mikrostrip çizgisinin birim uzunluğunda yayılma gecikme zamanı sadece dielektrik konstantüne bağlı ve çizgi genişliği veya uzanımla ilgisi yok.

3) Bastırılmış tahtalarda Striplines

Striptiz çizgi, iki yönetici uçak arasındaki dielektrik ortasında yerleştirilmiş bir bakra striptiz çizgidir. Eğer çizginin kalınlığı ve genişliğini, ortamın dielektrik konstantlerini ve iki yönetici uçakların arasındaki uzağı kontrol edilebilirse, çizginin özellikleri de kontrol edilebilir. Strip çizginin uzunluğunda birim boyunca yayılma gecikme zamanı çizginin genişliği ya da uzanımı ile bağlı. önemsiz; Sadece kullanılan ortamın sayısal izniyle bağlı.

İletişim çizgisini bitir: çizginin karakteristik impedansına eşit bir direksiyonla alınan bir çizginin sonunu bitir, sonra transmis çizgisini paralel sonlandırılmış bir bağlantısı denir. Çoğunlukla elektrik performansı almak için kullanılır, bölünen yükleri dahil kullanılır. Bazen elektrik tüketimini kurtarmak için 104 kapasitör, DC kaybını etkili olarak azaltmak için AC sonlandırma devresi oluşturmak için sonlandıran direktörle bağlantılıyor. Sürücü ve iletişim hattı arasında bir direnişçi seride bağlanıyor ve çizginin sonu artık son verici direnişle bağlanmıyor. Bu sonlandırma yöntemi seri sonlandırma denir. Daha uzun hatlarda vuruş ve çalma seri damlama veya seri sonlandırma teknikleri ile kontrol edilebilir. Seri damlaması, sürücü kapısının çıkışı ile seride küçük bir dirençli (genellikle 10-75Ω) kullanarak başarılı oluyor. Bu korkunç yöntemi, özellikleri impedans kontrol edilen kablolarda kullanılabilir (yani uçak sürücüsü, yeryüzü uçakları olmadan devre tahtaları ve çoğu kabloları, etc.). Seride sonlandığında seri dirençlerinin değeri devre (sürücü kapısı) çıkış impedance ile bağlı. Topum transmis çizgisinin karakteristik engellemesine eşit. Seri sonlandırılmış çizginin sadece sıkıştırılmış yükler sonlandırma ve daha uzun bir propagasyon gecikme zamanında kullanılabileceğini göz önünde bulunuyor. Fakat bu kısıtlı seri sonlandırılmış yayın hatlarını kullanarak üstlenebilir. Parallel sonlandırılmış çizgiler ikisi de kendi avantajları vardır. Bu ikisi de tasarımcının hobisine ve sistemin ihtiyaçlarına bağlı. Tam ve bozukluğu özgür. Uzun hatta yükü uzun hatta süren sürücü sürücü sürücü sürücü sürücü sürücü gecikme zamanı etkilemeyecek ve sinyal kenarı hızına etkilemeyecek, ama sinyalin geçirme zamanı uzun hatta boyunca artmayacak. Büyük bir hayranı sürerken, dışarı çıktığında, yük kısa hattan, seri sonunda yükünü toplamak zorunda olan terminal yerine, hatta yükünü toplamak zorunda kalan çizgi üzerinde dağıtılabilir. Seri sonlandırma yöntemi devre birkaç paralel yük hatlarını sürüştürebilir. Yükleme yüzünden sebep olan gecikme zamanının artması paralel sonlandırılmış çizginin yaklaşık iki kez daha büyükdür, kısa çizgi sınır hızını yavaşlatır ve kapasitet yükü yüzünden sürücü kapı gecikme zamanı arttırır. Ancak, seri sonlandırılmış çizginin karıştırması paralel sonlandırılmış çizginin ondan daha yüksektir. Ana sebebi, seri sonlandırılmış dönüşünde yayılan sinyal genişliğinin sadece mantıklı dönüşünün yarısı, bu yüzden değiştirme akışı paralel sonlandırılmış değiştirme akışının yarısı ve sinyal enerjisi küçük. Kısaca konuşması da PCB tahtasında küçük.