Leiterplattentechnisch - Zusammenfassung der PCB-Schaltung Layout und Routing Regeln

1. Layout

10-Regeln des Bauteillayouts:

1. Folgen Sie dem Layoutprinzip "zuerst groß, dann klein, zuerst schwierig, einfach zuerst", das heißt, wichtige Einheitsschaltungen und Kernkomponenten sollten zuerst ausgelegt werden.

2. Das Prinzip-Blockdiagramm sollte in der PCB Layout Design, und die Hauptkomponenten sollten entsprechend dem Hauptsignalflussgesetz der Einzelplatine angeordnet sein.

3. Die Anordnung der Komponenten sollte für Debugging und Wartung bequem sein, das heißt, große Komponenten können nicht um kleine Komponenten gelegt werden, Komponenten, die debugged werden müssen, und es muss genügend Platz um die Komponenten herum sein.

4. Verwenden Sie für die Schaltungsteile der gleichen Struktur das "symmetrische" Standardlayout so viel wie möglich;

5. Optimieren Sie das Layout entsprechend den Standards der einheitlichen Verteilung, des ausgeglichenen Schwerpunkts und des schönen Layouts;

6. Dieselbe Art von Steckkomponenten sollte in einer Richtung in X- oder Y-Richtung platziert werden. Dieselbe Art von polarisierten diskreten Komponenten sollte auch darauf abzielen, in X- oder Y-Richtung konsistent zu sein, um Produktion und Inspektion zu erleichtern.

7. Die Heizelemente sollten im Allgemeinen gleichmäßig verteilt werden, um die Wärmeableitung des Furniers und der gesamten Maschine zu erleichtern. Andere temperaturempfindliche Geräte als das Temperaturerfassungselement sollten von den Komponenten ferngehalten werden, die große Wärmemengen erzeugen.

8. Das Layout sollte die folgenden Anforderungen so weit wie möglich erfüllen: die Gesamtverbindung ist so kurz wie möglich, und die Schlüsselsignalleitung ist die kürzeste; Hochspannung, großes Stromsignal und niedriger Strom, schwaches Signal der Niederspannung sind vollständig getrennt; analoges und digitales Signal getrennt sind; Hochfrequenzsignal getrennt von niederfrequenten Signalen; der Abstand der Hochfrequenzbauteile sollte ausreichend sein.

9. Das Layout des Entkopplungskondensators sollte so nah wie möglich am Stromversorgungsstift des IC sein, und die Schleife, die zwischen ihm und der Stromversorgung und Masse gebildet wird, sollte die kürzeste sein.

10. Im Bauteillayout sollte angemessen darauf geachtet werden, die Geräte, die dasselbe Netzteil verwenden, so weit wie möglich zusammenzufügen, um die zukünftige Trennung der Stromversorgung zu erleichtern.

2. Rechtwinklige Verlegung

Rechtwinklige Verdrahtung ist in der Regel eine Situation, die in der Regel so weit wie möglich vermieden werden muss Leiterplattenverdrahtung, und es ist fast zu einem der Standards für die Messung der Qualität der Verkabelung geworden. Wie viel Einfluss hat also die rechtwinklige Verdrahtung auf die Signalübertragung?? Grundsätzlich, Das rechtwinklige Routing ändert die Leitungsbreite der Übertragungsleitung, Ursache einer Unterbrechung der Impedanz. In der Tat, nicht nur rechtwinklige Fräsung, aber auch Ecken und Winkelführung können Impedanzänderungen verursachen.

Der Einfluss des rechtwinkligen Routings auf das Signal spiegelt sich hauptsächlich in drei Aspekten wider:

Eine ist, dass die Ecke einer kapazitiven Last auf der Übertragungsleitung entsprechen kann, die die Anstiegszeit verlangsamt;

Zweitens verursacht diskontinuierliche Impedanz Signalreflexion;

Das dritte ist das EMI, das durch die rechtwinklige Spitze erzeugt wird.

3. Differenzverdrahtung

Differentialsignal (Differentialsignal) wird mehr und mehr im Hochgeschwindigkeitsschaltungsdesign verwendet. Das kritischste Signal in der Schaltung ist oft mit einer differentiellen Struktur ausgelegt. Definition: Der Fahrer sendet zwei gleiche und entgegengesetzte Phasen. Signal, das Empfangsende beurteilt den Logikzustand "0" oder "1" durch Vergleich der Differenz zwischen den beiden Spannungen. Das Paar von Leitern, die Differenzsignale tragen, wird Differentialspuren genannt.

Im Vergleich zu gewöhnlichen einseitigen Signalspuren haben Differenzsignale die offensichtlichsten Vorteile in den folgenden drei Aspekten:

a. Starke Anti-Interferenz Fähigkeit, weil die Kopplung zwischen den beiden differentiellen Spuren sehr gut ist. Bei Störgeräuschen von außen sind sie fast gleichzeitig an die beiden Leitungen gekoppelt, und das Empfangsende kümmert sich nur um den Unterschied zwischen den beiden Signalen. Dadurch kann das externe Gleichtaktrauschen vollständig abgebrochen werden.

b. Es kann EMI wirksam unterdrücken. Aus dem gleichen Grund können sich die von ihnen ausgestrahlten elektromagnetischen Felder aufgrund der entgegengesetzten Polarität der beiden Signale gegenseitig aufheben. Je enger die Kupplung, desto weniger elektromagnetische Energie wird nach außen entlüftet.

c. Die Zeitpositionierung ist genau. Da der Schalterwechsel des Differenzsignals am Schnittpunkt der beiden Signale liegt, im Gegensatz zu gewöhnlichen einseitigen Signalen, die auf den hohen und niedrigen Schwellenspannungen beruhen, um zu bestimmen, wird er weniger durch den Prozess und die Temperatur beeinflusst, was den Fehler im Timing verringern kann., Aber auch besser geeignet für Signalschaltungen mit geringer Amplitude. Die aktuelle populäre LVDS (Low Voltage Differential Signaling) bezieht sich auf diese kleine Amplitudendifferenzsignalisierungstechnologie.

Für PCB-Ingenieure ist die größte Sorge, wie sichergestellt werden kann, dass diese Vorteile der Differenzverdrahtung vollständig in der tatsächlichen Verdrahtung genutzt werden können. Vielleicht versteht jeder, der mit Layout in Kontakt war, die allgemeinen Anforderungen an differentielle Verdrahtung, das heißt "gleiche Länge und gleiche Entfernung".

Die gleiche Länge soll sicherstellen, dass die beiden Differenzsignale jederzeit entgegengesetzte Polaritäten beibehalten und die Gleichtaktkomponente reduzieren; Der gleiche Abstand besteht hauptsächlich darin, sicherzustellen, dass die Differenzimpedanzen der beiden konsistent sind und Reflexionen reduzieren. "So nah wie möglich" ist manchmal eine der Anforderungen an die Differenzverdrahtung.

4.Schlangenlinie:

Schlangenlinie ist eine Art von Routing-Methode, die häufig in PCBLayout. Sein Hauptzweck ist es, die Verzögerung anzupassen, um die Systemzeitentwurfsanforderungen zu erfüllen. Der Designer muss zuerst dieses Verständnis haben: Die Serpentinenlinie zerstört die Signalqualität, die Übertragungsverzögerung ändern, und versuchen Sie, es zu vermeiden, wenn Sie es verdrahten. Allerdings, im eigentlichen Design, um sicherzustellen, dass das Signal ausreichend Haltezeit hat, oder um den Zeitversatz zwischen derselben Signalgruppe zu reduzieren, Es ist oft notwendig, den Draht bewusst aufzuwickeln.