Tecnología de PCB - Resumen de las reglas de diseño y cableado de circuitos de PCB

1. diseño

10 reglas para el diseño de componentes:

1. siga el principio de diseño de "primero grande, luego pequeño, primero difícil y luego fácil", es decir, los circuitos unitarios importantes y los componentes centrales deben diseñarse primero.

2. el diseño del diseño del PCB debe referirse al diagrama de bloques de principios, y los componentes principales deben organizarse de acuerdo con las principales leyes de flujo de señal de la placa única.

3. la disposición de los componentes debe facilitar la puesta en marcha y el mantenimiento, es decir, los componentes grandes no deben colocarse alrededor de los componentes pequeños, los componentes que deben depurarse y deben tener suficiente espacio alrededor de los componentes.

4. para los componentes de circuito de la misma estructura, utilice un diseño estándar "simétrico" en la medida de lo posible;

5. optimizar el diseño de acuerdo con los estándares de distribución uniforme, equilibrio del Centro de gravedad y diseño hermoso;

6. el mismo tipo de componente plug - in debe colocarse en una dirección en la dirección X o Y. El mismo tipo de elemento discreto polarizado también debe esforzarse por ser coherente en la dirección X o y para facilitar la producción y la inspección.

7. los elementos de calefacción generalmente deben distribuirse uniformemente para facilitar la disipación de calor de la placa única y toda la máquina. Los dispositivos sensibles a la temperatura distintos de los elementos de detección de temperatura deben mantenerse alejados de los componentes que producen una gran cantidad de calor.

8. el diseño debe cumplir con los siguientes requisitos en la medida de lo posible: la conexión total es lo más corta posible y la línea de señal clave es la más corta; Las señales de alta tensión y alta corriente están completamente separadas de las señales débiles de baja corriente y baja tensión; Las señales analógicas y digitales están separadas; La señal de alta frecuencia se separa de la señal de baja frecuencia; El intervalo entre los componentes de alta frecuencia debe ser suficiente.

9. el diseño del condensadores de desacoplamiento debe estar lo más cerca posible del pin de alimentación del IC y el circuito formado entre él y la fuente de alimentación y el suelo debe ser el más corto.

10. en el diseño de los componentes, se debe considerar adecuadamente la posibilidad de agrupar en la medida de lo posible los equipos que utilicen la misma fuente de alimentación para facilitar la futura separación de la fuente de alimentación.

2. cableado en ángulo recto

El cableado en ángulo recto suele ser una situación que debe evitarse en el cableado de pcb, y casi se ha convertido en uno de los criterios para medir la calidad del cableado. ¿Entonces, ¿ cuánto impacto tendrá el cableado en ángulo recto en la transmisión de señal? En principio, el cableado en ángulo recto cambia el ancho de la línea de transmisión, lo que resulta en una resistencia discontinua. De hecho, no solo el cableado en ángulo recto, sino también el cableado en ángulo angular y agudo también pueden causar cambios de resistencia.

El impacto del enrutamiento en ángulo recto en la señal se refleja principalmente en tres aspectos:

Una es que el ángulo de rotación puede ser equivalente a la carga capacitiva en la línea de transmisión, ralentizando así el tiempo de subida;

En segundo lugar, la discontinuidad de la resistencia puede causar reflexión de la señal;

El tercero es el EMI producido por la punta del ángulo recto.

3. cableado diferencial

La señal diferencial (señal diferencial) se aplica cada vez más en el diseño de circuitos de alta velocidad. Las señales más críticas en los circuitos suelen diseñarse para tener una estructura diferencial. Definición: en palabras laicas, el conductor envía dos fases iguales y opuestas. Señal, el extremo receptor juzga el Estado lógico "0" o "1" comparando la diferencia entre los dos voltaje. Un par de rastros que llevan señales diferenciales se llaman rastros diferenciales.

En comparación con los rastros de señal de un solo extremo ordinarios, la señal diferencial tiene las ventajas más obvias en los siguientes tres aspectos:

A. fuerte capacidad antiinterferencia porque el acoplamiento entre los dos rastros diferenciales es muy bueno. Cuando hay interferencia acústica del exterior, se acoplan casi simultáneamente a dos líneas, y el extremo receptor solo se preocupa por la diferencia entre las dos señales. Por lo tanto, el ruido de modo común externo se puede eliminar por completo.

Puede inhibir eficazmente el emi. Por la misma razón, debido a las polaridades opuestas de las dos señales, los campos magnéticos que irradian pueden compensarse entre sí. Cuanto más estrecho sea el acoplamiento, menos energía electromagnética se liberará al mundo exterior.

El posicionamiento cronológico es preciso. Debido a que el cambio de interruptor de la señal diferencial se encuentra en el punto de cruce de las dos señales, a diferencia de las señales ordinarias de un solo extremo, que dependen de un voltaje umbral alto y un voltaje umbral bajo, se ve menos afectado por el proceso y la temperatura, lo que puede reducir el error cronológico. Pero también es más adecuado para circuitos de señal de baja amplitud. La popular LVDS (señal diferencial de baja tensión) se refiere a esta tecnología de señal diferencial de pequeña amplitud.

Para los ingenieros de pcb, la mayor preocupación es cómo garantizar que estas ventajas de las líneas de distribución diferencial se puedan aprovechar al máximo en el cableado real. Tal vez cualquiera que haya estado en contacto con el diseño entienda el requisito general de la línea de distribución de diferencias, es decir, "equidistancia".

La longitud igual es para garantizar que las dos señales diferenciales siempre mantengan la polo opuesta y reduzcan los componentes de modo común; Las distancias iguales son principalmente para garantizar que las impedancias diferenciales de ambos sean consistentes y reducir la reflexión. "Estar lo más cerca posible" es a veces uno de los requisitos para el cableado diferencial.

4. forma de serpiente:

El cableado en forma de serpiente es un método de cableado comúnmente utilizado en el diseño de pcb. El objetivo principal es ajustar el retraso para cumplir con los requisitos de diseño cronológico del sistema. Los diseñadores deben entender primero que las líneas en forma de serpiente pueden destruir la calidad de la señal, cambiar el retraso de transmisión y tratar de evitar usarla al cableado. Sin embargo, en el diseño real, para garantizar que la señal tenga un tiempo de retención suficiente o reducir el desplazamiento de tiempo entre el mismo conjunto de señales, generalmente es necesario enredar deliberadamente el cable.