Lors de la conception de PCB, nous nous appuyons généralement sur l'expérience et les compétences que nous trouvons généralement en ligne. Chaque conception de PCB peut être optimisée pour une application spécifique et, en règle générale, ses règles de conception ne s'appliquent qu'à l'application cible. Par exemple, la règle PCB convertisseur analogique - numérique ne s'applique pas aux PCB RF et vice versa. Cependant, certaines directives peuvent être considérées comme communes à toute conception de PCB. Dans ce tutoriel, nous allons couvrir quelques questions de base et des conseils qui peuvent améliorer considérablement la conception de PCB.
Distribution de puissance et de signal
La distribution électrique est un élément clé de toute conception électrique. Tous vos composants dépendent de la puissance pour fonctionner. Selon votre conception, certains composants peuvent avoir une connexion d'alimentation, tandis que certains composants sur la même carte peuvent avoir une mauvaise connexion d'alimentation. Par exemple, si tous les composants sont alimentés par un seul fil, une impédance différente est observée pour chaque composant, ce qui crée plusieurs références à la terre. Par exemple, s'il y a deux circuits ADC, un au début et un à la fin, et que les deux ADC lisent la tension externe, chaque circuit analogique lira un potentiel différent par rapport à lui - même.
Nous pouvons résumer la distribution de puissance de trois manières possibles: source à point unique, source stellaire et source multipoint.
A) alimentation à point unique: l'alimentation et le fil de terre de chaque composant sont séparés. Les câbles d'alimentation de tous les composants ne se croisent qu'à un seul point de référence. Un seul point est considéré comme approprié comme source d'alimentation. Cependant, cela n'est pas faisable pour les projets complexes ou de grande / moyenne envergure.
(b) Star source: Star source can be regarded as an improvement on a single point source. It is different because of its key feature: the wiring length between components is the same. Star connections are commonly used for complex high-speed signal boards with various clocks. In a high-speed signal PCB, the signal usually comes from the edge and then goes to the center. All signals can be transmitted from the center to any region of the board, and there is a delay between regions.C) sources multiples: en tout état de cause, elles sont considérées comme pauvres. Cependant, il est facile à utiliser dans n'importe quel circuit. Les sources multipoints peuvent créer des différences de référence entre les composants et des différences de référence dans un couplage d'impédance commun. Ce style de conception permet également aux circuits IC, d'horloge et RF à haut commutateur d'introduire du bruit dans les circuits voisins qui partagent une connexion.
Bien sûr, nous n’aurons pas toujours un seul type de distribution dans notre vie quotidienne. Un compromis peut être réalisé en mélangeant une source mono - point avec une source multipoint. Vous pouvez mettre des appareils sensibles analogiques et des systèmes haute vitesse / RF en un seul point et tous les autres périphériques moins sensibles en un seul point.
Plan de puissance
Vous êtes - vous déjà demandé si vous devriez utiliser un avion électrique? La réponse est oui. La carte d'alimentation est l'un des moyens de transmettre de l'énergie et de réduire le bruit dans n'importe quel circuit. Le plan d'alimentation raccourcit le chemin de terre, réduit l'inductance et améliore les performances de compatibilité électromagnétique (CEM). Grâce à ces deux plans d'alimentation, un condensateur de découplage à plaques parallèles est créé pour empêcher la propagation du bruit.
La carte d'alimentation a également un avantage évident: en raison de sa plus grande surface, elle permet à un plus grand courant de circuler à travers, augmentant ainsi la plage de température de fonctionnement du PCB. Mais attention: la couche d'alimentation peut augmenter la température de fonctionnement, mais le câblage doit également être pris en compte. IPC - 2221 et IPC - 9592 donnent des règles de suivi
Pour les PCBs avec une source RF (ou toute application de signal à haute vitesse), il est nécessaire d'avoir une mise à la terre complète pour améliorer les performances de la carte. Les signaux doivent être sur des plans différents et il est presque impossible de satisfaire simultanément à ces deux exigences avec deux couches. Si vous souhaitez concevoir une antenne de faible complexité ou une carte RF, vous pouvez utiliser deux couches.
Dans la conception de signaux mixtes, les fabricants recommandent généralement de séparer la mise à la terre analogique de la mise à la terre numérique. Les circuits analogiques sensibles sont sensibles aux commutateurs et aux signaux à grande vitesse. Si la mise à la terre analogique et numérique est différente, le plan de mise à la terre sera séparé. Cependant, il présente les inconvénients suivants. Nous devrions prêter attention aux zones où la diaphonie et les boucles divisent le sol principalement causées par la discontinuité de la couche de terre. L'image ci - dessous montre un exemple de deux plans de masse indépendants. A gauche, le courant de retour ne peut pas passer directement le long de la ligne de signal, de sorte qu'une zone de boucle apparaît à la place de la zone de boucle à droite.