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Il processo più basilare di progettazione di un circuito stampato PCB può essere suddiviso in tre fasi: progettazione schematica del circuito, generazione di netlist e progettazione del circuito stampato PCB. Non importa che sia il layout del dispositivo sulla scheda o il cablaggio, ecc., ci sono requisiti specifici.
Ad esempio, il cablaggio di ingresso e uscita dovrebbe essere evitato il più possibile per evitare interferenze. Il percorso parallelo delle due linee di segnale deve essere separato dal filo di terra e il cablaggio di due strati adiacenti dovrebbe essere il più possibile perpendicolare l'uno all'altro. È probabile che l'accoppiamento parassitico avvenga in parallelo. I fili di alimentazione e di massa devono essere separati in due strati per quanto possibile per essere perpendicolari l'uno all'altro. In termini di larghezza della linea, un cavo di massa largo può essere utilizzato come anello per il circuito digitale PCB, che costituisce una rete di terra (i circuiti analogici non possono essere utilizzati in questo modo), e viene utilizzata una grande area di rame. Di seguito, l'editor di Baineng.com spiega i principi e alcuni dettagli a cui è necessario prestare attenzione nella progettazione PCB della scheda di controllo del microcomputer a chip singolo.
In termini di layout dei componenti, i componenti collegati tra loro dovrebbero essere posizionati il più vicino possibile. Ad esempio, il generatore di clock, l'oscillatore di cristallo e l'ingresso dell'orologio della CPU sono tutti soggetti al rumore, quindi dovrebbero essere posizionati più vicini. Per quei dispositivi che sono inclini al rumore, circuiti a bassa corrente, circuiti di commutazione di circuiti ad alta corrente, ecc., tenerli lontani dal circuito di controllo logico e dal circuito di archiviazione (ROM, RAM) del microcomputer a chip singolo il più possibile. Se possibile, questi circuiti possono essere trasformati in circuiti. Scheda, questo favorisce l'anti-interferenza e migliora l'affidabilità del lavoro del circuito.
Prova a installare condensatori di disaccoppiamento accanto a componenti chiave come ROM, RAM e altri chip. Infatti, tracce del circuito stampato, connessioni a pin e cablaggio, ecc. possono contenere grandi effetti di induttanza. La grande induttanza può causare forti picchi di rumore di commutazione sulla traccia Vcc. L'unico modo per evitare picchi di rumore di commutazione sulle tracce Vcc è posizionare un condensatore di disaccoppiamento elettronico 0.1uF tra VCC e alimentazione a terra. Se sul circuito vengono utilizzati componenti di montaggio superficiale, i condensatori chip possono essere utilizzati direttamente contro i componenti e fissati sul pin Vcc. È meglio usare condensatori ceramici, perché questo tipo di condensatore ha bassa perdita elettrostatica (ESL) e impedenza ad alta frequenza, e la temperatura e il tempo della stabilità dielettrica di questo tipo di condensatore sono anche molto buoni. Cercate di non usare condensatori al tantalio, perché la loro impedenza è più alta alle alte frequenze.
Prestare attenzione ai seguenti punti quando si posizionano condensatori di disaccoppiamento:
Collegare un condensatore elettrolitico 100uF attraverso l'estremità di ingresso di alimentazione del circuito stampato. Se il volume lo consente, una capacità maggiore è migliore.
In linea di principio, un condensatore ceramico 0.01uF deve essere posizionato accanto a ogni chip di circuito integrato. Se lo spazio del circuito stampato è troppo piccolo per adattarsi, è possibile posizionare un condensatore di tantalio 1-10 per ogni 10 chip.
Per componenti con debole capacità anti-interferenza e grandi cambiamenti di corrente quando spenti, e componenti di archiviazione come RAM e ROM, un condensatore di disaccoppiamento dovrebbe essere collegato tra la linea di alimentazione (Vcc) e la linea di terra. Il cavo del condensatore non dovrebbe essere troppo lungo, in particolare il condensatore bypass ad alta frequenza non può avere piombo.
Nel sistema di controllo del microcomputer a chip singolo, ci sono molti tipi di fili di terra, quali la terra del sistema, la terra dello scudo, la terra logica, la terra analogica, ecc Il layout ragionevole del cavo di terra determinerà l'abilità anti-interferenza del circuito stampato. Quando si progettano cavi di terra e punti di messa a terra, devono essere considerati i seguenti problemi:
Il terreno logico e il terreno analogico devono essere cablati separatamente e non possono essere utilizzati insieme. Collegare i rispettivi cavi di terra ai corrispondenti cavi di terra di alimentazione. Durante la progettazione, il cavo di terra analogico dovrebbe essere il più spesso possibile e l'area di messa a terra del terminale dovrebbe essere ingrandita il più possibile. In generale, è meglio isolare i segnali analogici in ingresso e in uscita dal circuito del microcontrollore attraverso optocoppiatori.
Quando si progetta il circuito stampato del circuito logico, il filo di terra dovrebbe formare una forma a circuito chiuso per migliorare l'abilità anti-interferenza del circuito.
Il filo di terra dovrebbe essere il più spesso possibile. Se il filo di terra è molto sottile, la resistenza del filo di terra sarà grande, causando il potenziale di terra di cambiare con i cambiamenti di corrente, con conseguente instabilità del livello del segnale, con conseguente diminuzione della capacità anti-interferenza del circuito. Se lo spazio di cablaggio lo consente, assicurarsi che la larghezza del filo di terra principale sia di almeno 2-3mm e che il filo di terra sul perno del componente sia di circa 1,5mm.
Prestare attenzione alla scelta del punto di messa a terra. Quando la frequenza del segnale sul circuito stampato è inferiore a 1MHz, perché l'induzione elettromagnetica tra cablaggio e componenti ha poco effetto e la corrente circolante formata dal circuito di messa a terra ha una maggiore influenza sulle interferenze, è necessario utilizzare un punto di messa a terra in modo che non formi un ciclo. Quando la frequenza del segnale sul circuito stampato è superiore a 10 MHz, a causa dell'evidente effetto di induttanza della progettazione del layout PCB, l'impedenza della linea di terra diventa molto grande e la corrente circolante formata dal circuito di terra non è più un problema importante. Pertanto, la messa a terra multipunto dovrebbe essere utilizzata per ridurre il più possibile l'impedenza del suolo.
4. nel layout di altre linee elettriche, oltre a rendere la larghezza della traccia il più spessa possibile in base alle dimensioni della corrente, nella progettazione del layout PCB, la direzione di routing della linea elettrica e della linea di terra dovrebbe essere coerente con la direzione di routing della linea dati. Lavorare nella progettazione del layout PCB. Alla fine, utilizzare cavi di terra per coprire il fondo del circuito dove non ci sono tracce. Tutti questi metodi aiutano a migliorare la capacità anti-interferenza del circuito.
La larghezza della linea dati deve essere il più ampia possibile per ridurre l'impedenza. La larghezza della linea dati è almeno non inferiore a 0.3mm (12mil), ed è più ideale se è 0.46 ~ 0.5mm (18mil ~ 20mil).
Poiché un foro passante del circuito stampato porterà all'effetto di capacità 10pF, che introdurrà troppe interferenze per il circuito PCB ad alta frequenza, quindi nella progettazione del layout PCB, il numero di fori passanti dovrebbe essere ridotto il più possibile. Inoltre, troppe vie ridurranno anche la resistenza meccanica del circuito stampato.
