PCB Tecnico - Quali principi dovrebbero essere seguiti nella progettazione di circuiti PCB

La progettazione di PCB a circuito ibrido è un processo complesso. Il layout e il cablaggio dei componenti e l'elaborazione dei cavi di alimentazione e di terra influenzeranno direttamente le prestazioni del circuito e la compatibilità elettromagnetica. Durante la progettazione, seguire determinate regole di cablaggio per far sì che la scheda PCB progettata raggiunga i requisiti di progettazione.

Più veloce è la velocità del circuito digitale, più breve è il tempo di commutazione generalmente richiesto. Quando un gran numero di circuiti di commutazione passa da un livello logico alto a un livello logico basso allo stesso tempo, a causa dell'insufficiente capacità del cavo di terra di passare la corrente, sarà causata una grande quantità di corrente di commutazione. La tensione di terra logica oscilla, che chiamiamo rimbalzo di terra. Come mostrato nella figura 1. Il rumore di rimbalzo a terra e il disturbo di potenza causati dal circuito digitale, se accoppiato al circuito analogico, influenzeranno le prestazioni del circuito analogico. Poiché molte fonti di interferenza sono generate attraverso i bus di alimentazione e di terra, il cavo di terra causa la maggiore interferenza acustica, quindi il design del terreno e dell'alimentazione è particolarmente importante nella progettazione del PCB.

Ho parlato del meccanismo di interferenza dei circuiti ibridi. Come ridurre l'interferenza reciproca tra segnale digitale e segnale analogico? Prima di progettare, è necessario comprendere i due principi di base della compatibilità elettromagnetica (EMC): il primo principio è quello di ridurre il più possibile l'area del ciclo corrente. Se il segnale non può tornare attraverso il loop più piccolo possibile, può essere formato un loop grande.状 Antenna. Il secondo principio è che il sistema utilizza un solo piano di riferimento. Al contrario, se il sistema ha due piani di riferimento, può formare un'antenna dipolo. Evitare queste due situazioni il più possibile nella progettazione.

(1) Principi di impostazione. Uno dei primi fattori da considerare per il layout dei componenti è quello di separare la parte del circuito analogico dalla parte del circuito digitale. Il segnale analogico viene instradato nell'area analogica di tutti i livelli del circuito e il segnale digitale viene instradato nell'area del circuito digitale. In questo caso, la corrente di ritorno del segnale digitale non fluirà nel terreno del segnale analogico. Per alcune linee ad alta frequenza con requisiti speciali, è meglio instradarle manualmente e utilizzare linee differenziali o schermate quando necessario. A volte a causa della posizione del connettore di ingresso/uscita, il cablaggio dei circuiti digitali e analogici deve essere mescolato tra loro, il che può causare l'influenza reciproca della parte analogica e della parte digitale del circuito. Ciò è necessario per evitare l'esecuzione di linee di clock digitali e linee di segnale analogico ad alta frequenza vicino allo strato di potenza analogico, altrimenti, il rumore del segnale di alimentazione sarà accoppiato al segnale analogico sensibile. Per cercare di raggiungere una rete a bassa impedenza di potenza e di massa, l'induttanza del cavo del circuito digitale dovrebbe essere minimizzata e l'accoppiamento capacitivo del circuito analogico dovrebbe essere minimizzato. La frequenza del circuito digitale è alta e la sensibilità del circuito analogico è forte. Per la linea di segnale, la linea di segnale digitale ad alta frequenza dovrebbe essere il più lontano possibile dal dispositivo sensibile del circuito analogico.

(2) Trattamento dell'energia e del suolo. Nella progettazione di circuiti ibridi complessi, il layout e la gestione dei cavi di messa a terra sono fattori importanti per migliorare le prestazioni del circuito. Si consiglia di separare la terra digitale e la terra analogica sul circuito a segnale misto per ottenere l'isolamento tra la terra digitale e la terra analogica. Tuttavia, questo metodo tende ad attraversare il cablaggio dello spazio di separazione, che causerà un forte aumento della radiazione elettromagnetica e del segnale crosstalk.