PCB Tecnico - 12 domande sul cablaggio del circuito stampato

1. Quali problemi dovrebbero essere prestati attenzione quando il cablaggio PCB?

corrispondenza dell'impedenza della linea di segnale; l'isolamento spaziale da altre linee di segnale; per i segnali digitali ad alta frequenza, l'effetto della linea differenziale sarà migliore.

2. Nel layout della scheda, se i fili sono densi, ci possono essere più fori, che naturalmente influenzeranno le prestazioni elettriche della scheda. Come migliorare le prestazioni elettriche della scheda?

Per i segnali a bassa frequenza, vias non importa. Per i segnali ad alta frequenza, ridurre al minimo i vias. Se ci sono molte linee, prendere in considerazione schede multistrato.

3. È meglio aggiungere più condensatori di disaccoppiamento sulla scheda?

Il condensatore di disaccoppiamento deve essere aggiunto con il valore appropriato nella posizione appropriata. Ad esempio, deve essere aggiunto alla porta di alimentazione del dispositivo analogico e diversi valori di capacità devono essere utilizzati per filtrare i segnali falsi di frequenze diverse.

4. Quali sono i criteri per una buona tavola?

Layout ragionevole, ridondanza sufficiente della linea elettrica, impedenza ad alta frequenza, cablaggio semplice a bassa frequenza

5. quanta influenza ha il foro passante e il foro cieco sulla differenza di segnale? Quali sono i principi applicati?

L'uso di fori ciechi o fori sepolti è un metodo efficace per aumentare la densità delle schede multistrato, ridurre il numero di strati e le dimensioni della scheda e ridurre notevolmente il numero di fori placcati attraverso.

Tuttavia, in confronto, i fori passanti sono facili da implementare nel processo PCB e costano meno, quindi i fori passanti sono generalmente utilizzati nella progettazione.

6. Quando si tratta di sistemi ibridi analogico-digitali, alcune persone suggeriscono che lo strato elettrico dovrebbe essere diviso e il piano di terra dovrebbe essere rivestito di rame. Altri suggeriscono che lo strato di terra elettrico dovrebbe essere diviso e diversi motivi dovrebbero essere collegati al terminale di alimentazione, ma in questo modo il percorso di ritorno del segnale è lontano. Come scegliere il metodo appropriato per applicazioni specifiche?

Se ci sono linee di segnale ad alta frequenza> 20MHz e la lunghezza e la quantità sono relativamente grandi, allora almeno due strati sono necessari per questo segnale analogico ad alta frequenza. Uno strato di linea di segnale, uno strato di terra di grande area e lo strato di linea di segnale deve perforare abbastanza vias a terra. Lo scopo è:

Per i segnali analogici, questo fornisce una corrispondenza completa del mezzo di trasmissione e dell'impedenza;

Il piano di terra isola i segnali analogici da altri segnali digitali;

Il loop di terra è abbastanza piccolo, perché hai fatto un sacco di vias, e il terreno è un grande piano.

7. nel circuito stampato, il plug-in di ingresso del segnale è sul bordo più sinistro del PCB e l'MCU è sulla destra, quindi nel layout, il chip di alimentazione stabilizzato è posizionato vicino al connettore (l'alimentazione IC esce 5V dopo un percorso relativamente lungo) MCU), o posizionare l'IC di alimentazione a destra del centro (la linea di uscita 5V del IC di alimentazione raggiunge l'MCU è relativamente breve, ma la linea di segmento di alimentazione in ingresso passa attraverso una scheda PCB relativamente lunga)? O c'è un layout migliore?

In primo luogo, il plug-in di ingresso del segnale è un dispositivo analogico? Se si tratta di un dispositivo analogico, si raccomanda che il layout dell'alimentazione non influenzi il più possibile l'integrità del segnale della parte analogica. Vi sono quindi diverse considerazioni:

Prima di tutto, il chip di alimentazione regolato è un alimentatore relativamente pulito e a bassa ondulazione? L'alimentazione della parte analogica ha requisiti relativamente elevati per l'alimentazione elettrica;

Se la parte analogica e MCU sono lo stesso alimentatore, nella progettazione di circuiti ad alta precisione, si consiglia di separare l'alimentazione della parte analogica e la parte digitale;

L'alimentazione alla parte digitale deve essere considerata per ridurre al minimo l'impatto sulla parte del circuito analogico.

8. Nell'applicazione della catena del segnale ad alta velocità, ci sono basi analogiche e digitali per più ASIC. Il terreno dovrebbe essere diviso o no? Quali sono gli orientamenti esistenti? Quale effetto è migliore?

Finora non ci sono conclusioni. In circostanze normali, è possibile fare riferimento al manuale del chip. I manuali di tutti i chip ibridi ADI consigliano uno schema di messa a terra, alcuni sono consigliati per terreni comuni e altri sono consigliati per l'isolamento, a seconda del design del chip.

9. Quando dovrebbe essere considerata la stessa lunghezza della linea? Se si vuole considerare l'utilizzo di cavi di uguale lunghezza, qual è la differenza massima tra le lunghezze delle due linee di segnale? Come calcolare?

Idea di calcolo della linea differenziale: Se un segnale sinusoidale viene trasmesso, la differenza di lunghezza è uguale alla metà della sua lunghezza d'onda di trasmissione e la differenza di fase è di 180 gradi. In questo momento, i due segnali sono completamente cancellati. Pertanto, la differenza di lunghezza in questo momento è il valore massimo. Per analogia, la differenza della linea di segnale deve essere inferiore a questo valore.

10. Che tipo di situazione è adatto per l'instradamento del serpente ad alta velocità? Ci sono svantaggi? Ad esempio, per il cablaggio differenziale, i due insiemi di segnali devono essere ortogonali.

Il routing della serpentina ha funzioni diverse a causa di diverse applicazioni:

Se la traccia di serpentina appare nella scheda del computer, funziona principalmente come un'induttanza del filtro e l'impedenza di corrispondenza per migliorare la capacità anti-interferenza del circuito. Le tracce di serpentina nella scheda madre del computer sono utilizzate principalmente in alcuni segnali di clock, come PCI-Clk, AGPCIK, IDE, DIMM e altre linee di segnale.

Se viene utilizzato in una scheda PCB generale, oltre all'induttanza del filtro, può anche essere utilizzato come bobina di induttanza dell'antenna radio e così via. Ad esempio, viene utilizzato come induttore in walkie-talkie 2.4G.

I requisiti di lunghezza del cablaggio per alcuni segnali devono essere rigorosamente uguali. La lunghezza di linea uguale delle schede PCB digitali ad alta velocità è quella di mantenere la differenza di ritardo di ogni segnale entro un intervallo per garantire la validità dei dati letti dal sistema nello stesso ciclo (la differenza di ritardo supera In un ciclo di clock, i dati del ciclo successivo saranno letti in modo errato). Ad esempio, ci sono 13 HUBLink nell'architettura INTELHUB, che utilizzano una frequenza di 233MHz. Essi devono essere rigorosamente uguali in lunghezza per eliminare i pericoli nascosti causati dal ritardo nel tempo. L'avvolgimento è l'unica soluzione. Generalmente, la differenza di ritardo non è più di 1/4 ciclo di orologio e anche la differenza di ritardo della linea per lunghezza unitaria è fissa. Il ritardo è correlato alla larghezza della linea, alla lunghezza della linea, allo spessore del rame e alla struttura dello strato, ma una linea troppo lunga aumenterà la capacità distribuita e l'induttanza distribuita., La qualità del segnale è diminuita. Pertanto, i perni IC dell'orologio sono generalmente terminati, ma la traccia del serpente non agisce come induttanza. Al contrario, l'induttanza sposterà lo spostamento di fase delle armoniche superiori nel bordo ascendente del segnale, causando il deterioramento della qualità del segnale. Pertanto, la spaziatura della linea serpentina deve essere almeno il doppio della larghezza della linea. Più piccolo è il tempo di salita del segnale, più suscettibile all'influenza della capacità distribuita e dell'induttanza distribuita.

La traccia serpentina agisce come filtro LC a parametro distribuito in alcuni circuiti speciali.

11. Quando si progetta PCB, come considerare la compatibilità elettromagnetica EMC / EMI e quali aspetti devono essere considerati in dettaglio? Quali misure vengono adottate?

La progettazione EMI/EMC deve considerare la posizione del dispositivo, la disposizione dello stack PCB, il routing di connessioni importanti e la selezione del dispositivo all'inizio del layout. Ad esempio, la posizione del generatore di orologio non dovrebbe essere vicina al connettore esterno. I segnali ad alta velocità dovrebbero andare allo strato interno il più possibile. Prestare attenzione alla caratteristica corrispondenza dell'impedenza e alla continuità dello strato di riferimento per ridurre i riflessi. La velocità di rotazione del segnale spinto dal dispositivo dovrebbe essere il più piccolo possibile per ridurre l'altezza. I componenti di frequenza, quando si sceglie un condensatore di disaccoppiamento / bypass, prestare attenzione a se la sua risposta in frequenza soddisfa i requisiti per ridurre il rumore sul piano di potenza. Inoltre, prestare attenzione al percorso di ritorno della corrente del segnale ad alta frequenza per rendere l'area del ciclo il più piccola possibile (cioè, l'impedenza del ciclo il più piccola possibile) per ridurre le radiazioni. Il terreno può anche essere diviso per controllare la gamma di rumore ad alta frequenza.

Infine, scegliere correttamente il terreno del telaio tra il PCB e l'alloggiamento.

12. A cosa devo prestare attenzione nella progettazione della linea di trasmissione del circuito a banda larga RF PCB? Come impostare il foro di terra della linea di trasmissione è più appropriato, è necessario progettare l'impedenza corrispondente a te stesso o cooperare con il produttore di elaborazione PCB?

Ci sono molti fattori da considerare in questo problema. Ad esempio, i vari parametri dei materiali PCB, il modello della linea di trasmissione finalmente stabilito in base a questi parametri, i parametri del dispositivo, ecc. La corrispondenza di impedenza è generalmente progettata secondo le informazioni fornite dal produttore.

Quindi lo scopo della progettazione termica è quello di adottare misure e metodi appropriati per ridurre la temperatura dei componenti e la temperatura della scheda PCB, in modo che il sistema possa funzionare normalmente a una temperatura adeguata. Si ottiene principalmente riducendo la generazione di calore e accelerando la dissipazione del calore.