PCB Tecnico - 10 Layout PCB e competenze di cablaggio

Attualmente, anche se ci sono molti software in grado di realizzare layout e routing automatici PCB. Tuttavia, con il continuo miglioramento della frequenza del segnale, gli ingegneri spesso devono comprendere i principi e le competenze di base del layout e del cablaggio PCB, in modo da rendere il loro design perfetto.

Quanto segue copre i principi di base e le capacità di progettazione del layout e del routing PCB e risponde alle domande difficili sul layout e il routing PCB sotto forma di domanda e risposta.

1. Quali problemi dovrebbero essere prestati attenzione quando si cablano segnali ad alta frequenza?

1. corrispondenza di impedenza della linea di segnale;

2. isolamento dello spazio da altre linee di segnale;

3. per il segnale digitale ad alta frequenza, l'effetto della linea differenziale è migliore;

2. Quando si distribuiscono schede, se i fili sono densi, ci possono essere più vias. Naturalmente, le prestazioni elettriche della scheda saranno influenzate. Come migliorare le prestazioni elettriche della scheda?

Per i segnali a bassa frequenza, vias non importa, segnali ad alta frequenza per quanto possibile per ridurre vias. Se ci sono molte linee, la scheda multistrato può essere considerata;

3. È più condensatori di disaccoppiamento aggiunti alla scheda, meglio è?

La capacità di disaccoppiamento deve essere aggiunta nella posizione giusta. Ad esempio, viene aggiunto alla porta di alimentazione del dispositivo analogico e sono necessari diversi valori di capacità per filtrare i segnali randagi con frequenze diverse;

4. Qual è lo standard di una buona tavola?

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

5. Qual è l'effetto del foro passante e del foro cieco sulla differenza di segnale? Quali sono i principi di applicazione?

Foro cieco o foro sepolto è un metodo efficace per aumentare la densità del bordo multistrato, ridurre il numero di strati e la dimensione della superficie del piatto e ridurre notevolmente il numero di fori placcati attraverso. Ma in confronto, il foro passante è facile da realizzare in tecnologia e ha basso costo, quindi è generalmente utilizzato nella progettazione.

6. Quando si tratta di sistema ibrido analogico-digitale, alcune persone suggeriscono che lo strato elettrico dovrebbe essere diviso e il piano di terra dovrebbe essere coperto di rame. Alcune persone suggeriscono anche che lo strato elettrico dovrebbe essere diviso. Il terreno diverso dovrebbe essere collegato alla fine della fonte di alimentazione, ma il percorso di ritorno del segnale sarà lontano. Come scegliere un metodo appropriato per un'applicazione specifica?

Se hai una linea di segnale ad alta frequenza > 20MHz e la lunghezza e il numero sono relativamente grandi, allora hai bisogno di almeno due strati per dare questo segnale analogico ad alta frequenza. Uno strato di linea di segnale, uno strato di grande area e lo strato di linea di segnale devono perforare abbastanza via a terra. Lo scopo è:

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

2. il piano di terra isola i segnali analogici da altri segnali digitali;

3. Il circuito di terra è abbastanza piccolo perché hai forato un sacco di vias e il terreno è un grande piano.

7. Nel circuito stampato, il plug-in di ingresso del segnale è sul lato sinistro del PCB e l'MCU è sul lato destro. Nel layout, se il chip di alimentazione stabilizzatrice di tensione è posizionato vicino al connettore (l'uscita IC di potenza 5V passa attraverso un lungo percorso per raggiungere l'MCU), o l'IC di alimentazione dovrebbe essere posizionato a destra nel mezzo (la linea di uscita 5V del IC di alimentazione sarà più breve quando raggiunge l'MCU, ma la linea di alimentazione in ingresso passerà attraverso una sezione più lunga della scheda PCB) )

Prima di tutto, il vostro cosiddetto segnale plug-in è un dispositivo analogico? Se si tratta di un dispositivo analogico, si consiglia che il layout di alimentazione non influisca sull'integrità del segnale della parte analogica

(1) Prima di tutto, se il vostro chip di alimentazione regolato è un alimentatore pulito con piccola ondulazione

(2) Se la parte analogica e il vostro MCU sono un unico alimentatore, nella progettazione di circuito alto, si consiglia di separare l'alimentazione della parte analogica e della parte digitale

(3) La parte digitale dell'alimentazione deve essere considerata per ridurre al minimo l'impatto sul circuito analogico

8. Nell'applicazione del collegamento del segnale ad alta velocità, ci sono terreno analogico e digitale per ASIC multiplo. Dovremmo adottare la divisione terrestre o no? Quali sono i criteri esistenti? Qual è meglio?

Finora non ci sono conclusioni. In generale, è possibile fare riferimento al manuale del chip. Tutti i manuali di chip ibridi ADI raccomandano uno schema di messa a terra, alcuni dei quali sono terreni pubblici, altri sono isolati. Dipende dal design del chip.

9. Quando dovrei considerare la stessa lunghezza di una linea? Se vogliamo considerare l'uso di filo di lunghezza uguale, la differenza tra la lunghezza di due linee di segnale non può essere superiore? Come calcolare?

Idea di calcolo della linea di differenza: se trasmetti un segnale sinusoidale, la differenza di lunghezza è uguale alla metà della sua lunghezza d'onda di trasmissione e la differenza di fase è di 180 gradi, allora i due segnali sono completamente offset. Quindi la differenza di lunghezza qui è un valore. Per analogia, la differenza della linea di segnale deve essere inferiore a questo valore.

10. Che tipo di situazione è adatto per l'instradamento ad alta velocità della serpentina? Quali sono gli svantaggi? Ad esempio, per il cablaggio differenziale, due gruppi di segnali devono essere ortogonali?