PCB Tecnico - Sintesi del layout e delle regole di routing del circuito PCB

1. Layout

10 regole del layout dei componenti:

1. Seguire il principio di layout di "grande prima, poi piccolo, difficile prima, facile prima", cioè, i circuiti importanti dell'unità e i componenti principali dovrebbero essere disposti prima.

2. Il diagramma a blocchi principale dovrebbe essere fatto riferimento nella progettazione del layout PCB e i componenti principali dovrebbero essere disposti secondo la legge principale del flusso del segnale della singola scheda.

3. La disposizione dei componenti dovrebbe essere conveniente per il debug e la manutenzione, cioè, i componenti di grandi dimensioni non possono essere posizionati intorno a piccoli componenti, componenti che devono essere debug e ci deve essere abbastanza spazio intorno ai componenti.

4. Per le parti del circuito della stessa struttura, utilizzare il layout standard "simmetrico" il più possibile;

5. ottimizzare il layout secondo gli standard di distribuzione uniforme, centro di gravità equilibrato e bella disposizione;

6. Lo stesso tipo di componenti plug-in dovrebbe essere posizionato in una direzione nella direzione X o Y. Lo stesso tipo di componenti discreti polarizzati dovrebbe anche sforzarsi di essere coerente nella direzione X o Y per facilitare la produzione e l'ispezione.

7. gli elementi riscaldanti dovrebbero essere generalmente distribuiti uniformemente per facilitare la dissipazione del calore dell'impiallacciatura e dell'intera macchina. I dispositivi sensibili alla temperatura diversi dall'elemento di rilevamento della temperatura devono essere tenuti lontani dai componenti che generano grandi quantità di calore.

8. il layout deve soddisfare i seguenti requisiti per quanto possibile: la connessione totale è il più breve possibile e la linea di segnale chiave è la più breve; Alta tensione, grande segnale di corrente e bassa corrente, segnale debole di bassa tensione sono completamente separati; segnale analogico e segnale digitale sono separati; segnale ad alta frequenza separato dai segnali a bassa frequenza; la distanza tra i componenti ad alta frequenza dovrebbe essere sufficiente.

9. Il layout del condensatore di disaccoppiamento dovrebbe essere il più vicino possibile al perno di alimentazione del IC e il ciclo formato tra esso e l'alimentazione e la terra dovrebbe essere il più breve.

10. Nel layout dei componenti, è opportuno considerare adeguatamente la possibilità di mettere insieme i dispositivi che utilizzano lo stesso alimentatore per facilitare la futura separazione dell'alimentazione elettrica.

2. Rottura ad angolo retto

Il cablaggio ad angolo retto è generalmente una situazione che deve essere evitata il più possibile nel cablaggio PCB ed è quasi diventato uno degli standard per misurare la qualità del cablaggio. Quindi quanta influenza avrà il cablaggio ad angolo retto sulla trasmissione del segnale? In linea di principio, il percorso ad angolo retto cambierà la larghezza della linea della trasmissione, causando discontinuità nell'impedenza. Infatti, non solo l'instradamento ad angolo retto, ma anche gli angoli e l'instradamento ad angolo acuto possono causare cambiamenti di impedenza.

L'influenza del percorso ad angolo retto sul segnale si riflette principalmente in tre aspetti:

Uno è che l'angolo può essere equivalente a un carico capacitivo sulla linea di trasmissione, che rallenta il tempo di salita;

In secondo luogo, l'impedenza discontinua causerà la riflessione del segnale;

Il terzo è l'EMI generato dalla punta ad angolo retto.

3. Cablaggio differenziale

Il segnale differenziale (segnale differenziale) è sempre più ampiamente usato nella progettazione di circuiti ad alta velocità. Il segnale più critico nel circuito è spesso progettato con una struttura differenziale. Definizione: In termini profani, il conducente invia due fasi uguali e opposte. Segnale, l'estremità ricevente giudica lo stato logico "0" o "1" confrontando la differenza tra le due tensioni. La coppia di tracce che trasportano segnali differenziali è chiamata tracce differenziali.

Rispetto alle normali tracce di segnale monoterminale, i segnali differenziali presentano i vantaggi più evidenti nei seguenti tre aspetti:

a. Forte capacità anti-interferenza, perché l'accoppiamento tra le due tracce differenziali è molto buono. Quando c'è interferenza di rumore dall'esterno, sono quasi accoppiati alle due linee contemporaneamente, e l'estremità ricevente si preoccupa solo della differenza tra i due segnali. Pertanto, il rumore esterno in modalità comune può essere completamente cancellato.

b. Può sopprimere efficacemente l'IME. Per lo stesso motivo, a causa della polarità opposta dei due segnali, i campi elettromagnetici da essi irradiati possono annullarsi a vicenda. Più stretto è l'accoppiamento, meno energia elettromagnetica viene portata al mondo esterno.

c. Il posizionamento temporale è accurato. Poiché il cambiamento dell'interruttore del segnale differenziale si trova all'intersezione dei due segnali, a differenza dei segnali monoterminale ordinari, che si basano sulle tensioni di soglia alte e basse per determinare, è meno influenzato dal processo e dalla temperatura, che possono ridurre l'errore nella temporizzazione., Ma anche più adatto per circuiti di segnale a bassa ampiezza. L'attuale LVDS popolare (segnalazione differenziale a bassa tensione) si riferisce a questa tecnologia di segnalazione differenziale di piccola ampiezza.

Per gli ingegneri PCB, la maggiore preoccupazione è come garantire che questi vantaggi del cablaggio differenziale possano essere pienamente utilizzati nel cablaggio effettivo. Forse chiunque sia stato in contatto con Layout capirà i requisiti generali del cablaggio differenziale, cioè "uguale lunghezza e uguale distanza".

La lunghezza uguale è quella di garantire che i due segnali differenziali mantengano sempre polarità opposte e riducano la componente del modo comune; la distanza uguale è principalmente per garantire che le impedenze differenziali dei due siano coerenti e ridurre i riflessi. "Il più vicino possibile" è a volte uno dei requisiti del cablaggio differenziale.

4.Snake line:

Snake line è un tipo di metodo di routing spesso utilizzato in PCBLayout. Il suo scopo principale è quello di regolare il ritardo per soddisfare i requisiti di progettazione della temporizzazione del sistema. Il progettista deve prima avere questa comprensione: la linea serpentina distruggerà la qualità del segnale, cambierà il ritardo di trasmissione e cercherà di evitare di usarlo durante il cablaggio. Tuttavia, nella progettazione effettiva, al fine di garantire che il segnale abbia tempo di attesa sufficiente, o per ridurre l'intervallo di tempo tra lo stesso gruppo di segnali, è spesso necessario avvolgere deliberatamente il filo.