PCB Tecnico - Nucleo del layout del circuito stampato

Il layout è un problema che gli ingegneri di progettazione PCB devono affrontare prima. Questo problema dipende da parte del contenuto del disegno e alcuni dispositivi devono essere impostati insieme in base a considerazioni logiche. Tuttavia, va notato che i componenti più sensibili alla temperatura, come i sensori, dovrebbero essere installati separatamente dai componenti che generano calore, compresi i convertitori di potenza. Per i progetti con più impostazioni di potenza, i convertitori di potenza da 12 volt e 15 volt possono essere impostati in diverse posizioni sul circuito stampato, perché il calore e il rumore elettronico che generano influenzeranno l'affidabilità e le prestazioni di altri componenti e del circuito stampato. I componenti di cui sopra influenzeranno anche le prestazioni elettromagnetiche della progettazione della scheda PCB. Questo non è importante solo per le prestazioni e il consumo energetico della scheda PCB, ma ha anche un grande impatto sull'economia della scheda PCB. Pertanto, tutta la scheda PCB venduta in Europa L'apparecchiatura deve essere contrassegnata CE per dimostrare che non causerà interferenze ad altri sistemi. Tuttavia, questo di solito è solo in termini di alimentazione, e ci sono molti dispositivi che emettono rumore, come convertitori DC-DC e convertitori di dati ad alta velocità. A causa dei difetti nella progettazione della scheda PCB, questi rumori possono essere catturati dal canale e irradiati come una piccola antenna, con conseguente rumore falso e aree anormali di frequenza.

Il problema dell'interferenza elettromagnetica a campo lontano (EMI) può essere risolto installando un filtro nel punto di rumore o utilizzando un guscio metallico per schermare il segnale. Tuttavia, viene prestata un'attenzione adeguata alle apparecchiature in grado di rilasciare interferenze elettromagnetiche (EMI) sulla scheda PCB, che consente al circuito stampato di scegliere un alloggiamento più economico, riducendo così efficacemente il costo dell'intero sistema. Nel processo di progettazione del circuito stampato, l'interferenza elettromagnetica (EMI) è davvero un fattore che deve essere preso sul serio. Il crosstalk elettromagnetico può essere accoppiato al canale, interrompendo così il segnale in rumore e influenzando le prestazioni complessive della scheda PCB. Se il rumore di accoppiamento è troppo alto, il segnale può essere completamente coperto, quindi un amplificatore di segnale più costoso deve essere installato per ripristinare la normalità. Tuttavia, se il layout del circuito di segnale può essere completamente considerato all'inizio della progettazione del circuito, i problemi di cui sopra possono essere evitati. Poiché la progettazione del circuito stampato varierà in base a diverse apparecchiature, diversi luoghi di utilizzo, diversi requisiti di dissipazione del calore e diverse condizioni di interferenza elettromagnetica (EMI), il modello di progettazione sarà utile. La capacità è anche un problema importante che non può essere ignorato nella progettazione della scheda PCB, perché la capacità influenzerà la velocità di propagazione del segnale e aumenterà il consumo energetico. Il canale sarà accoppiato con la linea accanto ad esso o attraverserà verticalmente i due strati del circuito, formando così involontariamente un condensatore. Riducendo la lunghezza delle linee parallele, aggiungendo un nodo ad una delle linee per tagliare l'accoppiamento, ecc., i problemi di cui sopra possono essere risolti relativamente facilmente. Tuttavia, questo richiede anche ai progettisti di PCB di considerare pienamente i principi di progettazione della produzione per garantire che lo schema di progettazione del PCB sia facile da produrre e allo stesso tempo evitare qualsiasi radiazione acustica causata dall'eccessivo angolo di flessione del circuito. La distanza tra le linee può anche essere troppo vicina, il che produrrà brevi cicli tra le linee, soprattutto nelle curve delle linee. Nel corso del tempo, appariranno "baffi" metallici. Il rilevamento delle regole di progettazione può solitamente indicare aree in cui il rischio di loop è superiore al normale. Questo problema è particolarmente evidente nella progettazione del piano di terra. Uno strato di circuito metallico può formare un accoppiamento con tutte le linee sopra e sotto di esso. Anche se lo strato metallico può efficacemente bloccare il rumore, lo strato metallico genera anche la capacità associata, che influisce sulla velocità di funzionamento della linea e aumenta il consumo energetico. Per quanto riguarda la progettazione di schede PCB multistrato, il design a foro passante tra diversi strati di schede PCB è probabilmente il problema più controverso, perché il design a foro passante porterà molti problemi alla produzione del circuito stampato. I fori passanti tra gli strati del circuito stampato influenzeranno le prestazioni del segnale e ridurranno l'affidabilità del design della scheda PCB, quindi dovrebbe essere prestata piena attenzione.