PCB Tecnico - Come rendere il circuito stampato PCB molto bene

Fare una scheda PCB è trasformare uno schema PCB ben progettato in un vero e proprio circuito stampato PCB. Per favore, non sottovalutare questo processo. Ci sono molte cose che funzionano in linea di principio, ma sono difficili da raggiungere in ingegneria, o altre possono raggiungere Alcune persone non possono realizzare la stessa cosa, quindi non è difficile creare una scheda PCB, ma non è facile fare bene una scheda PCB.

Le due principali difficoltà nel campo della microelettronica sono l'elaborazione di segnali ad alta frequenza e segnali deboli. A questo proposito, il livello di produzione di PCB è particolarmente importante. Lo stesso design di principio, gli stessi componenti e PCB prodotti da persone diverse hanno risultati diversi., Quindi come possiamo fare una buona scheda PCB? Sulla base della nostra esperienza passata, vorrei parlare delle mie opinioni sui seguenti aspetti:

1. Rendere chiari obiettivi di progettazione

Ricevendo un compito di progettazione, dobbiamo prima chiarire i suoi obiettivi di progettazione, se si tratta di una scheda PCB ordinaria, una scheda PCB ad alta frequenza, una scheda PCB di elaborazione del segnale piccola o una scheda PCB con elaborazione del segnale sia ad alta frequenza che piccola. Se si tratta di una scheda PCB ordinaria, fintanto che il layout e il cablaggio sono ragionevoli e ordinati e le dimensioni meccaniche sono accurate, se ci sono linee di carico medie e lunghe linee, alcune misure devono essere utilizzate per ridurre il carico e la lunga linea deve essere rafforzata per guidare e l'attenzione è quella di prevenire riflessi di lunga linea.

Quando ci sono linee di segnale superiori a 40 MHz sulla scheda, dovrebbero essere fatte considerazioni particolari a queste linee di segnale, come la crosstalk tra le linee. Se la frequenza è più alta, c'è un limite più stretto sulla lunghezza del cablaggio. Secondo la teoria della rete dei parametri distribuiti, l'interazione tra il circuito ad alta velocità e il suo cablaggio è un fattore decisivo e non può essere ignorata nella progettazione del sistema. Man mano che la velocità di trasmissione del gate aumenta, l'opposizione sulle linee di segnale aumenterà di conseguenza e la crosstalk tra linee di segnale adiacenti aumenterà proporzionalmente. Generalmente, il consumo energetico e la dissipazione del calore dei circuiti ad alta velocità sono anche molto grandi, quindi vengono realizzati PCB ad alta velocità. Occorre prestare sufficiente attenzione.

Quando ci sono segnali deboli a livello di millivolt o anche microvolt sulla scheda, queste linee di segnale richiedono particolare attenzione. I piccoli segnali sono troppo deboli e sono molto suscettibili alle interferenze di altri segnali forti. Le misure di schermatura sono spesso necessarie, altrimenti ridurranno notevolmente il rapporto segnale-rumore. Di conseguenza, il segnale utile è sommerso dal rumore e non può essere estratto efficacemente.

La messa in servizio del consiglio dovrebbe essere presa in considerazione anche nella fase di progettazione. La posizione fisica del punto di prova, l'isolamento del punto di prova e altri fattori non possono essere ignorati, perché alcuni piccoli segnali e segnali ad alta frequenza non possono essere aggiunti direttamente alla sonda per la misurazione.

Inoltre, andrebbero presi in considerazione altri fattori rilevanti, come il numero di strati della scheda, la forma del pacchetto dei componenti utilizzati e la resistenza meccanica della scheda. Prima di realizzare una scheda PCB, è necessario avere una buona idea degli obiettivi di progettazione per la progettazione.

2. Comprendere i requisiti per il layout e l'instradamento delle funzioni dei componenti utilizzati

Sappiamo che alcuni componenti speciali hanno particolari requisiti nel layout e nel routing, come l'amplificatore di segnale analogico utilizzato da LOTI e APH. L'amplificatore di segnale analogico richiede un alimentatore stabile e un piccolo ripple. Tenere la parte del piccolo segnale analogico il più lontano possibile dal dispositivo di alimentazione. Sulla scheda OTI, la piccola parte di amplificazione del segnale è anche appositamente attrezzata con una copertura di schermatura per schermare le interferenze elettromagnetiche randagi. Il chip GLINK utilizzato sulla scheda NTOI utilizza la tecnologia ECL, che consuma molta energia e genera calore. Particolare attenzione deve essere data al problema della dissipazione del calore nel layout. Se si utilizza una dissipazione naturale del calore, il chip GLINK deve essere posizionato in un luogo con una circolazione dell'aria relativamente regolare., E il calore irradiato non può avere un grande impatto su altri chip. Se la scheda è dotata di altoparlanti o altri dispositivi ad alta potenza, può causare un grave inquinamento all'alimentazione elettrica. Anche a questo punto va prestata sufficiente attenzione.

Tre, la considerazione del layout dei componenti

Il primo fattore che deve essere considerato nella disposizione dei componenti è la prestazione elettrica. Mettere insieme il più possibile componenti strettamente connessi, specialmente per alcune linee ad alta velocità, rendendoli il più brevi possibile quando si distribuiscono segnali di potenza e piccoli dispositivi di segnale. Essere separati. Sulla premessa di soddisfare le prestazioni del circuito, i componenti devono essere posizionati ordinatamente e splendidamente e facili da testare. Anche le dimensioni meccaniche della scheda e la posizione della presa devono essere attentamente considerate.

Il tempo di messa a terra e il ritardo di trasmissione sulla linea di interconnessione nel sistema ad alta velocità sono anche i primi fattori da considerare nella progettazione del sistema. Il tempo di trasmissione sulla linea di segnale ha una grande influenza sulla velocità complessiva del sistema, specialmente per i circuiti ECL ad alta velocità. Anche se il blocco del circuito integrato stesso è molto veloce, è dovuto all'uso di linee di interconnessione ordinarie sul piano posteriore (la lunghezza di ogni linea di 30 cm è circa La quantità di ritardo di 2ns) aumenta il tempo di ritardo, che può ridurre notevolmente la velocità del sistema. Le parti di lavoro sincrone come i registri dei turni e i contatori sincroni sono posizionati meglio sulla stessa scheda plug-in, perché gli orologi su schede plug-in diverse Il tempo di ritardo della trasmissione del segnale non è uguale, il che può causare il registro di turno a produrre un errore grave. Se non può essere posizionato su una scheda, la lunghezza della linea dell'orologio dalla sorgente comune dell'orologio a ogni scheda plug-in deve essere uguale dove la sincronizzazione è la chiave.

In quarto luogo, la considerazione del cablaggio

Con il completamento della progettazione di OTNI e della rete in fibra ottica stellare, ci saranno più schede con linee di segnale ad alta velocità superiori a 100MHz che dovranno essere progettate in futuro. Qui verranno introdotti alcuni concetti di base delle linee ad alta velocità.

Linea di trasmissione:

Qualsiasi percorso di segnale "lungo" sul PCB stampato può essere considerato come una linea di trasmissione PCB. Se il tempo di ritardo di trasmissione della linea è molto più breve del tempo di aumento del segnale, i riflessi principali prodotti durante il periodo di aumento del segnale saranno sommersi. Sovraccarico, rinculo e squillo non sono più presenti. Per la maggior parte dei circuiti MOS correnti, dal momento che il rapporto tra tempo di salita e tempo di ritardo di trasmissione della linea è molto più grande, la traccia può essere lunga quanto i metri senza distorsione del segnale. Per circuiti logici più veloci, in particolare ECL ad altissima velocità.

Per i circuiti integrati, a causa dell'aumento della velocità del bordo, se non vengono adottate altre misure, la lunghezza della traccia deve essere notevolmente accorciata per mantenere l'integrità del segnale.