PCB Tecnico - Sulla considerazione globale del metodo di messa a terra PCB

1. Considerazione globale del metodo di messa a terra PCB

1.1 Vantaggi del metodo comunemente usato di messa a terra del punto stellare (messa a terra di un punto): nessuna interferenza reciproca di serie si verificherà

Se non riesci a seguire il 100%, devi considerare attentamente come scegliere il punto stella? Ci sono 2 modelli:

La prima scheda - il grande condensatore del filtro dell'alimentazione elettrica è il punto stella

Messa a terra comune dei punti stellari

La seconda tavola - il caso è un punto stellare

Cavo di massa in ingresso

1.2 Sintonizzatore (RF) terra e piccolo segnale terra

L'estremità anteriore RF del sintonizzatore e la sua custodia di schermatura devono essere collegati al telaio come filo di terra e la terra del segnale basso può essere ramificata dal cavo di terra del sintonizzatore alla terra del sintonizzatore (RF) e alla terra del piccolo segnale

1.3 Messa a terra di MCU e KB

MCU e KB possono essere messi a terra insieme e il punto di terra è collegato al terreno principale o al telaio attraverso un cavo stretto

1.4 Metodo di messa a terra servo PCB

Quattro tipi di classificazione di messa a terra, metodo di messa a terra del driver del motore/audio/digitale/RF del circuito. Ogni pezzo di foglio di rame separato è il terreno, collegato attraverso un cavo stretto. Il terreno del motore è serrato da viti.

1.5 Metodo di trasmissione del segnale

La trasmissione parallela delle linee di segnale e delle linee di terra del segnale allo stesso tempo può ridurre il rumore

2. Considerazioni audio

La corrente del segnale genera un campo magnetico e la linea elettrica ha molti segnali di rumore e campi elettromagnetici di rumore generati da grandi correnti rumorose. Conoscere la direzione della corrente del segnale e la sua magnitudine e intensità e ridurre l'area del circuito di corrente del segnale per ridurre l'accoppiamento induttivo. Le linee di terra corrispondenti della linea elettrica devono essere distribuite in parallelo (parallelo o parallelo) per ridurre al minimo l'area del ciclo e ridurre l'impedenza del ciclo. Le piccole tracce della linea di segnale non dovrebbero essere vicine a circuiti digitali o segnali acustici. Le linee di segnale che possono essere schermate su strati adiacenti del PCB dovrebbero essere reciprocamente. Verticale (in 90º), che minimizza la conversazione incrociata.

3. Considerazioni sul rumore

L'alimentazione elettrica deve essere disaccoppiata al punto di ingresso del PCB.

L'alimentazione deve essere posizionata al punto di ingresso dell'alimentazione del PCB e vicino al circuito ad alta corrente (IC amplificatore di potenza) il prima possibile. Minimizzare l'area tra i fili e quindi minimizzare l'induttanza). Quando si collega il cavo al PCB, se possibile, fornire più cicli di terra per ridurre al minimo l'area del ciclo. Le linee VCC (clean power) e le linee di segnale non devono essere parallele a linee non filtrate (sporche) che trasportano batterie, segnali di accensione, alta corrente o commutazione rapida.

Di solito la linea di segnale e il relativo loop di terra dovrebbero essere posizionati il più vicino possibile per ridurre al minimo l'area corrente del loop

a) La corrente del segnale a bassa frequenza passa attraverso la linea di resistenza minima b) La corrente del segnale ad alta frequenza passa attraverso la linea di induttanza minima

Piccoli segnali o circuiti periferici dovrebbero essere il più vicino possibile al connettore I/O e lontano da circuiti digitali ad alta velocità, circuiti ad alta corrente o circuiti di alimentazione non filtrati.

4. Considerazioni EMC

Ogni pin di alimentazione IC digitale aggiunge un condensatore ceramico ad alta frequenza e bassa induttanza per il disaccoppiamento. Condensatori di 0,1 Â µF sono utilizzati su IC fino a 15 MHz, e condensatori di 0,01 Â µF sono utilizzati su IC superiori a 15 MHz. Il componente di disaccoppiamento RF della batteria o del dispositivo di accensione deve essere posizionato all'ingresso di alimentazione del PCB (vicino al connettore I/O). L'oscillatore e l'MCU dovrebbero essere lontani dal connettore I/O o dal sintonizzatore, e il più vicino possibile ai loro chip, preferibilmente sullo stesso lato del PCB per mantenere l'area del loop al minimo. I condensatori di disaccoppiamento RF dovrebbero essere aggiunti al circuito RF. La schermatura dei segnali a bassa frequenza (sotto i 10 MHz) dovrebbe essere terminata e messa a terra solo sulla sorgente per evitare loop di terra indesiderati.

5. La regola di 3 W del layout PCB

Nel routing PCB, dovremmo seguire la regola di routing da 3 W. Si verificheranno conversazioni incrociate tra le tracce sul PCB. Questo crosstalk non si verifica solo tra il segnale dell'orologio e i suoi segnali circostanti, ma anche su altri segnali chiave, come dati, indirizzo, controllo, linee di segnale di ingresso e uscita, ecc., Ci possono essere crosstalk e effetti di accoppiamento. Per risolvere il crosstalk di questi segnali, possiamo prendere una misura dalla traccia PCB, cioè dovremmo seguire la regola 3-W della traccia quando tracciamo. L'utilizzo della regola 3-W può ridurre l'accoppiamento tra tracce di segnale.

La regola 3-W è quella di soddisfare la distanza di separazione di tutti i segnali (segnali chiave come orologio, audio, video, reset, dati, indirizzo, ecc.): la distanza tra il bordo della traccia deve essere maggiore o uguale a 2 volte la larghezza della traccia, cioè il centro della traccia La distanza tra di loro è 3 volte la larghezza della traccia. Ad esempio, se la larghezza della linea dell'orologio è di 8mils, la distanza tra il bordo della traccia dell'orologio e i bordi di altre tracce dovrebbe essere di 16mil.

Nota: Per tracce vicine al bordo della tavola, la distanza dal bordo della tavola al bordo della traccia deve essere maggiore di 3W.

La regola di 3 W può essere utilizzata in varie situazioni di cablaggio, non solo per segnali di clock o segnali periodici ad alta frequenza. Se non c'è un piano di riferimento a terra nell'area I/O, allora la coppia di tracce differenziali non ha un piano specchio e la regola 3-W può essere utilizzata per il routing in questo momento.

Generalmente, la distanza tra le due tracce di segnale di una traccia di coppia differenziale dovrebbe essere W e la distanza tra la traccia differenziale e altre tracce dovrebbe soddisfare la regola di 3-W, cioè, la distanza minima tra la traccia e altre tracce dovrebbe essere 3W, come mostrato nella figura 3. Per le tracce di coppia differenziale, rumore e altri segnali dal piano di potenza sono accoppiati alle tracce di coppia differenziale. Se la distanza tra le linee di segnale della coppia differenziale è troppo grande (più di 3W) e la distanza dalle altre linee di segnale è troppo piccola (meno di 3W), la trasmissione dei dati può essere interrotta.

6: routing angolare PCB

Improvvisi cambiamenti nell'impedenza della linea del segnale causeranno discontinuità e quindi riflessione, quindi evitare questa discontinuità nella traccia PCB. Soprattutto quando si progetta un PCB di segnale ad alta velocità, specialmente quando il tempo di aumento del segnale è di livello ns (microsecondo), particolare attenzione dovrebbe essere prestata all'elaborazione angolare della traccia.

Quando la traccia ha un angolo ad angolo retto, la larghezza e l'area della sezione trasversale della traccia all'angolo aumentano, in modo da generare capacità parassitaria aggiuntiva, in modo che l'impedenza sarà ridotta e quindi la discontinuità dell'impedenza della traccia sarà generata. Nel caso di un angolo di angolo retto, due angoli di 45° o arrotondati possono essere utilizzati all'angolo per ottenere un angolo di angolo retto. In questo modo, la larghezza della linea e l'area della sezione trasversale della traccia possono essere mantenute uguali, evitando così il problema della discontinuità in impedenza. Come mostrato nella figura 4, è il metodo di elaborazione ad angolo retto. Dal confronto nella figura, si può vedere che il metodo dell'angolo rotondo è il migliore. Di solito 45° può essere applicato ai segnali di 10GMz e gli angoli arrotondati possono essere applicati ai segnali sopra 10GMz.