PCB Tecnico - Comprendere i principi di progettazione delle schede PCBA

Il processo di base può essere diviso in tre fasi: progettazione schematica PCB, generazione netlist e progettazione del circuito stampato. Che si tratti del layout dei componenti PCB sulla scheda o delle tracce PCB, ecc., ci sono requisiti specifici.

Ad esempio, il cablaggio di ingresso e uscita dovrebbe essere evitato il più possibile per evitare interferenze. Il percorso parallelo delle due linee di segnale deve essere separato dal filo di terra e il cablaggio di due strati adiacenti dovrebbe essere il più possibile perpendicolare l'uno all'altro. È probabile che l'accoppiamento parassitico avvenga in parallelo. I fili di alimentazione e di massa devono essere separati in due strati per quanto possibile per essere perpendicolari l'uno all'altro. In termini di larghezza della linea, un ampio cavo di terra può essere utilizzato come anello per il circuito digitale PCB per formare una rete di terra (i circuiti analogici non possono essere utilizzati in questo modo) e viene utilizzata una grande area di rame.

Il seguente articolo spiega i principi e alcuni dettagli a cui è necessario prestare attenzione nella progettazione PCB della scheda di controllo del microcontrollore.

1. layout del componente PCB

Nel layout dei componenti, i componenti correlati dovrebbero essere posizionati il più vicino possibile. Ad esempio, il generatore di clock, l'oscillatore di cristallo e l'ingresso dell'orologio della CPU sono tutti soggetti al rumore, quindi dovrebbero essere posizionati più vicini.

Per quei dispositivi che sono inclini al rumore, circuiti di corrente PCB, circuiti di commutazione di circuiti ad alta corrente, ecc., tenerli lontani dal circuito di controllo logico e dal circuito di archiviazione (ROM, RAM) del microcontrollore il più possibile. Se possibile, questi circuiti possono essere trasformati in circuiti. Scheda, questo favorisce l'anti-interferenza e migliora l'affidabilità del lavoro del circuito.

2. Condensatore di disaccoppiamento

Prova a installare condensatori di disaccoppiamento accanto a componenti chiave, come ROM, RAM e altri chip. Infatti, tracce del circuito stampato, connessioni a pin e cablaggio, ecc. possono contenere grandi effetti di induttanza. La grande induttanza può causare forti picchi di rumore di commutazione sulla traccia Vcc.

L'unico modo per evitare picchi di rumore di commutazione sulle tracce Vcc è posizionare un condensatore di disaccoppiamento elettronico 0.1uF tra VCC e alimentazione a terra. Se sul circuito vengono utilizzati componenti di montaggio superficiale, i condensatori chip possono essere utilizzati direttamente contro i componenti e fissati sul pin Vcc.

È meglio usare condensatori ceramici, perché questo tipo di condensatore ha minore perdita elettrostatica (ESL) e impedenza ad alta frequenza e la temperatura e il tempo della stabilità dielettrica di questo tipo di condensatore sono anche molto buoni. Cercate di non usare condensatori al tantalio, perché la loro impedenza è più alta alle alte frequenze.

Prestare attenzione ai seguenti punti quando si posizionano condensatori di disaccoppiamento:

3. Progettazione del filo di terra PCB

Nel sistema di controllo del microcomputer a chip singolo PCB, ci sono molti tipi di cavi di terra, come terra del sistema, terra dello scudo, terra logica, terra analogica, ecc Il layout ragionevole del cavo di terra determinerà l'abilità anti-interferenza del circuito stampato. Quando si progetta il filo di terra e il punto di messa a terra del PCB, devono essere considerati i seguenti problemi:

4. Altri

Oltre al layout della linea elettrica, la larghezza della traccia dovrebbe essere il più spessa possibile in base alle dimensioni della corrente. Nella progettazione del layout PCB, la direzione di routing della linea elettrica e della linea di terra dovrebbe essere coerente con quella della linea dati. Infine, utilizzare cavi di terra per coprire il fondo del circuito dove non ci sono tracce. Tutti questi metodi aiutano a migliorare la capacità anti-interferenza del circuito.

La larghezza della linea dati deve essere il più ampia possibile per ridurre l'impedenza. La larghezza della linea dati è almeno non inferiore a 0.3mm (12mil), ed è più ideale se viene utilizzato 0.46 ~ 0.5mm (18mil ~ 20mil).

Poiché una via sul circuito stampato porterà circa 10pF di effetto di capacità, questo introdurrà troppe interferenze per i circuiti PCB ad alta frequenza, quindi durante la progettazione del layout PCB, il numero di via dovrebbe essere ridotto il più possibile. Inoltre, troppe vie ridurranno anche la resistenza meccanica del circuito stampato.