Berita PCB - Bagaimana untuk mengatur kabel yang masuk akal dalam desain papan sirkuit

Kawalan papan PCB boleh dikatakan sebagai seni. Design papan sirkuit yang hebat mesti mempertimbangkan semua aspek, termasuk realizasi prinsip sirkuit dan fungsi, tetapi juga mempertimbangkan ciri-ciri elektrik EMI, EMC, ESD, integriti isyarat, dll., serta struktur mekanik dan penyebaran panas cip kuasa tinggi. Kemudian pertimbangkan estetik papan sirkuit. Ini juga penting dalam industri papan salinan PCB kami.

Sebelum anda mula belajar untuk mengeksplorasi bentangan PCB, anda mungkin melihat peraturan berbeza untuk bentangan PCB dalam berbeza buku rujukan. Walaupun banyak peraturan mungkin mempunyai konnotasi yang sama dalam beberapa kadar, mereka berbeza. Akan ada empatan berbeza dalam latihan bentangan sebenar, dan akan ada konflik antara peraturan. Contohnya: Peraturan pertama ialah laluan penghantaran isyarat adalah pendek yang mungkin, dan peraturan kedua ialah persamaan impedance diperlukan dalam kawat frekuensi tinggi.

Apabila mempertimbangkan bentangan bas MEMORY DDR, ia mustahil bagi cip MERY pakej SOP untuk melaksanakan peraturan satu untuk semua TRACK. pendekatan yang betul adalah untuk melaksanakan semua TRACK dalam yang relatif pendek di bawah syarat keseluruhan pertimbangan impedance. Oleh itu, ketidakkompatibiliti antara peraturan dalam kawat sebenar akan menyebabkan pembaca menyedari dan efektif menggunakan peraturan ini dalam proses kawat untuk menghasilkan segala jenis keraguan, dan bahkan jatuh ke dalam peraturan ini atau jenis yang umum pada kerugian. Ini perlu ditandakan-peraturan kabel berbeza hanyalah panduan, dan proses kabel sebenar patut digabung dengan kompromi terus menerus untuk mencapai kesan terbesar. Saya fikir bahawa selama anda secara sadar memberi perhatian kepada peraturan ini dalam kawat sebenar, ia akan lebih atau kurang membantu kesan kawat.

1. Dari perspektif seluruh sistem, analisis sifat setiap isyarat modul dan menentukan kedudukannya di seluruh sistem, supaya menentukan keutamaan modul dalam bentangan dan laluan adalah sangat penting bagi seluruh sistem, yang memerlukan proses wayar sebenar Dalam, proses spesifik setiap modul ditentukan keutamaan.

Peraturan bentangan umum memerlukan untuk membedakan sama ada modul adalah litar analog atau litar digital, sama ada ia adalah litar frekuensi tinggi atau litar frekuensi rendah, sama ada ia adalah sumber gangguan utama atau isyarat kunci sensitif, dan sebagainya, perlu menganalisis dengan teliti ciri-ciri setiap isyarat modul sebelum bentangan, termasuk atribut modul, fungsi, - bekalan kuasa, frekuensi isyarat khusus, aliran semasa, intensiti semasa, dll., untuk menentukan bentangan modul pada papan PCB. Biasanya, apabila struktur mekanik ditentukan, sistem kompleks akan mempunyai N kaedah bentangan berbeza, yang memerlukan kompromi beberapa peraturan untuk mencari bentangan optimal dari perspektif sistem.

Dalam modul digital, akan ada jam, seperti CLOCK SDRAM, dan sirkuit jam adalah faktor utama yang mempengaruhi EMC. Kebanyakan bunyi sirkuit terintegrasi berkaitan dengan frekuensi jam dan harmonik berbilang. Jika isyarat CLOCK berada dalam bentuk gelombang sinus, jika ia tidak dikendalikan dengan betul, ia akan "berkontribusi" sumber gangguan frekuensi ini atau berbilang frekuensi ini ke sistem. Jika isyarat CLOCK berada dalam bentuk gelombang kuasa dua, ia akan "berkontribusi" bunyi ke sistem. Sumber gangguan frekuensi berbeza. Pada masa yang sama, CLOCK masih isyarat yang susah untuk gangguan. Jika CLOCK diganggu, kesan pada sistem digital boleh dibayangkan. Oleh itu, modul sirkuit jam adalah modul kunci, dan pelbagai peraturan diberi keutamaan dalam proses bentangan dan laluan.

Terdapat juga pelbagai modul gangguan dalam banyak sistem perkakasan terlibat sekarang. Pemicu gangguan termasuk pemicu aras dan pemicu pinggir. Setelah menghadapi gangguan yang ditetapkan sebagai pemicu pinggir naik terus-menerus dipicu kerana gangguan luaran, yang akhirnya membawa kepada fenomena RTOS diblokir kerana ia tidak dapat diproses.

Analisis dua bentangan sirkuit sederhana menurut prinsip ini. Dalam platform perkakasan telefon bimbit yang saya hubungi, sirkuit kecerahan skrin paparan disedari dengan menggunakan isyarat PWM dengan lebar denyut berbeza, dan sirkuit integrator RC untuk menetapkan voltaj cahaya belakang yang berbeza. Compared with CLOCK, the PWM signal has the same effect on the EMI of the whole system in a certain sense. Tetapi jika anda menganalisis beberapa dengan berhati-hati, anda perlu tahu bahawa jika isyarat PWM IC menetapkan aras analog dalam laluan yang paling pendek mungkin sebelum dihantar pada papan PCB, iaitu, resistensi dan kapasitasi adalah sebanyak mungkin kepada PWM. Letakkan pin, supaya gangguan PWM ke sistem boleh dikurangkan ke minimum. Dalam rancangan platform perkakasan telefon bimbit, bahagian RF dan bahagian audio adalah inti sistem, dan kabel kedua-dua bahagian ini memegang kedudukan inti mutlak, dan meletakkannya dalam kedudukan keutamaan apabila kabel. Oleh itu, dalam bentangan dan laluan sebenar, garis isyarat kedua-dua modul ini ditetapkan secara terpisah dalam lapisan sementara, Lapisan kuasa dan lapisan tanah digunakan dalam lapisan sebelah untuk melindunginya, dan modul lain adalah sebanyak mungkin jauh dari kedua-dua modul ini untuk menghindari memperkenalkan gangguan. Selain itu, cuba mempertimbangkan perincian seperti ini: isyarat audio dengan input MIC yang sangat kecil perlu ditambah ke tahap tertentu sebelum dimasukkan ke AUDIO ADC. Kita tahu bahawa nisbah penghantaran saluran isyarat-bunyi dalam sens abstrak adalah ukuran kesan bunyi pada sistem. Ia boleh disalib-rujukan, suara bunyi kecil menyalib saluran sebelum isyarat audio ditambah dan isyarat audio masuk saluran selepas isyarat audio ditambah. Jika laluan saluran ini tidak dapat melewati kawasan dengan sumber gangguan kuat, disarankan isyarat audio ditambah sebelum penghantaran.

Contohnya, bas sistem kompleks biasanya disambung ke jenis peranti. Contohnya, bas I2C boleh disambung ke 127 peranti hamba. Dalam beberapa platform perkakasan kotak set-top, DEMODULATOR, TUNER, dan E2PROM biasanya disambung. Ini juga memerlukan peranti yang berbeza dibedakan dalam frekuensi berkongsi bas, dan peranti dengan frekuensi yang tinggi penggunaan patut ditempatkan dalam kedudukan yang relatif penting. Contohnya, antaramuka EMI pada platform QAMI5516 yang disebut atas menggunakan peranti SDRAM dan FLASH. Berdasarkan pemahaman sistem, SDRAM meletakkan kod berjalan sistem operasi masa sebenar, dan FLASH digunakan sebagai medium penyimpanan. Semasa operasi sistem perisian, SDRAM mempunyai lebih banyak operasi baca dan tulis daripada FLASH, jadi proses kabel patut dilakukan dahulu. Pertimbangkan lokasi SDRAM.

2. Idea modularisasi dan strukturasi tidak hanya diselarang dalam rekaan prinsip perkakasan, tetapi juga diselarang dalam kesan bentangan dan laluan. Platform perkakasan hari ini semakin semakin terintegrasi, dan sistem semakin kompleks. Sudah tentu, ia diperlukan sama ada ia adalah diagram skematik perkakasan. Dalam rancangan bentangan PCB, kaedah rancangan modular dan struktur masih digunakan. Jika anda telah terdedah kepada FPGAs skala besar atau CPLDs, anda tahu bahawa desain ICs kompleks tidak mungkin memerlukan kaedah desain modular atas-bawah. Oleh itu, sebagai jurutera perkakasan, di bawah premis untuk memahami arsitektur keseluruhan sistem, and a perlu pertama-tama secara sadar memasukkan idea desain modular dalam desain skematik dan kabel PCB. Contohnya, IC utama platform perkakasan set-top kotak TV digital QAMI5516 mempunyai modul berikut: ST20: 32-bit RISC CPU berjalan pada 180MHZ

PTI: Unit pemprosesan STREAM TRANSPORT DISPLAY: dekod MPEG-2, papar pemprosesan Unit DEMODULATOR: QAM demodulator MEMORY INTERFACE: Antaramuka MEMORY berbeza yang diperlukan oleh sistem aplikasi berbeza STBUS: bas komunikasi data setiap modul PERIPHERAL: UART, SMARTCARD, IIC, GPIO, PWM dan periferial biasa lain AUDIO: Antaramuka output audio VEDIO: Proses desain modular bagi antaramuka output video QAMI5516 tidak memerlukan enjin perkakasan untuk memahami semua aspek sistem, tetapi ia memerlukan bahawa bahagian antaramuka modul IC yang berbeza yang digunakan dalam aplikasi sebenar dianggap sebagai subsistem apabila merancang platform perkakasan. Pemprosesan: Contohnya, sirkuit audio dan sirkuit video patut dilakukan dalam seluruh kawasan semasa bentangan dan kabel. Melakukannya tidak hanya teruskan idea desain modular IC, tetapi juga memudahkan pemisahan fizikal papan PCB bila diperlukan, mengurangkan sambungan elektrik diantara modul berbeza, dan memudahkan penyahpepijatan seluruh sistem. Kami tahu bahawa ia adalah yang paling mudah untuk memeriksa penyahpepijatan perkakasan. Cara untuk menangani ralat dalam rancangan prinsip sirkuit adalah "melayan kepala dan kaki and a", iaitu, dalam platform QAMI5516 yang disebut di atas, jika ada masalah dengan bahagian audio sirkuit, perkara pertama yang perlu dilakukan ialah Periksa dan sahkan modul audio.

Idea modularisasi juga terlihat dalam kabel bas sistem. Biasanya, bas dibahagi menjadi tiga jenis: BUS CONKROL, BUS DATA, dan BUS ADDR. Contohnya, SMI dalam QAMI5516 di atas menggunakan SDRAM 16M dengan frekuensi kerja 100MHZ, yang memerlukan kumpulan bas ini untuk disatukan ke seluruh untuk mempertimbangkan persamaan impedance semasa proses kabel. Dalam proses kabel sebenar, mustahil untuk meletakkan garis-garis ini sedikit.

Idea modularisasi juga menyebabkan bentangan papan PCB.

Idea modularisasi juga menyebabkan pengembangan atau pengubahsuaian fungsi sistem perkakasan.

3. Pay attention to power supply integrity, and give priority to the processing of power and ground wires in layout and wires. In any electronic system, interference of interference sources on the system is nothing more than two ways: one is transmission through conductors, and the other is through space through electromagnetic radiation. Berpasang. Dalam sistem frekuensi rendah, ia adalah terutama laluan pertama. Dalam sistem frekuensi tinggi, sebahagian besar penyebab gangguan adalah transmisi melalui konduktor. Di antara mereka, yang lebih jelas adalah bahawa bunyi yang dijana oleh IC mengganggu seluruh sistem melalui kuasa dan tanah. Oleh itu, integriti bekalan tenaga atau kualiti bekalan tenaga adalah penting untuk kemampuan anti-gangguan seluruh sistem. Integriti kuasa sebenarnya adalah sebahagian integriti isyarat, tetapi mengingat kepentingan kuasa untuk semua sistem, ia disenaraikan secara terpisah di sini. Seharusnya dikatakan bahawa ia tidak mudah untuk melakukan ini dalam sistem sebenar. Sentiasa akan ada bunyi frekuensi yang berbeza dalam sistem. Dalam rancangan sirkuit dan bentangan dan laluan PCB, ia hanya cuba untuk mengurangi bunyi frekuensi berbeza, dengan demikian meningkatkan prestasi umum anti-bunyi sistem. Pada masa yang sama, dalam sistem kompleks, mengurangi bunyi sistem bukan untuk mengubah nilai satu atau dua kondensator, tetapi untuk memperhatikan akumulasi kesan penapisan bekalan kuasa. Dalam rancangan perkakasan telefon bimbit, terdapat PMU dedikasi untuk mengendalikan dan menyediakan kuasa kepada setiap modul, tetapi PMU semua dari VBAT. Ia mustahil untuk membayangkan bahawa jika bekalan kuasa dari op amp audio sensitif tidak ditapis dan diambil secara langsung dari VBAT, atau, seperti sirkuit yang menyediakan kuasa kepada SDRAM, ia tidak ditapis, Dan bunyi tukar bahagian ini dalam sirkuit digital dibenarkan untuk mencemar seluruh VBAT. Apa konsekuensinya?

Jika cukup perhatian diberikan kepada integriti kuasa, bahagian ini relatif mudah untuk dihadapkan selepas menggabungkan modularisasi dan analisis berhati-hati setiap modul yang disebut di atas. Peraturan biasa untuk bekalan kuasa IC VCC secara umum dikendalikan oleh kapasitor bypass dan kapasitor penyahpautan, dan cuba untuk menjaga kapasitor ini dekat dengan input kuasa IC apabila meletakkan papan. Jika and a berada dalam sistem yang menuntut, anda juga boleh guna sirkuit LCCL untuk frekuensi sensitif berbeza (sambungkan induktor atau bead magnetik dalam siri, dan kondensator elektrolitik, dan kondensator keramik, dan kemudian induktor kecil dalam siri. Nilai khusus perlu mengikut frekuensi yang sepadan ditentukan) penapis. Saya digunakan untuk membuat sistem rumit. Kerana tiada kondensator bypass pada bekalan kuasa inti DEMODULATOR sistem, kadar ralat bit DEMODULATOR selepas demodulasi tidak dapat ditahan. Untuk pemprosesan pelbagai GND dalam sistem, ia secara umum diperlukan untuk menganalisis laluan kembalian semasa. Semasa mempunyai ciri-ciri untuk sentiasa memilih laluan kembali dengan impedance yang paling sedikit. Ini adalah prinsip utama, yang boleh dipahami oleh fakta bahawa terdapat corak "meletakkan tembaga" dalam wayar PCB. "Menapis tembaga" sering digunakan pada GND rangkaian. Semua isyarat digital boleh ditambah ke dalam sirkuit tahap gerbang yang paling asas. GND juga sebahagian dari laluan semula isyarat. GND adalah untuk membuat keseluruhan impedance pada laluan isyarat lebih kecil dengan "meletakkan tembaga". "Mendarat dekat" dan "mengurangi pengendalian tanah" juga berdasarkan pertimbangan seperti itu.

Yang di atas ialah perkenalan kawat yang masuk akal dalam rancangan papan sirkuit. Ipcb juga disediakan kepada penghasil PCB dan teknologi penghasilan PCB.