Data PCB - Bagaimana membuat papan PCB yang baik

Semua orang tahu bahawa membuat Papan PCB adalah mengubah skema direka menjadi Papan PCB. Tolong jangan meremehkan proses ini. Ada banyak perkara yang berfungsi pada prinsip tetapi sukar untuk dicapai dalam jurutera, atau sesuatu yang orang lain boleh capai, tetapi yang lain tidak boleh. Oleh itu, ia tidak sukar untuk membuat Papan PCB, but it is not an easy task to do a good job of a Papan PCB. Dua kesulitan besar dalam bidang mikroelektronik adalah pemprosesan isyarat frekuensi tinggi dan isyarat lemah. Dalam hal ini, Aras Papan PCB produksi sangat penting. Rancangan prinsip yang sama, komponen yang sama, and the Papan PCBs yang dihasilkan oleh orang yang berbeza mempunyai ciri-ciri yang berbeza. Hasilnya, jadi bagaimana kita boleh membuat Papan PCB? Berdasarkan pengalaman masa lalu kita, kita ingin berkongsi pandangan kita mengenai aspek berikut:

1. Jadilah jelas mengenai tujuan desain anda

Apabila menerima tugas desain, pertama-tama, perlu menjelaskan tujuan desain, sama ada ia adalah biasa Papan PCB, frekuensi tinggi Papan PCB, proses isyarat kecil Papan PCB, atau Papan PCB dengan proses isyarat-frekuensi tinggi dan kecil. Jika ia papan PCB biasa, Selama bentangan dan kawat adalah masuk akal dan bersih, dan dimensi mekanik adalah tepat, jika terdapat garis muatan tengah dan garis panjang, cara tertentu mesti digunakan untuk mengurangi muatan. Apabila terdapat lebih dari garis isyarat 40MHz di papan, pertimbangan istimewa patut diberikan kepada garis isyarat ini, seperti perbualan salib antara garis. Jika frekuensi lebih tinggi, akan ada keterangan yang lebih ketat pada panjang kawat. Menurut teori rangkaian parameter yang disebarkan, interaksi antara sirkuit kelajuan tinggi dan kawat mereka adalah faktor penting, yang tidak boleh diabaikan dalam desain sistem. Dengan meningkat kelajuan penghantaran pintu, lawan pada garis isyarat akan meningkat sesuai, dan perbualan salib antara garis isyarat bersebelahan akan meningkat secara proporsional. Biasanya, penggunaan kuasa dan penyebaran panas sirkuit kelajuan tinggi juga besar. Apabila membuat PCB kelajuan tinggi Perhatian yang cukup perlu diberikan kepada papan. Apabila terdapat isyarat lemah aras milivolt atau bahkan aras mikrovolt di papan, perhatian istimewa diperlukan untuk garis isyarat ini. Kerana isyarat kecil terlalu lemah, ia sangat mudah untuk diganggu oleh isyarat kuat lain, dan tindakan perisai sering diperlukan. Sangat mengurangi nisbah isyarat ke bunyi. Sebagai hasilnya, isyarat berguna dipenuhi oleh bunyi dan tidak dapat dikekstrak secara efektif. Pengurusan dewan juga perlu dianggap dalam tahap desain. Faktor seperti lokasi fizik titik ujian dan izolasi titik ujian tidak boleh diabaikan, kerana beberapa isyarat kecil dan isyarat frekuensi tinggi tidak boleh ditambah secara langsung ke sond untuk pengukuran. Selain itu, faktor berkaitan lain patut dianggap, seperti bilangan lapisan papan, bentuk pakej komponen yang digunakan, dan kekuatan mekanik papan. Sebelum membuat papan PCB, perlu tahu tujuan desain desain.

2. Memahami keperluan bentangan dan laluan bagi fungsi komponen yang digunakan

Kami tahu bahawa beberapa komponen istimewa mempunyai keperluan istimewa untuk bentangan dan kawat, seperti penambah isyarat analog yang digunakan dalam LOTI dan APH. Penampilkan isyarat analog memerlukan bekalan kuasa yang stabil dan garisan kecil. Bahagian isyarat kecil analog sepatutnya dijauhkan dari peranti kuasa sebanyak mungkin. Pada papan OTI, bahagian penyampaian isyarat kecil juga disediakan secara khusus dengan penutup perisai untuk melindungi gangguan elektromagnetik tersesat. Cip GLINK yang digunakan pada papan NTOI mengadopsi proses ECL, yang menghasilkan banyak kuasa dan menghasilkan panas. Pertimbangan istimewa mesti diberikan kepada masalah penyebaran panas semasa bentangan. Jika penyebaran panas biasa digunakan, cip GLINK mesti ditempatkan di tempat di mana sirkulasi udara relatif licin. dan panas yang hilang tidak boleh mempunyai kesan besar pada cip lain. Jika papan dipenuhi dengan pembicara atau peranti kuasa tinggi lain, ia mungkin menyebabkan pencemaran serius kepada bekalan kuasa, yang juga perlu diberikan cukup perhatian.

3. Pertimbangan bentangan komponen

Salah satu faktor pertama yang perlu dianggap dalam bentangan komponen adalah prestasi elektrik. Komponen yang berkaitan dengan kawat seharusnya ditempatkan bersama sebanyak mungkin. Terutama untuk beberapa garis kelajuan tinggi, bentangan sepatutnya pendek yang mungkin. isyarat kuasa dan peranti isyarat kecil untuk dipisahkan. Pada premis untuk memuaskan prestasi sirkuit, juga perlu mempertimbangkan bahawa komponen ditempatkan dengan baik dan cantik, yang sesuai untuk diuji. Saiz mekanik papan dan lokasi soket juga perlu dipertimbangkan dengan berhati-hati. Masa perlahan pendaratan dan penyebaran pada sambungan dalam sistem kelajuan tinggi juga merupakan pertimbangan pertama dalam desain sistem. Masa penghantaran pada garis isyarat mempunyai pengaruh besar pada kelajuan sistem keseluruhan, terutama untuk sirkuit ECL kelajuan tinggi. Walaupun kelajuan blok sirkuit terpasang sendiri sangat tinggi, disebabkan penggunaan garis sambungan biasa pada lapisan belakang (kira-kira 30 cm dalam panjang per baris) lambat 2ns) akan meningkatkan masa lambat, yang boleh mengurangkan kelajuan sistem. Komponen kerja segerak seperti daftar shift dan penghitung segerak ditempatkan pada papan pemalam yang sama, kerana masa lambat penghantaran isyarat jam ke papan pemalam yang berbeza tidak sama, yang boleh menyebabkan ralat utama daftar shift. papan, di mana penyegerakan adalah kritik, panjang baris jam dari sumber jam biasa ke setiap papan mesti sama.

4. Pertimbangan untuk kabel

Dengan selesaikan rancangan OTNI dan rangkaian serat bintang, akan ada lebih banyak papan dengan garis isyarat kelajuan tinggi di atas 100MHz untuk direka di masa depan. Beberapa konsep asas garis kelajuan tinggi akan diperkenalkan di sini. Setiap laluan isyarat "panjang" pada papan sirkuit cetak boleh dianggap garis penghantaran. Jika masa lambat pendaraban garis jauh lebih pendek daripada masa naik isyarat, mana-mana refleksi yang dihasilkan semasa naik isyarat akan tenggelam. Tembakan berlebihan, tendangan dan bunyi tidak lagi hadir. Untuk kebanyakan sirkuit MOS semasa, kerana nisbah masa naik ke masa lambat penghantaran garis jauh lebih besar, jejak boleh diukur dalam meter tanpa cacat isyarat. Dan untuk sirkuit logik yang lebih cepat, terutama kelajuan ultra-tinggi. Untuk sirkuit terintegrasi, disebabkan peningkatan kelajuan pinggir, jika tiada tindakan lain diambil, panjang jejak mesti dikurangkan jauh untuk menjaga integriti isyarat. Ada dua cara untuk membuat sirkuit kelajuan tinggi berfungsi pada garis relatif panjang tanpa gangguan bentuk gelombang serius. TTL menggunakan dioda Schottky memeluk untuk pinggir yang cepat jatuh, sehingga overshoot dipeluk kepada satu titik dioda di bawah potensi tanah. Ini mengurangkan ukuran kickback berikutnya, pinggir naik yang lebih lambat membenarkan overshoot, tetapi ia dipermalukan oleh impedance output relatif tinggi (50-80Ω) sirkuit dalam keadaan "H" tahap. Selain itu, disebabkan kekebalan tinggi keadaan "H" tahap, masalah pemulihan tidak terlalu terkenal. Untuk peranti seri HCT, jika kaedah penyelesaian dioda Schottky dan penghentian perlawanan seri digunakan, peningkatan akan diperbaiki. kesan akan lebih jelas. Pada kadar bit yang lebih tinggi dan kadar pinggir yang lebih cepat, kaedah bentuk TTL yang diterangkan di atas agak tidak sesuai apabila ada penggemar keluar sepanjang garis isyarat. Kerana gelombang yang terrefleks di garis, mereka akan cenderung untuk bergabung dengan kadar bit tinggi, menyebabkan gangguan isyarat yang berat dan mengurangkan kekebalan terhadap gangguan. Oleh itu, untuk menyelesaikan masalah refleksi, kaedah lain biasanya digunakan dalam sistem ECL: kaedah sepadan impedance garis. Dengan cara ini refleksi boleh dikawal dan integriti isyarat dijamin. Secara ketat, bagi peranti TTL konvensional dan CMOS dengan kelajuan pinggir perlahan, garis penghantaran tidak sangat diperlukan. Garis penghantaran juga tidak sentiasa diperlukan untuk peranti ECL kelajuan tinggi dengan kelajuan pinggir yang lebih cepat. But when using transmission lines, they have the advantage of being able to predict wire delays and control reflections and oscillations through impedance matching. Ada lima faktor asas yang menentukan sama ada menggunakan garis penghantaran. Mereka: (1) Kadar pinggir isyarat sistem, (2) Jarak kabel (3) Muatan kapasitif (berapa banyak penggemar-keluar), (4) Muatan menentang (kaedah penghentian baris); (5) Percentage dibenarkan kickback dan overshoot (pengurangan kekebalan AC).

5. Beberapa jenis garis penghantaran

1) Kabel koaksial dan pasangan berputar: Mereka sering digunakan untuk sambungan sistem ke sistem. Keutamaan karakteristik kabel koaksial biasanya adalah 50Ω dan 75Ω, dan pasangan berputar biasanya 110Ω.

2) Garis microstrip pada papan dicetak, garis microstrip adalah konduktor strip (garis isyarat). Diisolasi dari pesawat tanah dengan dielektrik. Jika tebal, lebar, dan jarak dari atas tanah garis boleh dikawal, kemudahan karakteristiknya juga boleh dikawal. Masa lambat pendaraban per unit panjang garis microstrip hanya bergantung pada konstan dielektrik dan tiada kaitan dengan lebar atau jarak garis.

3) Striplin dalam papan dicetak

Garis garis garis adalah garis garis tembaga ditempatkan di tengah-tengah dielektrik antara dua pesawat konduktif. Jika tebal dan lebar garis, konstan dielektrik medium, dan jarak diantara dua pesawat konduktif boleh dikawal, maka pengendalian karakteristik garis juga boleh dikawal. Masa lambat pendaraban per unit panjang garis garis garis berkaitan dengan lebar atau jarak garis. tidak penting; hanya bergantung pada kebenaran relatif medium yang digunakan.

Terminate the transmission line: Terminate the receiving end of a line with a resistance equal to the characteristic impedance of the line, kemudian garis penghantaran dipanggil sambungan terputus selari. It is mainly used for obtaining electrical performance, termasuk pemandu muatan yang disebarkan. Kadang-kadang untuk menyimpan penggunaan kuasa, kondensator 104 disambung dalam siri dengan resistor penghentian untuk membentuk sirkuit penghentian AC, yang dapat mengurangi kehilangan DC secara efektif. Penegang disambung dalam siri diantara pemacu dan garis penghantaran, dan akhir baris tidak lagi tersambung ke penangkap penghentian. Kaedah penghentian ini dipanggil penghentian siri. Tembak dan bunyi di baris yang lebih panjang boleh dikawal dengan teknik pemarahan atau penghentian siri. Series damping is achieved by using a small resistor (usually 10 to 75Ω) in series with the output of the drive gate. This damping method is suitable for use with wires whose characteristic impedance is controlled (such as backplane wiring, papan sirkuit tanpa pesawat tanah, dan kebanyakan pembungkus wayar, dll.). The value of the series resistor when terminated in series is related to the circuit (drive gate) output impedance. Jumlah sama dengan keterangan penghalangan garis penghantaran. Garis berakhir-siri mempunyai kelemahan bahawa hanya muatan lumped boleh digunakan pada penghentian dan masa perlahanan lebih panjang. Namun, ia boleh dikalahkan dengan menggunakan garis penghantaran terhenti-siri. Garis yang dihapuskan bersamaan kedua-dua mempunyai keuntungan mereka sendiri, yang mana satu atau kedua-duanya digunakan bergantung pada hobi desainer dan keperluan sistem. Sempurna dan bebas distorsi. Muatan pada garis panjang tidak akan mempengaruhi masa lambat penghantaran pintu pemacu yang memandu garis panjang, dan tidak akan mempengaruhi kelajuan pinggir isyaratnya, tetapi akan meningkatkan masa lambat penghantaran isyarat sepanjang garis panjang. Apabila memandu peminat besar Apabila keluar, muatan boleh dibahagikan sepanjang garis melalui garis pendek cabang, selain dari terminal yang mesti kumpulkan muatan pada baris seperti pada penghentian siri. Kaedah penghentian siri membuat sirkuit mempunyai kemampuan untuk memandu beberapa garis muatan selari. Tingkat masa lambat disebabkan oleh muatan adalah kira-kira dua kali lebih besar daripada yang bagi garis yang bersamaan yang ditamatkan selari, semasa garis pendek memperlambat kelajuan pinggir dan meningkatkan masa lambat pintu pemacu disebabkan muatan kapasitif. Namun, Percakapan utama ialah amplitud isyarat yang dihantar sepanjang kawat yang dihantar adalah hanya setengah dari pergerakan logik, jadi tukar semasa hanya separuh dari tukar semasa yang ditamatkan selari, dan tenaga isyarat kecil. Percakapan salib juga kecil pada Papan PCB.