PCB Blogu - İyi bir PCB tahtası nasıl yapıldı?

Herkes PCB tahtasını yaptırmak tasarlanmış bir şematik tahtasına gerçek izlenmiş devre tahtasına dönüştürmek olduğunu biliyor. Lütfen bu işlemi aşağı tahmin etmeyin. Principle çalışan birçok şey var ama mühendislik içinde ulaşabilmek zor ya da başkalarının ulaşabileceğini, başkalarının ulaşamayacağını, bu yüzden PCB tahtasını yapmak zor değil, ama PCB tahtasının iyi bir iş yapmak kolay bir şey değil. Mikro elektronik alanındaki iki büyük zorluk yüksek frekans sinyallerinin ve zayıf sinyallerin işlemidir. Bu konuda, PCB tahta üretimi seviyesi özellikle önemlidir. Aynı prensip tasarımı, aynı komponentler ve farklı insanlar tarafından üretilen PCB tahtaları farklı özellikleri vardır. Peki nasıl iyi bir PCB tahtası yapabiliriz? Geçtiğimiz tecrübelerimize göre, aşağıdaki açılar hakkında konuşmak istiyorum:

1. Tasarım amaçlarını a çıklamak için tasarım görevi alırken, öncelikle tasarım amacını açıklamak gerekir, sıradan bir PCB tahtası, yüksek frekans bir PCB tahtası, küçük sinyal işleme tahtası, ya da yüksek frekans ve küçük sinyal işlemesi olan PCB tahtası. Eğer sıradan bir PCB tahtası ise, düzenleme ve düzenleme mantıklı ve sağlam olduğu sürece ve mekanik boyutları doğru, orta yük hatları ve uzun hatlar varsa, bazı metodlar yükünü azaltmak için kullanılmalı. 40MHz sinyal çizgilerinden fazla olduğunda, bu sinyal çizgilere, çizgiler arasındaki karışık konuşma gibi özel düşünce verilmeli. Frekans yüksek ise, sürücünün uzunluğunda daha sert sınırlar olacak. Dağıtılmış parametrelerin a ğ teoriyasına göre, yüksek hızlı devreler ve sürücüler arasındaki etkileşim sistem tasarımında görmezden gelemeyecek karar verici bir faktördür. Kapı iletişim hızının arttırılmasıyla sinyal çizgisindeki tersiyle arttırılacak ve yakın sinyal çizgiler arasındaki kısıtlık proporsyonal olarak arttıracak. Genelde yüksek hızlı devrelerin enerji tüketimi ve ısı patlaması da büyükdür. Yüksek hızlı PCB'yi yaptığında, board'a yeterli dikkat vermelidir. Milivolt seviyesinin zayıf sinyalleri veya mikrovolt seviyesinin bile olduğunda bu sinyal çizgileri için özel ilgi gerekiyor. Çünkü küçük sinyal çok zayıf, diğer güçlü sinyaller tarafından karıştırılmak çok kolay ve koruma ölçüleri sık sık sık ihtiyacı var. Sinyal-sesle bağlantısını çok düşürüyor. Sonuç olarak kullanışlı sinyal gürültü tarafından kapılır ve etkili şekilde çıkarılmaz. Tahtanın komisyonu tasarlama sahnesinde de düşünmeli. Teste noktasının fiziksel yerini ve teste noktasının izolasyonunu görmezden gelemez çünkü bazı küçük sinyaller ve yüksek frekans sinyalleri ölçüm sonunda doğrudan eklemez. Ayrıca, tahta katlarının sayısı, kullanılan komponentlerin paket şeklini ve tahta mekanik gücünü düşünmeli. PCB tahtasını yapmadan önce tasarımın tasarımın hedeflerini bilmek gerekir.2. Düzenleme ve düzenleme şartları için kullanılan komponentlerin fonksiyonunu anlayın. Bazı özel komponentlerin loti ve aph içinde kullanılan analog sinyal amplifikatörlerinin özel ihtiyaçları olduğunu biliyoruz. Analog sinyal amplifikatörlerin stabil güç sağlığı ve küçük parçalanması gerekiyor. Analog küçük sinyal parças ı güç cihazından mümkün olduğunca uzak tutmalı. OTI tahtasında, küçük sinyal genişletici bir parçası da özellikle elektromagnet araştırmalarını korumak için korumak üzere kalkan örgütüyle ekipmektedir. NTOI tahtasında kullanılan parlak çipi, çok güç tükettiği ve ısı üretiyor ECL sürecini kabul ediyor. Düzenleme sırasında sıcak dağıtım sorununa özel düşünce verilmeli. Doğal ısı parçalanması kullanılırsa, GLINK çipi hava döngüsünün relativ düzgün olduğu yere yerleştirilmeli. ve sıcaklık bozulmuş diğer çiplere büyük bir etkisi yaramaz. Eğer board konuşmacılar veya diğer yüksek güç cihazlarıyla birleştirilirse, bu da enerji tasarımına ciddi bir kirlilik olabilir. Bu da yeterince dikkat verilmeli.3. Komponentlerin diziniminin düşünmesi Birinci Komponentlerin dizininde düşünülecek ilk faktörlerin elektrik performansı. Bilgisayarla yakın bağlı olan komponentler mümkün olduğunca birlikte yerleştirilmeli. Özellikle de yüksek hızlı hatlar için, dizim mümkün olduğunca kısa olmalı. Güç sinyali ve küçük sinyal cihazları ayrılacak. Devre performansını tatmin etmek üzere, bu komponentlerin testi için uygun olduğu sağlam ve güzel bir şekilde yerleştirilmesi de gerekli. Tahtanın mekanik büyüklüğü ve soketin yerini de dikkatli düşünmeli. Yüksek hızlı sistemler arasındaki bağlantılar üzerinde yerleştirme ve propagasyon gecikme zamanları da sistem tasarımında ilk düşünceler. Sinyal çizgisindeki yayınlama zamanının genel sistem hızına büyük etkisi var, özellikle hızlı ECL devreleri için. Etkilendirilmiş devre bloğunun hızı çok yüksek olsa da sıradan arka uçakta sıradan bağlantı çizgileri kullanılması yüzünden (yaklaşık 30 cm uzunluğunda). 2ns gecikme) sistemin hızını büyük olarak azaltır. Değiştirme kayıtları ve sinkron sayıcıları gibi eşzamanlı çalışma komponentleri aynı tahtada yerleştirilir, çünkü saat sinyalleri farklı tahtalara göre yayılma gecikme zamanı eşit değil, bu da değiştirme kayıtlarının usta hatasını yapabilir. Eğer bir tahta yerleştirilemezse, saat kaynağından her eklenti tahtasına kadar saat hatlarının uzunluğu kritik olduğu yerlerde eşit olmalı.4 OTNI ve yıldız fiber ağının tasarımının tamamlanmasıyla, 100 MHz üzerindeki yüksek hızlı sinyal hatlarıyla gelecekte tasarlanılacak daha fazla tahtalar olacak. Burada yüksek hızlı hatların bazı temel fikirleri girecek. Transmisyon çizgi: Bastırılmış devre tabağındaki her "uzun" sinyal yolu bir transmis çizgi olarak kabul edilebilir. Eğer çizginin propagasyon gecikmesi sinyal yükselmesi zamanından çok kısa olursa, sinyal yükselmesi sırasında üretilen herhangi bir gösterim boğulacak. Çıkarmak, tekrar atmak ve çalmak artık mevcut değil. Ağımdaki MOS devrelerinin çoğuna göre, yayılma zamanının yayılması saatinin oranı çok daha büyükdür, izler sinyal bozulması olmadan metrlerde ölçülebilir. Daha hızlı mantıklı devreler için, özellikle yüksek hızlı ECL. Birleşik devreler için, sınır hızının arttığı yüzünden, eğer başka bir ölçü alınmadıysa izlerin uzunluğu sinyal büyüklüğünü korumak için çok kısa olmalı. Yüksek hızlı devreler ciddi dalga formu bozukluğu olmadan relativ uzun hatlarda çalışmak için iki yol var. TTL, hızlı düşen kenarlar için Schottky diode çarpmasını kullanır, böylece aşağıdaki bir diod düşüşümün altındaki potansiyellere çarpılmasını sağlar. Bu, sonraki tekrarlığın büyüklüğünü azaltır, daha yavaş yükselmesi kısmının üstüne geçmesini sağlar, fakat "H" seviyesinde devre'nin relatively yüksek çıkış impedansı (50-80Ω) tarafından azaltılır. Ayrıca "H" seviyesinin yüksek bağışlanması nedeniyle, yenilenme sorunu pek önemli değil. HCT seri aygıtları için, eğer Schottky diod çarpışması ve seri dirençlik sonlandırma metodları kullanılırsa, gelişme geliştirilecek. etkisi daha açık olacak. Yüksek bit hızları ve daha hızlı sınır hızlarında, yukarıdaki TTL oluşturma yöntemleri sinyal çizgisinin boyunca çıkarken biraz yeterli değildir. Sınırdaki yansıtılmış dalgalar yüzünden, yüksek bit hızla birleştirecekler, ciddi sinyal bozukluğuna ve bağışlanma müdahalesine düşürülecekler. Bu yüzden, yansıtma problemini çözmek için, genelde ECL sisteminde başka bir metod kullanılır: çizgi impedance eşleşme metodu. Bu şekilde refleksler kontrol edilebilir ve sinyal bütünlük garanti edilebilir. Sıfır konuşurken, alışkanlı TTL ve CMOS aygıtları için daha yavaş sınır hızı ile iletişim hatları çok gerekli değil. Hızlı sınır hızlı ECL aygıtları için transmission hatları her zaman gerekli değil. Fakat transmission hatlarını kullandığında, kablo gecikmelerini, kontrol refleksiyonlarını ve oscillatiyonları impedance eşleştirmesi üzerinden tahmin edebilecek avantajları vardır.4.1 İletim hatlarını kullanmak için beş temel faktör var: (5) İzin verilebilir yüzde tekrarlama ve aşağılık (AC bağışlığı azaltma).4.2. Birkaç tür iletişim hattı(1) Koksial kablo ve çevrili çift: Sistemler arasındaki bağlantılarda sık sık kullanılır. Koksiyal kablosun özellikleri engellemesi genellikle 50Ω ve 75Ω ve çevrili çift genellikle 110Ω. (2) Bastırılmış devre masasındaki mikrostrip çizgi: mikrostrip çizgi bir dielektrik tarafından yeryüzünden ayrılmış bir strip yöneticisi (sinyal çizgi). Eğer çizginin toprak uçağından kalınlık, genişliği ve uzaktan kontrol edilebilirse, özellikleri impedance de kontrol edilebilir. (3) Bastırılmış tahtada Stripline: striptiz çizgi iki katı sürücü uçaklar arasındaki dielektriğin ortasında yerleştirilmiş bakar striptiz çizgidir. Eğer çizginin kalınlığı ve genişliğini, ortamın dielektrik constant ve iki yönetici uçakların arasındaki uzağın kontrol edilebilir, çizginin özellikleri impedansı da kontrol edilebilir. Çoğunlukla elektrik performansı almak için kullanılır, bölünen yükleri dahil kullanılır. Bazen elektrik tüketimini kurtarmak için 104 kapasitör, DC kaybını etkili olarak azaltmak için AC sonlandırma devresi oluşturmak için sonlandıran direktörle bağlantılıyor. Sürücü ve iletişim hattı arasında bir direnişçi seride bağlanıyor ve çizginin sonu artık son verici direnişle bağlanmıyor. Bu sonlandırma yöntemi seri sonlandırma denir. Daha uzun hatlarda vuruş ve çalma seri damlama veya seri sonlandırma teknikleri ile kontrol edilebilir. Seri damlaması, sürücü kapısının çıkışı ile seride küçük bir dirençli (genellikle 10 ile 75 Ω) kullanarak başarılıyor. Bu kahrolası yöntem, özellikleri impedans kontrol edilen çizgilerle birlikte kullanılabilir (arka uçak sürücüsü gibi, yeryüzü uçakları olmadan devre tahtaları ve çoğu kablo örtücüsü, etc.). Seri direksiyonun değeri ve devre (sürücü kapısı) çıkış engellemesi seride sonlandığında yayım hatıyla eşittir. Karakteristik etkisi. Sıri sonlandırılmış sürücü sadece sonlandırma ve uzun propagasyon gecikme zamanlarında sürüklenmiş yükleri kullanmanın zorlukları var. 4.4.4.4.4 Bitinci bitinci bitinci bitinci geçiş çizgileri kullanarak sıra ya da paralparalel bitiş çizgileri kullanılabilir.4.4.4 Bitinci bitinci geçiş çizgileri kullanarak sır veya paralel bitişlemede kullanılabilir. eğer çizgileri geçiş zamanının signiz artışı zamanından çok daha kısa olursa, eğer tür yol ertesi (signiz döndürme ve öndürme çizgileri) bitirmiş çizgileri için bitirmiş bir çizgileri için bitirmiş bir çizgileri için bitirmiş bir sinyali olmadığı zaman kısa olsa, yetişmek zamanın kısa olsa, bitirmiş zamanın kısa olsa, bitirmiş avantajlar. Kullanılacak ya da ikisi de tasarımcının tercihleri ve sistem ihtiyaçlarına bağlı. Parallel sonlandırma sürücüsünün en önemli avantajı sistemin yüksek hızı ve telerdeki sinyalin tamamlanmasız ve bozulmasız transmisi. Uzun hatta yükü, sürücü kapısının uzun hattı veya sinyal kenarı hızını sürüştüren genişleme gecikmesini etkilemeyecek, ama sinyalin genişleme gecikmesini uzun hatta boyunca artıracak. Büyük bir hayranlık dışına sürerken, yükü seri sonlandığı gibi birleştirmeli terminal in yerine, dalga çubuğundan yayılabilir. Seri sonlandırma yöntemi devre birkaç paralel yük hatlarını sürüştürmesini sağlar. Sırada sonlandırma çizgisindeki kapasitet yükü tarafından yüzleştirilen gecikme zamanının artması yaklaşık iki katı paralel sonlandırma çizgisinin, kısa çizginin kapasitet yükü yüzünden kenarı vardır. Hızlık yavaşlatıyor ve sürücü kapı gecikme zamanı artıyor, fakat seri sonlandırılmış kabının karıştırılması paralel sonlandırılmış kabının karıştırılmasından daha az, genellikle seri sonlandırılmış kablo boyunca yayılan sinyalin genişliği sadece mantıklı dönüştürme yarısı, yani değiştirme akışı paralel sonlandırılmış değiştirme akışının yarısı ve sinyal enerjisi küçük ve karıştırım küçük. PCB tahtası oluşturduğunda iki taraflı veya çoklu katlı bir tahta seçilmek, işleme frekansından, devre sisteminin karmaşıklığından ve toplama yoğunluğunun şartları bağlıdır. Saat frekansiyesi 200MHZ'den fazladığında çoklu katı tahtasını seçin. Eğer operasyon frekansı 350MHz'den fazlasıysa, dielektrik katı olarak PTFE ile basılı devre tahtası seçildiğinde, çünkü yüksek frekans daha küçük, parazitik kapasitesi daha küçük ve transmis hızı daha hızlı. Elektrik tüketimini kurtarmak için, basılı devre tahtasının düzenlemesi için aşağıdaki prinsipler gerekiyor:(1) Çapraz konuşmasını azaltmak için tüm paralel sinyal hatları arasında olabileceği kadar uzay olmalı. Eğer birbirlerine yakın iki sinyal çizgi varsa, iki çizgi arasında yeryüzü kablosu çalıştırın ki bu kalkan olarak hareket edebilir. (2) Sinyal iletişim çizgisini tasarladığında, transmit çizgisinin bir aniden özellik impedansının değiştirilmesi nedeniyle yansıtılmasını engellemek için keskin dönüşünden kaçınmak gerekir. (3) Bastırılmış çizginin genişliğini mikrostrip çizginin ve strip çizginin özellikle imfaz hesaplaması formülüne göre hesaplanabilir. Bastırılmış devre masasındaki mikro strip çizginin özellikleri, genellikle 50 ile 120Î arasındadır. Büyük karakteristik bir impedans almak için çizgi genişliği çok kısa olmalı. Ama çok ince çizgiler yapmak kolay değil. Çeşitli faktörleri düşünerek genellikle 68Ω üzerindeki impedans değerini seçmek uygun. Çünkü 68Ω tarafından özellikli bir impedans seçmek zamanı ve enerji tüketmesi arasında bir denge ulaşabilir. 50Ω yayınlama hattı daha fazla güç tüketecek; Daha büyük bir impedans enerji tüketimini azaltır, fakat transmission gecikme zamanı artırır. Propagasyon gecikme zamanı artıyor ve karakteristik impedans negatif çizgi kapasitesi yüzünden azalıyor. Ancak, düşük karakteristik impedansı olan çizgi bölümünün birim boyunca iç kapasitesi relativiyle büyükdür, bu yüzden transmission gecikme zamanı ve karakteristik impedans yük kapasitesi tarafından daha az etkilenir. Doğrudan sonlandırılmış bir transmis çizgisinin önemli bir özelliği, dalga çubuklarının çizgi gecikme zamanında küçük etkisi olması gerektiğini gösterir. Z0 50Ω. Kısa dalga çizginin uzunluğu 2,5 cm içinde sınırlı olmalı. Büyük çalmadan kaçırmak için. (4) Çift taraflı tahtalar için (ya da altı katı tahtalarda dört katı hatlar). Dört tahtasının her iki tarafındaki çizgiler birbirlerine karşılaştırma ve karşılaştırma önlemek için perpendikli olmalı. (5) Eğer bastırılmış tahtada yüksek akımlı aygıtlar vardıysa, resimler, gösterici ışıklar, konuşmacılar, etc., yeryüzü kabloları ayrılıp yeryüzündeki kabloları azaltmak için ayrı olarak çalışmalıysa. Bu yüksek akımlı aygıtların bazı kabloları eklenti tahtasında ve arka uçağında ayrı bir yere otobüs ile bağlanmalı ve bu ayrı yere kabloları da tüm sistemin yere bağlanmalı. (6) Eğer tahtada küçük bir sinyal genişletici varsa, genişletilmeden önce zayıf sinyal çizgisi güçlü sinyal çizgisinden uzak tutulmalı ve izler mümkün olduğunca kısa olmalı ve PCB tahtası mümkün olursa yeryüzü kablo korumalı.