PCB Teknik - Yüksek kaliteli devre tahtalarını iyi bir PCB hazırlığıyla nasıl hızlı yapacağız

Daha iyi ve hızlı bir PCB elde etmek için dizaynçılar devre tahtalarını tasarladığında üç ana alana dikkat vermeliler: inşaat materyalleri, komponent bağlantı ve düzenleme düzeni.

Bina materyalleri

PCB tasarım sürecinde tasarımcılar genellikle PCB materyallerinin iki ana özelliğini düşünüyor. Onlardan biri diyelektrik sabit, diğeri de kaybeden tangens. Diyelektrik constant, sinyalin devre tahtasından geçtiği hızı etkiler. Kayıp tanjant, materyaldeki absorbsyon yüzünden kaybeden sinyal miktarını anlatır. FR4 düşük frekans devrelerini inşa etmek için kullanılan ortak bir materyal olsa da, frekanslar 1 GHz'den fazla yüksek kaliteli materyaller için hâlâ gerekli.

Komponent etkileşimi

Yüksek frekans tahtalarının tasarımcıları için komponentler ve PCB arasındaki bağlantı noktalarını düşünmek çok önemlidir. Yüzey dağıtma aygıtlarının (SMD) kullanımının küçük yapısal özellikleri ve ön uzunluğu vardır, böylece bu sorun büyük ölçüde çözülebilir. Ancak frekans arttığı sürece, SMD formları dahil pasif komponentler ideal olmayan özellikleri olabilir. Tasarımcı bunu düşünüyor ve bu özelliklere karşılık vermeli.

Düzeni izle

Tasarımcı, in şaat materyallerinin ve komponentlerin seçimini memnuniyetli olarak karar verdiğinde, o/o, düşük güç çevresinde yüksek hızlı operasyon yapmayı amaçlamalı. Bu da:

Araç gürültüsünü azaltın.

İzler arasındaki karışık konuşmayı küçültür.

Yer tekrar yükselmesinin etkisini azaltın.

Önemli eşleşme.

Sinyal kablo bitirmesi düzelt.

Ses üretimini küçültür

Sesi azaltmak için iki ana yöntem var. Birisi tahtada güç dağıtımı ve diğeri güç sesi filtrelemesi dahil ediyor.

Tüm PCB'lerde güç dağıtmak için tasarımcılar güç uçaklarını ya da güç otobüs ağlarını kullanabilir. Genelde, çokatı PCB üzerindeki güç katı Vcc ve GND'i cihaza taşıyan iki ya da daha fazla metal katından oluşur. Güç uçağı PCB'nin neredeyse bütün bölgesini kapatığından dolayı, bu uçakların DC direksiyonu düşük. Bu yüzden güç uçağı Vcc seviyesini sabit tutuyor ve Vcc seviyesini tüm aygıtlara eşit dağıtırken. Ayrıca PCB tarafından götürülen sinyallerin güzel koruması, son derece yüksek ağımdaki absorpsyon yeteneğini ve güzel koruması sağlıyor.

Elektrik uçağının alternatifi, Vcc ve GND'i cihaza taşıyan iki ya da daha geniş metal izlerinden oluşan elektrik otobüsüdür. Bu yöntem güç uçaklarından daha ucuz olduğundan beri, iki katı PCB onları sık sık kullanır. Elektrik otobüs a ğıyla tasarlandığında tasarımcısın izler genişliğinin mümkün olduğunca genişliğini sağlaması gerekiyor. Fakat güç uçağıyla karşılaştığında, güç otobüs ağzının DC direnişi çok daha düşük.

Analog ve dijital güç temsilcilerini taşıyan uçak ve elektrik otobüsü ayrılırken hava gürültüsünün nesillerini azaltmaya yardım eder çünkü bu ikisi arasındaki etkileşimleri engelleyiyor. Fakat, tüm dijital bir sistemin ayrı bir analog elektrik uça ğı olmayabilir ve yeni bir elektrik uçağı eklemesi, tasarımcı bulunan katta bölünmüş bir adaya ya da bölünmüş uçağı yaratmadıkça çok pahalı olabilir.

Bu uçakları sistemdeki analog güç ve dijital güç arasında ayrılması önerilmesine rağmen, iki devre türü arasında hâlâ gereksiz bir etkileşim olabilir.

İzler arasındaki etkileşimi küçültür

Ufqiy çizgiler arasındaki sinyal bağlaması gereksiz değildir. Tasarımcılar düzgün yönlendirme ve mikrostrip ve strip çizgilerinin kullanımını düşürebilir.

Birbirlerinin yanında iki sinyal katı kullanmak zorunda olduğunda, tasarımcılar, bir kattaki bütün izlerini bir katta yollayarak, bir katta sonraki kattaki izlerin açısına götürürler. Çapraz konuşmasını küçültmek için kullandıkları diğer teknikler sinyal katmanı ve yakın uçakları arasındaki mesafeyi azaltmak ve iki sinyal katmanın arasındaki mesafeyi arttırmak.

Yer tekrar yükselmesinin etkisini azaltın

Daha hızlı dijital aygıtları kullanarak çıkış değiştirme zamanını azaltırsak, aygıt çıkışı yükleme kapasitesi serbest bırakıldığında daha yüksek geçici akışları gösterecek. Ayrıca, bir cihazın çoklu çıkışı olabilir, aynı zamanda mantıktan yüksekten mantıklı düşük olarak değiştiren bir cihaz olabilir. Aynı zamanda, akışını yere dökmek geçici olarak toprak potansiyelini arttırabilir, temel çizgisinin değiştirmesini neden ediyor. Bu fenomen toprak sıçraması. Yer sıçramasına etkilenen ana koşullar yük kapasitesi, soket etkileyici ve aynı zamanda değiştirme çıkışlarının sayısı dahil ediyor.

Tasarımcılar yeryüzü yeniden düşürmek için bu tasarım metodlarını kullanır:

.Şifreleri kapasitör patlarına yaklaştırın, ya da aralarında kısa ve geniş izler kullanın.

Elektrik pinlerinden elektrik uçaklarına, adalara veya kapasitörlerine kadar geniş ve kısa izler kullanın. Bu, seri induktansını azaltarak yeryüzünün sıçraması olasılığını azaltır, ve geçici voltaj elektrik tasarımından elektrik uçağına doğru düşürür.

Her yere bağla ya da yeryüzüne bağla. Sürekli zincir paylaşılmış bir yeryüzü yolunda sonuçlar verir, bu yüzük dönüşünün dirençliğini arttırır.

.IC üreticisi tarafından önerildiği şekilde ayrılma kapasitelerini ekle. Çıkarma kapasitörü cihazının güç ve toprak parçaları için mümkün olduğunca yakın olmalı.

.Paketin topraklarına yakın olduğunca değiştirme çıkışını taşıyın.

Kaldırma dirençlerinden kaçın ve daha fazla çekme dirençlerini kullanın.

.Vcc-GND uça ğının iç kapasitesini kullanmak için ayrı Vcc ve GND uçaklarıyla birçok katı PCB kullanın.

Sinkron tasarımı kullanın, çünkü bunları sinkron değiştirme pinleri tarafından etkilenmiyor.

Yer patlaması ve güç patlaması arasındaki mesafe çok yakındır, bu yüzden karşılaşma etkinliğini azaltıyor, çünkü iki pinin şu anki yöntemi tersidir.

Kapanstör patlamasında büyük bir boyutla kullanarak dekorasyon kapasitesindeki induktansını azaltın.

Yüzey dağıtma kapasitelerini kullanarak lider indukatörünü azaltın.

. Daha düşük etkili seri dirençliği ile kapasitörleri kullanın.

Etkileyici eşleştirme ve doğru sinyal hattı bitirmesi. İmzalar, eşleşmeyen impedans çizgisinin boyunca geri ve önüne refleks edilmiş, yük alıcısına çalınacak. Çünkü alıcının dinamik menzilini azaltıyor. Tasarımcılar doğru sinyal çizgi sonlandırma kullanarak kaynak impedance'i izler impedance'e eşit etmek ve impedance yüklemek için refleksiyonları siler.

İmparatorluğu doğru uygulamak ve sinyal çizgisini bitirmek için tasarımcı, belirtilen metodlar üzerinden sinyal integritesini sağlayabilir:

Saat yayınlama hattında vialar kullanmayın, çünkü vialar impedance değişimlerini ve yansıtmaları neden olacak.

Doğru tut. Do ğru boyutlu dizileri kullanmayın, ama eğilen trajektörleri kullanın

Saat izlerini mümkün olduğunca nokta-nokta-nokta-nokta izlerini kullan ve yansıtmak için saat sinyalini kapatın.

. Yükleme ve yükleme kapasitesini sınırlamak için dış aletleri kullanın.

.Ağımdaki sınırı sınırlamak için her değiştirme çıkışına 10'a 27 ohm dirençliğini ekle.

.Uygun bir terminal dirençliğini yerleştirin ve iletişim hatı ve terminal arasındaki impedans eşittiğini sağlayın.

Sesi azaltmak için referans uçağındaki yerleştirme saat izleme katı.

İzlerin uzunluğunu 5 cm altında tutun, impedans 65 ohm altında tutun, metal gecikmesini 940 ps altında tutun, induktans değerini 40 nH altında tutun, izlerin kapasitesini 20 pF altında tutun ve toplam kapasitesini 30 pF altında tutun, özellikle kritik yüksek hızlı sürükleme için tutun.

sonuç olarak

Doğru yüksek frekans materyallerini seçmek üzere tasarımcılar da yüksek frekanslarda doğru çalışmalarını sağlamak için daha iyi PCB tasarımlarını kullanabilir. Her PCB eşsiz olduğu için, uygulaması için özelleştirilmeli. PCB CAD veya tasarım paketi yazılımını kullanmak tasarımcılara yardım edebilir çünkü yazılım paketi geniş bir dizi fonksiyonu sağlayabilir.