Thông tin PCB - Làm thế nào để thiết kế dây PCB Board?

Dây bảng mạch PCB là quá trình đặt một đường dẫn để kết nối các thiết bị khác nhau với tín hiệu bật nguồn. Dây bảng mạch PCB là quá trình đặt một đường dẫn để kết nối các thiết bị khác nhau với tín hiệu bật nguồn.

Bảng mạch PCB

Trong thiết kế PCB, hệ thống dây điện là một bước quan trọng để hoàn thành thiết kế sản phẩm. Có thể nói, công việc chuẩn bị trước đó được thực hiện cho nó. Trong toàn bộ thiết kế PCB, quá trình thiết kế dây có giới hạn cao nhất, thủ thuật chi tiết nhất và khối lượng công việc lớn nhất. Dây bảng PCB bao gồm dây một mặt, dây hai mặt và dây nhiều lớp.

Ngoài ra còn có hai loại dây: dây tự động và dây tương tác. Trước khi hệ thống dây điện tự động Đối với các đường dây đòi hỏi khắt khe, có thể sử dụng dây trước tương tác và dây giữa đầu vào và đầu ra nên tránh song song liền kề để tránh nhiễu phản xạ. Nếu cần thiết, các đường nối đất nên được tăng cường để cách ly. Hệ thống dây của các lớp liền kề phải vuông góc với nhau, trong khi các lớp song song dễ dàng tạo ra các khớp nối ký sinh.

Tốc độ định tuyến cho hệ thống dây tự động phụ thuộc vào bố cục tốt và các quy tắc định tuyến có thể được thiết lập trước, bao gồm số lượng uốn trong hệ thống dây, số lượng lỗ thông qua và số bước. Trong tình huống bình thường, trước tiên tiến hành bố tuyến thăm dò, nhanh chóng kết nối đường ngắn, sau đó tiến hành bố tuyến mê cung. Các đường dây được đặt trước tiên được tối ưu hóa cho các đường dây toàn cầu, có thể ngắt kết nối các đường dây được đặt theo yêu cầu.

Quy tắc định tuyến PCB Board

1. Khoảng cách giữa các thiết bị SMD phải lớn hơn.

2. Khoảng cách giữa mặt ngoài của miếng đệm của thiết bị SMD và cạnh ngoài của phần tử THD liền kề phải lớn hơn 2 mm.

3. Quy tắc mạch nối đất

Quy tắc tối thiểu cho một vòng lặp là diện tích vòng lặp được hình thành bởi đường tín hiệu và vòng lặp của nó phải càng nhỏ càng tốt. Khu vực vòng lặp càng nhỏ, càng ít bức xạ bên ngoài và càng ít nhiễu nhận được từ bên ngoài. Theo quy tắc này, khi phân chia mặt phẳng nối đất, cần phải xem xét sự phân bố của mặt phẳng nối đất và các đường tín hiệu quan trọng để ngăn chặn các vấn đề gây ra bởi các yếu tố như khe hở của mặt phẳng nối đất; Trong thiết kế của tấm hai lớp, trong khi để lại đủ không gian cho nguồn điện, phần còn lại nên được lấp đầy bằng mặt đất tham chiếu và thêm một số lỗ cần thiết để kết nối hiệu quả tín hiệu mặt đất hai mặt. Đối với một số tín hiệu quan trọng, cách ly đường đất nên được sử dụng bất cứ khi nào có thể. Đối với một số thiết kế tần số cao, các vấn đề về mạch tín hiệu mặt đất phẳng cần được xem xét đặc biệt và nên sử dụng bảng nhiều lớp.

4. Kiểm soát nhiễu xuyên âm đề cập đến sự can thiệp lẫn nhau do dây song song dài giữa các mạng khác nhau trên PCB, chủ yếu là do phân phối điện dung và cảm ứng giữa các đường song song. Biện pháp chính để khắc phục nhiễu xuyên âm là tăng khoảng cách giữa các dây song song và tuân theo quy tắc 3W; Chèn đường cách ly mặt đất giữa các đường song song. Giảm khoảng cách giữa các lớp cáp và mặt phẳng nối đất.

5. Bảo vệ che chắn

Các quy tắc mạch nối đất tương ứng thực sự được thiết kế để giảm diện tích mạch của tín hiệu càng nhiều càng tốt, thường được tìm thấy trong một số tín hiệu quan trọng, chẳng hạn như tín hiệu đồng hồ và tín hiệu đồng bộ; Đối với các tín hiệu đặc biệt quan trọng và tần số cao hơn, thiết kế cấu trúc che chắn cáp trục đồng nên được xem xét, có nghĩa là dây trên dây và dưới dây được ngăn cách bởi dây mặt đất ở cả hai bên trái và phải, cũng cần xem xét cách kết hợp hiệu quả mặt đất che chắn với mặt phẳng mặt đất thực tế.

6. Quy tắc điều khiển hướng dây

Hướng dây của các lớp liền kề là cấu trúc trực giao. Tránh chạy các đường tín hiệu khác nhau theo cùng một hướng trong các lớp liền kề để giảm nhiễu giữa các lớp không cần thiết; Khi khó tránh điều này do các hạn chế về cấu trúc tấm (ví dụ: một số tấm nền), đặc biệt là khi tốc độ tín hiệu cao, nên xem xét cách ly từng lớp dây khỏi mặt phẳng mặt đất và cách ly từng đường tín hiệu khỏi đường tín hiệu mặt đất.

7. Quy tắc kiểm tra vòng mở dây

Nói chung, các đường dây treo nổi ở một đầu không được phép, chủ yếu là để tránh "hiệu ứng ăng-ten", giảm bức xạ nhiễu và tiếp nhận không cần thiết, nếu không kết quả không thể đoán trước có thể xảy ra.

8. Quy tắc kiểm tra kết hợp trở kháng

Chiều rộng cáp của cùng một mạng phải phù hợp. Sự thay đổi chiều rộng của đường sẽ dẫn đến trở kháng đặc trưng của đường không đồng đều. Phản xạ xảy ra khi tốc độ truyền cao. Điều này nên được tránh càng nhiều càng tốt trong thiết kế. Trong một số điều kiện nhất định, chẳng hạn như dây dẫn đầu nối và dây dẫn đóng gói BGA có cấu trúc tương tự, có thể không tránh được sự thay đổi chiều rộng đường và nên giảm độ dài hiệu quả của các phần không nhất quán ở giữa càng nhiều càng tốt.

9. Quy tắc kiểm tra vòng kín của dây

Ngăn chặn các đường tín hiệu hình thành tự lưu thông giữa các lớp khác nhau. Loại vấn đề này dễ xảy ra trong thiết kế của các tấm nhiều lớp và tự tuần hoàn có thể gây nhiễu bức xạ.

10. Quy tắc kiểm soát chiều dài chi nhánh phân phối

Cố gắng kiểm soát chiều dài của nhánh, yêu cầu chung là Tdelay<=Trise/20.

11. Quy tắc cộng hưởng dây

Chủ yếu được sử dụng trong thiết kế tín hiệu tần số cao, chiều dài dây không nên gấp nhiều lần bước sóng của nó để tránh hiện tượng cộng hưởng.

12. Quy tắc kiểm soát chiều dài đường dây

Quy tắc dây ngắn là khi thiết kế, chiều dài dây phải càng ngắn càng tốt để giảm nhiễu do dây quá dài. Đặc biệt đối với các đường tín hiệu quan trọng, chẳng hạn như đường đồng hồ, điều quan trọng là phải đặt bộ dao động của chúng rất gần thiết bị. Để điều khiển nhiều thiết bị, nên quyết định sử dụng cấu trúc liên kết mạng nào tùy thuộc vào từng trường hợp.

13. Quy tắc về tính toàn vẹn của các lớp điện và hệ thống

Đối với các khu vực có lỗ dẫn dày đặc, cần chú ý tránh sự kết nối giữa các lỗ trong khu vực khai thác điện và hình thành, tạo thành sự phân chia của các lớp phẳng, do đó phá hủy tính toàn vẹn của lớp phẳng và dẫn đến tăng diện tích mạch của các đường tín hiệu trong hình thành.

14. Quy tắc chồng chéo lớp điện và hình thành

Các lớp năng lượng khác nhau nên tránh chồng chéo trên không gian. Mục đích chính là giảm nhiễu giữa các nguồn điện khác nhau, đặc biệt là đối với một số nguồn điện có sự khác biệt lớn về điện áp. Phải tránh các vấn đề chồng chéo với mặt phẳng nguồn điện và nếu khó tránh, hãy xem xét các lớp cách ly trung gian.

1. Cân nhắc kết nối giữa nguồn điện và dây mặt đất

1) Điện dung ghép nối nên được tăng lên giữa nguồn điện và mặt đất. Đảm bảo nguồn điện được kết nối với chân của chip sau khi đi qua tụ điện tách rời. (Các tụ điện tách rời thường có hai chức năng: một là cung cấp dòng điện tức thời của chip và một là loại bỏ tiếng ồn công suất).

2) Cố gắng mở rộng dây nguồn và dây mặt đất, tốt nhất là dây mặt đất rộng hơn dây nguồn, dây nguồn rộng hơn dây tín hiệu.

3) Một khu vực rộng lớn của lớp đồng có thể được sử dụng làm dây nối đất, kết nối các khu vực không sử dụng trên bảng mạch in với mặt đất để sử dụng làm dây nối đất. Hoặc có thể được làm thành một tấm nhiều lớp, một lớp cho nguồn điện và một lớp cho dây nối đất.

2. Xử lý khi trộn mạch kỹ thuật số và analog

Ngày nay, nhiều PCB không còn là mạch chức năng đơn lẻ mà bao gồm một hỗn hợp của các mạch kỹ thuật số và analog. Do đó, khi đi dây, cần phải xem xét vấn đề nhiễu lẫn nhau giữa chúng, đặc biệt là nhiễu tiếng ồn đối với dây mặt đất. Do tần số cao của mạch kỹ thuật số và độ nhạy mạnh của mạch analog, các đường tín hiệu tần số cao nên được giữ càng xa các thành phần mạch analog nhạy cảm càng tốt. Tuy nhiên, đối với toàn bộ PCB, PCB chỉ có thể có một nút bên ngoài, do đó cần phải giải quyết vấn đề tín hiệu kỹ thuật số và analog chia sẻ nối đất bên trong PCB. Tuy nhiên, bên trong bảng mạch, mặt đất của mạch kỹ thuật số và mặt đất của mạch analog thực sự tách biệt, chỉ ở nơi PCB được kết nối với thế giới bên ngoài. Có một mạch ngắn giữa mặt đất mạch kỹ thuật số và mặt đất mạch tương tự. Lưu ý rằng chỉ có một điểm kết nối và cũng có trường hợp không có mặt đất chung trên PCB, được xác định bởi thiết kế hệ thống.

3. Xử lý góc đường

Thông thường, sẽ có sự thay đổi độ dày ở các góc của đường, nhưng một số hiện tượng phản xạ xảy ra khi đường kính của đường thay đổi. Góc có ảnh hưởng xấu nhất đến sự thay đổi độ dày của đường, góc bên phải là tồi tệ nhất, góc 45 độ tốt hơn và góc tròn là tốt nhất. Tuy nhiên, trong thiết kế PCB, các góc tròn khó xử lý hơn và do đó thường được xác định dựa trên độ nhạy của tín hiệu. Thông thường, góc 45 độ là đủ cho tín hiệu và góc tròn chỉ được sử dụng cho các đường đặc biệt nhạy cảm.

Dây PCB tốt có thể xử lý một số vấn đề thực tế không được xem xét đầy đủ trong thiết kế sơ đồ, chẳng hạn như điều chỉnh bố cục thành phần, xử lý độ dày dây, khoảng cách và dây để đáp ứng các tiêu chuẩn sản xuất.