Công nghệ PCB - 10 Bố trí PCB và kỹ năng định tuyến

Hiện nay, mặc dù có rất nhiều phần mềm có thể thực hiện bố trí và định tuyến PCB tự động. Tuy nhiên, với tần số tín hiệu ngày càng tăng, các kỹ sư thường cần phải hiểu các nguyên tắc và kỹ năng cơ bản của bố cục PCB và hệ thống dây điện để làm cho thiết kế của họ trở nên hoàn hảo.

Các nguyên tắc cơ bản và kỹ thuật thiết kế của bố trí và định tuyến PCB được giới thiệu dưới đây và các câu hỏi khó về bố trí và định tuyến PCB được trả lời dưới dạng câu hỏi và câu trả lời.

1. Những vấn đề cần chú ý khi nối dây tín hiệu tần số cao là gì?

1. Kết hợp trở kháng đường tín hiệu;

2. Cách ly không gian với các đường tín hiệu khác;

3. Đối với tín hiệu tần số cao kỹ thuật số, hiệu quả của đường vi sai tốt hơn;

2. Khi bảng phân phối, nếu dây dày đặc, có thể có nhiều lỗ hơn. Tất nhiên, hiệu suất điện của bảng cũng bị ảnh hưởng. Làm thế nào để cải thiện hiệu suất điện của bảng mạch?

Đối với tín hiệu tần số thấp, quá lỗ không quan trọng, tín hiệu tần số cao cố gắng giảm thiểu quá lỗ. Nếu đường dây nhiều hơn, có thể xem xét nhiều lớp;

3. Càng nhiều tụ điện tách rời được thêm vào bảng càng tốt?

Điện dung tách rời cần được thêm vào đúng vị trí. Ví dụ, nó thêm vào cổng nguồn của thiết bị analog của bạn, đòi hỏi các giá trị điện dung khác nhau để lọc các tín hiệu đi lạc ở các tần số khác nhau;

4. Tiêu chuẩn của một tấm gỗ tốt là gì?

Bố trí hợp lý, dây nguồn có đủ điện dự phòng, trở kháng tần số cao, dây tần số thấp đơn giản.

5. Tác động của lỗ thông qua và lỗ mù đối với tín hiệu kém là gì? Nguyên tắc ứng dụng là gì?

Lỗ mù hoặc lỗ chôn là một cách hiệu quả để tăng mật độ tấm nhiều lớp, giảm số lượng lớp và kích thước tấm, giảm đáng kể số lượng lỗ mạ qua. Nhưng ngược lại, lỗ thông hơi dễ thực hiện về mặt kỹ thuật và ít tốn kém hơn, vì vậy nó thường được sử dụng trong thiết kế.

6. Khi nói đến hệ thống trộn mô đun và số, người ta đề xuất rằng các lớp điện nên được phân chia và các lớp được phủ bằng đồng. Một số người cũng gợi ý rằng các lớp điện nên được phân chia. Các đầu nguồn điện nên được kết nối với các mặt đất khác nhau, nhưng đường trở lại của tín hiệu sẽ rất xa. Làm thế nào để chọn phương pháp phù hợp với ứng dụng cụ thể?

Nếu bạn có một đường tín hiệu tần số cao>20 MHz và có chiều dài và số lượng tương đối lớn, bạn sẽ cần ít nhất hai lớp để cung cấp tín hiệu tần số cao tương tự này. Một lớp đường tín hiệu, một lớp đường tín hiệu diện tích lớn, mà lớp đường tín hiệu cần khoan đủ lỗ xuống mặt đất. Mục đích là:

1. Đối với tín hiệu analog, điều này cung cấp phương tiện truyền tải hoàn chỉnh và phù hợp trở kháng;

2. Mặt phẳng mặt đất cô lập tín hiệu analog từ các tín hiệu kỹ thuật số khác;

3. Mạch nối đất đủ nhỏ, bởi vì bạn đã khoan rất nhiều lỗ, và nối đất là một mặt phẳng lớn.

7. Trong bảng mạch, chèn đầu vào tín hiệu ở bên trái của PCB và MCU ở bên phải. Trong cách bố trí, chip nguồn điều chỉnh điện áp nên được đặt gần đầu nối (đầu ra IC nguồn 5V đi qua một con đường dài hơn để đến MCU) hoặc IC nguồn nên được đặt ở bên phải ở giữa (dây 5V đầu ra của IC nguồn sẽ ngắn hơn khi đến MCU, nhưng dây nguồn đầu vào sẽ đi qua một phần dài hơn của bo mạch PCB) hoặc bố trí tốt hơn?

Đầu tiên, cái mà bạn gọi là plugin đầu vào tín hiệu có phải là thiết bị analog không? Nếu đó là một thiết bị tương tự, nên bố trí nguồn của bạn không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của tín hiệu trong phần tương tự.

(1) Thứ nhất, cho dù chip cung cấp điện áp ổn định của bạn là một nguồn điện sạch với Ripple nhỏ hơn

(2) Cho dù phần analog và MCU của bạn là một nguồn điện, trong thiết kế mạch cao, nên tách nguồn điện của phần analog và phần kỹ thuật số

(3) Phần kỹ thuật số của nguồn điện cần được xem xét để giảm thiểu tác động đến mạch analog

8. Trong các ứng dụng liên kết tín hiệu tốc độ cao, nhiều ASIC có mặt đất tương tự và kỹ thuật số. Chúng ta có nên chia đất không? Các tiêu chuẩn hiện có là gì? Cái nào tốt hơn?

Cho đến nay, vẫn chưa có kết luận. Nói chung, bạn có thể tham khảo hướng dẫn sử dụng chip. Tất cả các hướng dẫn sử dụng chip lai ADI đều đề xuất các sơ đồ nối đất, một số trong đó là chung và một số bị cô lập. Nó phụ thuộc vào thiết kế chip.

Khi nào tôi nên xem xét độ dài bằng nhau của một đường thẳng? Nếu chúng ta muốn xem xét việc sử dụng một dây có độ dài bằng nhau, sự khác biệt về chiều dài của hai dây tín hiệu không thể vượt quá? Làm thế nào để tính toán?

Ý tưởng tính toán đường vi sai: Nếu bạn truyền một tín hiệu sin và sự khác biệt về độ dài của bạn bằng một nửa bước sóng truyền của nó và sự khác biệt về pha là 180 độ, thì hai tín hiệu này hoàn toàn bị lệch. Vì vậy, sự khác biệt về chiều dài ở đây là một giá trị. Tương tự, chênh lệch đường tín hiệu phải nhỏ hơn giá trị này.

10. Loại tình huống nào phù hợp với định tuyến serpentine tốc độ cao? Nhược điểm là gì? Ví dụ, đối với các đường phân phối khác nhau, yêu cầu hai nhóm tín hiệu trực giao?