چگونه طرح PCB را منطقی کنیم؟

در طراحی، چیدمان بخش مهمی است.نتیجه چیدمان مستقیماً بر تأثیر سیم کشی تأثیر می گذارد، بنابراین می توانید به این روش فکر کنید، یک چیدمان معقول اولین گام در موفقیت طراحی PCB است.

به طور خاص، پیش چیدمان فرآیند تفکر در مورد کل برد، جریان سیگنال، اتلاف گرما، ساختار و سایر معماری ها است.اگر طرح اولیه شکست خورده باشد، تلاش بیشتر دیرتر نیز بیهوده است.

1. کل را در نظر بگیرید

موفقیت یک محصول یا نه، یکی تمرکز بر کیفیت داخلی است، دوم این است که زیبایی شناسی کلی را در نظر بگیریم، هر دو عالی تر هستند تا محصول را موفق در نظر بگیریم.
در یک برد PCB، چیدمان اجزا باید متعادل، پراکنده و منظم باشد، نه سنگین یا سنگین.
آیا PCB تغییر شکل می دهد؟

آیا لبه های فرآیند رزرو شده اند؟

آیا امتیاز MARK رزرو شده است؟

آیا لازم است تابلو را کنار هم قرار دهیم؟

چند لایه از برد، می تواند کنترل امپدانس، محافظ سیگنال، یکپارچگی سیگنال، صرفه جویی، دستیابی را تضمین کند؟
 

2. خطاهای سطح پایین را حذف کنید

آیا اندازه تخته چاپ شده با اندازه طراحی پردازش مطابقت دارد؟آیا می تواند الزامات فرآیند تولید PCB را برآورده کند؟آیا علامت موقعیت یابی وجود دارد؟

اجزاء در فضای دو بعدی، سه بعدی هیچ تضادی وجود ندارد؟

آیا چیدمان اجزا منظم و مرتب است؟آیا تمام پارچه تمام شده است؟

آیا قطعاتی که نیاز به تعویض مکرر دارند را می توان به راحتی تعویض کرد؟آیا قرار دادن برد درج در تجهیزات راحت است؟

آیا فاصله مناسبی بین المنت حرارتی و المنت گرمایشی وجود دارد؟

آیا تنظیم اجزای قابل تنظیم آسان است؟

آیا هیت سینک در جایی نصب می شود که به دفع گرما نیاز است؟آیا هوا به آرامی در جریان است؟

آیا جریان سیگنال روان و کوتاه ترین اتصال است؟

آیا دوشاخه، پریز و غیره با طراحی مکانیکی متناقض هستند؟

آیا مشکل تداخل خط در نظر گرفته شده است؟

3. خازن بای پس یا جداکننده

در سیم کشی، دستگاه های آنالوگ و دیجیتال به این نوع خازن ها نیاز دارند، باید نزدیک به پایه های برق آنها متصل به یک خازن بای پس باشند، مقدار خازن معمولاً 0.1 است.μپین های F. برای کاهش مقاومت القایی تراز تا حد امکان کوتاه و تا حد امکان به دستگاه نزدیک می شود.

افزودن خازن های بای پس یا جداکننده به برد و قرار دادن این خازن ها بر روی برد، دانش اولیه ای برای طراحی های دیجیتال و آنالوگ است، اما عملکرد آنها متفاوت است.خازن های بای پس اغلب در طرح های سیم کشی آنالوگ برای دور زدن سیگنال های فرکانس بالا از منبع تغذیه استفاده می شوند که در غیر این صورت ممکن است از طریق پین های منبع تغذیه وارد تراشه های آنالوگ حساس شوند.به طور کلی، فرکانس این سیگنال های فرکانس بالا از توانایی دستگاه آنالوگ برای سرکوب آنها بیشتر است.در صورت عدم استفاده از خازن های بای پس در مدارهای آنالوگ، نویز و در موارد شدیدتر، ارتعاش در مسیر سیگنال ایجاد می شود.برای دستگاه‌های دیجیتالی مانند کنترل‌کننده‌ها و پردازنده‌ها، خازن‌های جداکننده نیز مورد نیاز هستند، اما به دلایل مختلف.یکی از عملکردهای این خازن ها این است که به عنوان یک بانک شارژ «مینیاتوری» عمل کنند، زیرا در مدارهای دیجیتال، انجام سوئیچینگ حالت گیت (یعنی سوئیچینگ سوئیچ) معمولاً به مقدار زیادی جریان نیاز دارد و هنگام سوئیچینگ، گذرا روی تراشه و جریان تولید می شود. از طریق برد، داشتن این شارژ اضافی "یدکی" سودمند است.” شارژ سودمند است.اگر شارژ کافی برای انجام عمل سوئیچینگ وجود نداشته باشد، می تواند باعث تغییر زیادی در ولتاژ تغذیه شود.تغییر بیش از حد ولتاژ می تواند باعث شود که سطح سیگنال دیجیتال به حالت نامشخصی برود و احتمالاً باعث می شود که دستگاه حالت در دستگاه دیجیتال به درستی کار نکند.جریان سوئیچینگ که از طریق تراز برد می گذرد باعث تغییر ولتاژ می شود، به دلیل اندوکتانس انگلی تراز برد، تغییر ولتاژ را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد: V = Ldl/dt که در آن V = تغییر ولتاژ L = تخته اندوکتانس تراز dI = تغییر در جریان عبوری از تراز dt = زمان تغییر جریان بنابراین، به دلایل مختلف، منبع تغذیه در منبع تغذیه یا دستگاه های فعال در پایه های قدرت اعمال شده در خازن های بای پس (یا جداسازی) عمل بسیار خوبی هستند. .

منبع تغذیه ورودی، اگر جریان نسبتاً زیاد باشد، توصیه می شود طول و مساحت تراز را کاهش دهید، در سراسر میدان اجرا نشود.

نویز سوئیچینگ در ورودی با صفحه خروجی منبع تغذیه همراه است.نویز سوئیچینگ لوله MOS منبع تغذیه خروجی بر منبع تغذیه ورودی استیج جلو تأثیر می گذارد.

اگر تعداد DCDC جریان بالا روی برد زیاد باشد، فرکانس های مختلف، جریان بالا و تداخل پرش ولتاژ بالا وجود دارد.

بنابراین باید مساحت منبع تغذیه ورودی را کاهش دهیم تا جریان عبوری روی آن تامین شود.بنابراین هنگام چیدمان منبع تغذیه، از اجرای تمام برد برق ورودی پرهیز کنید.

4. خطوط برق و زمین

خطوط برق و خطوط زمین به خوبی در موقعیت مناسب قرار گرفته اند، می توانند احتمال تداخل الکترومغناطیسی (EMl) را کاهش دهند.اگر خطوط برق و زمین به درستی جا نیفتند، حلقه سیستم طراحی می شود و احتمالاً نویز ایجاد می کند.نمونه ای از طراحی نادرست برق و زمین مدار مدار چاپی جفت شده در شکل نشان داده شده است.در این برد از مسیرهای مختلف برق پارچه و زمین استفاده کنید که به دلیل این تناسب نامناسب، قطعات الکترونیکی و خطوط برد توسط تداخل الکترومغناطیسی (EMI) احتمال بیشتری دارد.

5. جداسازی دیجیتال آنالوگ

در هر طرح PCB، بخش نویز مدار و بخش "بی صدا" (قسمت بدون نویز) از هم جدا می شوند.به طور کلی، مدار دیجیتال می تواند تداخل نویز را تحمل کند و به نویز حساس نیست (زیرا مدار دیجیتال تحمل نویز ولتاژ زیادی دارد).در مقابل، تحمل نویز ولتاژ مدار آنالوگ بسیار کوچکتر است.از بین این دو، مدارهای آنالوگ حساس ترین مدارها به نویز سوئیچینگ هستند.در سیم کشی سیستم های سیگنال مختلط، این دو نوع مدار باید از هم جدا شوند.

اصول اولیه سیم کشی برد مدار برای مدارهای آنالوگ و دیجیتال اعمال می شود.یک قانون اساسی استفاده از یک صفحه زمین بدون وقفه است.این قانون اساسی اثر dI/dt (جریان در مقابل زمان) را در مدارهای دیجیتال کاهش می دهد زیرا اثر dI/dt باعث پتانسیل زمین می شود و اجازه می دهد تا نویز وارد مدار آنالوگ شود.روش های سیم کشی برای مدارهای دیجیتال و آنالوگ اساساً یکسان است، به جز یک چیز.نکته دیگری که برای مدارهای آنالوگ باید در نظر داشت این است که خطوط و حلقه های سیگنال دیجیتال در صفحه زمین را تا حد امکان از مدار آنالوگ دور نگه دارید.این را می توان با اتصال صفحه زمین آنالوگ به طور جداگانه به اتصال زمین سیستم، یا با قرار دادن مدار آنالوگ در انتهای برد، در انتهای خط، انجام داد.این کار برای به حداقل رساندن تداخل خارجی در مسیر سیگنال انجام می شود.این برای مدارهای دیجیتال، که می توانند مقدار زیادی نویز را در سطح زمین بدون مشکل تحمل کنند، ضروری نیست.

6. ملاحظات حرارتی

در فرآیند چیدمان، نیاز به در نظر گرفتن مجاری هوای اتلاف گرما، بن بست های اتلاف گرما است.

وسایل حساس به حرارت را نباید پشت باد منبع گرما قرار داد.اولویت را به مکان چیدمان خانه ای با اتلاف گرما دشوار مانند DDR بدهید.اجتناب از تنظیمات مکرر به دلیل شبیه سازی حرارتی عبور نمی کند.