Ako racionalizovať rozloženie PCB?

V dizajne je dôležitou súčasťou rozloženie.Výsledok rozloženia priamo ovplyvní efekt zapojenia, takže si to môžete predstaviť aj takto, rozumné rozloženie je prvým krokom k úspechu návrhu DPS.

Predovšetkým predbežné rozloženie je proces premýšľania o celej doske, toku signálu, odvodu tepla, štruktúre a inej architektúre.Ak je predbežná zostava neúspešná, neskoršia väčšia námaha je tiež zbytočná.

1. Zvážte celok

Úspech produktu alebo nie, jedným je zamerať sa na vnútornú kvalitu, druhým je vziať do úvahy celkovú estetiku, obe sú dokonalejšie na to, aby sa produkt považoval za úspešný.
Na doske PCB sa vyžaduje, aby rozloženie komponentov bolo vyvážené, riedke a usporiadané, nie príliš ťažké alebo ťažké.
Bude DPS zdeformovaná?

Sú okraje procesu vyhradené?

Sú MARK body rezervované?

Je potrebné skladať dosku?

Koľko vrstiev dosky dokáže zabezpečiť riadenie impedancie, tienenie signálu, integritu signálu, hospodárnosť, dosiahnuteľnosť?
 

2. Vylúčte chyby nízkej úrovne

Zhoduje sa veľkosť tlačenej dosky s veľkosťou výkresu spracovania?Môže spĺňať požiadavky na výrobný proces PCB?Existuje polohovacia značka?

Komponenty v dvojrozmernom, trojrozmernom priestore nie je konflikt?

Je rozmiestnenie komponentov v poriadku a prehľadne usporiadané?Je všetko plátno hotové?

Dajú sa komponenty, ktoré je potrebné často vymieňať, ľahko vymeniť?Je vhodné vložiť vkladaciu dosku do zariadenia?

Je medzi tepelným článkom a vykurovacím článkom správna vzdialenosť?

Je ľahké nastaviť nastaviteľné komponenty?

Je chladič inštalovaný tam, kde je potrebný odvod tepla?Vzduch prúdi plynulo?

Je tok signálu plynulý a čo najkratšie prepojenie?

Sú zástrčky, zásuvky atď. v rozpore s mechanickým dizajnom?

Zohľadňuje sa problém s rušením vedenia?

3. Bypass alebo oddeľovací kondenzátor

V elektroinštalácii, analógové a digitálne zariadenia potrebujú tieto typy kondenzátorov, musia byť blízko svojich napájacích kolíkov pripojených k obtokovému kondenzátoru, hodnota kapacity je zvyčajne 0,1μF. kolíky čo najkratšie, aby sa znížil indukčný odpor zoradenia, a čo najbližšie k zariadeniu.

Pridanie obtokových alebo oddeľovacích kondenzátorov na dosku a umiestnenie týchto kondenzátorov na dosku je základným poznatkom pre digitálne aj analógové návrhy, ale ich funkcie sú odlišné.Obtokové kondenzátory sa často používajú v návrhoch analógového zapojenia na obídenie vysokofrekvenčných signálov z napájacieho zdroja, ktoré by inak mohli vstúpiť do citlivých analógových čipov cez kolíky napájacieho zdroja.Vo všeobecnosti frekvencia týchto vysokofrekvenčných signálov presahuje schopnosť analógového zariadenia ich potlačiť.Ak sa v analógových obvodoch nepoužívajú obtokové kondenzátory, do signálovej cesty sa môže dostať šum a v závažnejších prípadoch aj vibrácie.Pre digitálne zariadenia, ako sú ovládače a procesory, sú tiež potrebné oddeľovacie kondenzátory, ale z iných dôvodov.Jednou z funkcií týchto kondenzátorov je pôsobiť ako „miniatúrna“ nabíjacia banka, pretože v digitálnych obvodoch si prepínanie stavu hradla (tj prepínanie spínačov) zvyčajne vyžaduje veľké množstvo prúdu a pri spínaní sa na čipe generujú prechodové javy cez dosku je výhodné mať tento „náhradný“ poplatok navyše.” poplatok je výhodný.Ak nie je dostatok nabitia na vykonanie spínacej akcie, môže to spôsobiť veľkú zmenu napájacieho napätia.Príliš veľká zmena napätia môže spôsobiť, že úroveň digitálneho signálu prejde do neurčitého stavu a pravdepodobne spôsobí nesprávne fungovanie stavového automatu v digitálnom zariadení.Spínací prúd tečúci cez zarovnanie dosky spôsobí zmenu napätia, v dôsledku parazitnej indukčnosti zarovnania dosky možno zmenu napätia vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca: V = Ldl/dt kde V = zmena napätia L = doska indukčnosť vyrovnania dI = zmena prúdu pretekajúceho cez vyrovnanie dt = čas zmeny prúdu Preto je z rôznych dôvodov napájanie na napájacom zdroji alebo aktívne zariadenia na použitých napájacích kolíkoch veľmi dobrou praxou premosťovacie (alebo oddeľovacie) kondenzátory .

Vstupný zdroj, ak je prúd relatívne veľký, odporúča sa zmenšiť dĺžku a plochu vyrovnania, nebežať po celom poli.

Spínací šum na vstupe spojený s rovinou výstupu napájacieho zdroja.Spínací šum MOS trubice výstupného zdroja ovplyvňuje vstupné napájanie predného stupňa.

Ak je na doske veľké množstvo vysokoprúdových DCDC, dochádza k rôznym frekvenciám, vysokoprúdovému a vysokonapäťovému skokovému rušeniu.

Takže musíme zmenšiť plochu vstupného zdroja, aby sme na ňom uspokojili priechodný prúd.Takže pri usporiadaní zdroja zvážte, či sa nenapájate na celú dosku.

4. Elektrické vedenie a uzemnenie

Elektrické vedenia a uzemňovacie vedenia sú dobre umiestnené, aby zodpovedali, môžu znížiť možnosť elektromagnetického rušenia (EMl).Ak napájacie a uzemňovacie vedenie nesedí správne, systémová slučka bude navrhnutá a bude pravdepodobne generovať šum.Príklad nesprávne spojeného návrhu napájacej a uzemňovacej dosky plošných spojov je znázornený na obrázku.V tejto doske použite rôzne cesty k napájaniu a uzemneniu, v dôsledku tohto nesprávneho uchytenia je pravdepodobnejšie, že elektronické súčiastky a linky dosky budú vystavené elektromagnetickému rušeniu (EMI).

5. Digitálno-analógové oddelenie

V každom dizajne PCB je potrebné oddeliť šumovú časť obvodu a „tichú“ časť (nešumovú časť).Vo všeobecnosti môže digitálny obvod tolerovať rušenie šumom a nie je citlivý na hluk (pretože digitálny obvod má veľkú toleranciu šumu napätia);naopak, tolerancia šumu napätia analógového obvodu je oveľa menšia.Z týchto dvoch sú analógové obvody najcitlivejšie na spínací šum.V systémoch zapojenia zmiešaných signálov by mali byť tieto dva typy obvodov oddelené.

Základy zapojenia dosky plošných spojov platia pre analógové aj digitálne obvody.Základným pravidlom je použitie neprerušovanej základnej roviny.Toto základné pravidlo znižuje efekt dI/dt (prúd verzus čas) v digitálnych obvodoch, pretože efekt dI/dt spôsobuje zemný potenciál a umožňuje vstup šumu do analógového obvodu.Techniky zapojenia pre digitálne a analógové obvody sú v podstate rovnaké, až na jednu vec.Ďalšia vec, ktorú treba mať na pamäti pri analógových obvodoch, je udržiavať digitálne signálne vedenia a slučky v uzemňovacej rovine čo najďalej od analógového obvodu.Dá sa to dosiahnuť buď pripojením analógovej uzemňovacej roviny oddelene k systémovej uzemňovacej prípojke, alebo umiestnením analógových obvodov na vzdialený koniec dosky, na koniec linky.Toto sa robí preto, aby bolo vonkajšie rušenie signálovej cesty minimálne.Toto nie je potrebné pre digitálne obvody, ktoré bez problémov tolerujú veľké množstvo šumu na základnej rovine.

6. Tepelné úvahy

V procese usporiadania je potrebné zvážiť vzduchové kanály na odvod tepla, slepé uličky na odvod tepla.

Za vetrom zdroja tepla by sa nemali umiestňovať zariadenia citlivé na teplo.Uprednostnite dispozičné umiestnenie tak náročného odvodu tepla domácnosti ako je DDR.Vyhnite sa opakovaným úpravám, pretože tepelná simulácia neprejde.