จะหาเหตุผลเข้าข้างตนเองในเค้าโครงของ PCB ได้อย่างไร?

ในการออกแบบ เลย์เอาต์เป็นส่วนสำคัญผลลัพธ์ของเลย์เอาต์จะส่งผลโดยตรงต่อเอฟเฟกต์ของการเดินสายไฟ ดังนั้นคุณจึงสามารถคิดได้ด้วยวิธีนี้ เลย์เอาต์ที่เหมาะสมคือก้าวแรกในความสำเร็จของการออกแบบ PCB

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การวางโครงร่างล่วงหน้าคือกระบวนการคิดเกี่ยวกับบอร์ดทั้งหมด การไหลของสัญญาณ การกระจายความร้อน โครงสร้าง และสถาปัตยกรรมอื่นๆหากเค้าโครงล่วงหน้าล้มเหลว ความพยายามในภายหลังก็จะไร้ประโยชน์เช่นกัน

1. พิจารณาโดยรวม

ความสำเร็จของผลิตภัณฑ์หรือไม่ หนึ่งคือการมุ่งเน้นไปที่คุณภาพภายใน สองคือการคำนึงถึงความสวยงามโดยรวม ทั้งสองจะสมบูรณ์แบบมากขึ้นเมื่อพิจารณาว่าผลิตภัณฑ์ประสบความสำเร็จ
บนบอร์ด PCB เลย์เอาต์ของส่วนประกอบจะต้องมีความสมดุล กระจัดกระจาย และเป็นระเบียบเรียบร้อย ไม่หนักด้านบนหรือหนักหัว
PCB จะเสียรูปหรือไม่?

ขอบกระบวนการสงวนไว้หรือไม่

คะแนน MARK สงวนไว้หรือไม่?

จำเป็นต้องประกอบบอร์ดมั้ย?

บอร์ดมีกี่ชั้นที่สามารถรับประกันการควบคุมอิมพีแดนซ์, การป้องกันสัญญาณ, ความสมบูรณ์ของสัญญาณ, ความประหยัด, ความสำเร็จ?
 

2. ยกเว้นข้อผิดพลาดระดับต่ำ

ขนาดบอร์ดที่พิมพ์ตรงกับขนาดภาพวาดในการประมวลผลหรือไม่?สามารถตอบสนองข้อกำหนดกระบวนการผลิต PCB ได้หรือไม่?มีเครื่องหมายแสดงตำแหน่งหรือไม่?

ส่วนประกอบในพื้นที่สองมิติ สามมิติ ไม่มีความขัดแย้ง?

การจัดวางส่วนประกอบต่างๆ เป็นระเบียบและเป็นระเบียบเรียบร้อยหรือไม่?ผ้าหมดหรือยังคะ?

ส่วนประกอบที่ต้องเปลี่ยนบ่อยๆ สามารถเปลี่ยนได้อย่างง่ายดายหรือไม่?ใส่บอร์ดแทรกเข้าไปในอุปกรณ์สะดวกหรือไม่?

มีระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างองค์ประกอบความร้อนและองค์ประกอบความร้อนหรือไม่?

ง่ายต่อการปรับส่วนประกอบที่ปรับได้หรือไม่?

มีการติดตั้งแผ่นระบายความร้อนในบริเวณที่ต้องการการกระจายความร้อนหรือไม่?อากาศไหลเวียนได้อย่างราบรื่นหรือไม่?

การไหลของสัญญาณราบรื่นและมีการเชื่อมต่อที่สั้นที่สุดหรือไม่?

ปลั๊ก เต้ารับ ฯลฯ ขัดแย้งกับการออกแบบทางกลหรือไม่?

ปัญหาการรบกวนของสายถือว่ามีหรือไม่?

3. บายพาสหรือแยกตัวเก็บประจุ

ในการเดินสายไฟ อุปกรณ์แอนะล็อกและดิจิทัลจำเป็นต้องมีตัวเก็บประจุประเภทนี้ โดยต้องอยู่ใกล้กับพินกำลังที่เชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุบายพาส ค่าความจุมักจะอยู่ที่ 0.1μฉ. ปักหมุดให้สั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อลดความต้านทานแบบเหนี่ยวนำของการจัดตำแหน่ง และให้ใกล้กับอุปกรณ์มากที่สุด

การเพิ่มตัวเก็บประจุบายพาสหรือการแยกส่วนเข้ากับบอร์ด และการวางตำแหน่งตัวเก็บประจุเหล่านี้บนบอร์ด เป็นความรู้พื้นฐานสำหรับการออกแบบทั้งแบบดิจิทัลและอนาล็อก แต่ฟังก์ชันของตัวเก็บประจุจะแตกต่างกันตัวเก็บประจุบายพาสมักใช้ในการออกแบบสายไฟแบบอะนาล็อกเพื่อเลี่ยงสัญญาณความถี่สูงจากแหล่งจ่ายไฟ ซึ่งอาจเข้าไปในชิปอะนาล็อกที่มีความละเอียดอ่อนผ่านหมุดของแหล่งจ่ายไฟโดยทั่วไป ความถี่ของสัญญาณความถี่สูงเหล่านี้จะเกินความสามารถของอุปกรณ์อะนาล็อกในการระงับสัญญาณเหล่านั้นหากไม่ได้ใช้ตัวเก็บประจุบายพาสในวงจรแอนะล็อก สัญญาณรบกวน และในกรณีที่รุนแรงกว่านั้น อาจเกิดการสั่นสะเทือนในเส้นทางสัญญาณได้สำหรับอุปกรณ์ดิจิทัล เช่น ตัวควบคุมและโปรเซสเซอร์ จำเป็นต้องมีการแยกตัวเก็บประจุด้วย แต่ด้วยเหตุผลที่ต่างกันหน้าที่หนึ่งของตัวเก็บประจุเหล่านี้คือทำหน้าที่เป็นธนาคารชาร์จ "จิ๋ว" เนื่องจากในวงจรดิจิทัล การสลับสถานะเกต (เช่น การสลับสวิตช์) มักจะต้องใช้กระแสไฟฟ้าจำนวนมาก และเมื่อมีการสลับภาวะชั่วครู่จะถูกสร้างขึ้นบนชิปและการไหล ผ่านกระดานจะมีข้อดีคือมีค่าใช้จ่าย "สำรอง" พิเศษนี้” การชาร์จไฟได้เปรียบหากมีประจุไม่เพียงพอที่จะทำการสวิตชิ่ง อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอย่างมากการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้ามากเกินไปอาจทำให้ระดับสัญญาณดิจิทัลเข้าสู่สถานะไม่แน่นอน และอาจส่งผลให้เครื่องสถานะในอุปกรณ์ดิจิทัลทำงานไม่ถูกต้องกระแสสวิตชิ่งที่ไหลผ่านการวางแนวบอร์ดจะทำให้แรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง เนื่องจากการเหนี่ยวนำปรสิตของการวางแนวบอร์ด การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้: V = Ldl/dt โดยที่ V = การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า L = บอร์ด ตัวเหนี่ยวนำการจัดตำแหน่ง dI = การเปลี่ยนแปลงของกระแสที่ไหลผ่านการจัดตำแหน่ง dt = เวลาที่กระแสเปลี่ยนแปลง ดังนั้นด้วยเหตุผลหลายประการ การจ่ายไฟที่แหล่งจ่ายไฟหรืออุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่ที่พินกำลังที่ใช้ ตัวเก็บประจุบายพาส (หรือการแยกตัว) ถือเป็นแนวทางปฏิบัติที่ดีมาก .

แหล่งจ่ายไฟอินพุต หากกระแสค่อนข้างใหญ่ แนะนำให้ลดความยาวและพื้นที่ของการจัดตำแหน่ง ไม่ให้วิ่งทั่วสนาม

สัญญาณรบกวนการสลับบนอินพุตควบคู่กับระนาบของเอาต์พุตแหล่งจ่ายไฟเสียงสลับของท่อ MOS ของแหล่งจ่ายไฟเอาท์พุตส่งผลต่อแหล่งจ่ายไฟอินพุตของเวทีด้านหน้า

หากมี DCDC กระแสสูงจำนวนมากบนบอร์ด จะมีความถี่ที่แตกต่างกัน การรบกวนการกระโดดของกระแสสูงและแรงดันสูง

ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องลดพื้นที่ของแหล่งจ่ายไฟเข้าเพื่อให้ตรงกับกระแสไฟที่ไหลผ่านดังนั้นเมื่อรูปแบบแหล่งจ่ายไฟให้พิจารณาหลีกเลี่ยงการใช้กำลังไฟฟ้าเข้าแบบเต็มบอร์ด

4. สายไฟและสายดิน

สายไฟและสายดินอยู่ในตำแหน่งที่ตรงกัน สามารถลดความเป็นไปได้ของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMl)หากสายไฟและสายกราวด์ไม่พอดี ระบบจะออกแบบลูปและมีแนวโน้มที่จะสร้างเสียงรบกวนตัวอย่างของการออกแบบ PCB กำลังไฟฟ้าและกราวด์ที่จับคู่ไม่ถูกต้องแสดงไว้ในรูปภาพในบอร์ดนี้ ให้ใช้เส้นทางที่แตกต่างกันในการจ่ายไฟและกราวด์ เนื่องจากขนาดที่ไม่เหมาะสม ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของบอร์ดและสายสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) จึงมีแนวโน้มมากขึ้น

5. การแยกดิจิตอล-อนาล็อก

ในการออกแบบ PCB แต่ละครั้ง ส่วนเสียงของวงจรและส่วน "เงียบ" (ส่วนที่ไม่มีเสียงรบกวน) จะถูกแยกออกจากกันโดยทั่วไป วงจรดิจิตอลสามารถทนต่อสัญญาณรบกวนได้ และไม่ไวต่อสัญญาณรบกวน (เนื่องจากวงจรดิจิตอลมีความทนทานต่อสัญญาณรบกวนแรงดันไฟฟ้าสูง)ในทางตรงกันข้ามความทนทานต่อสัญญาณรบกวนแรงดันไฟฟ้าของวงจรอะนาล็อกนั้นน้อยกว่ามากในทั้งสองวงจรนี้ วงจรแอนะล็อกมีความไวต่อการเปลี่ยนสัญญาณรบกวนมากที่สุดในการเดินสายระบบสัญญาณผสม ควรแยกวงจรทั้งสองประเภทนี้ออก

พื้นฐานของการเดินสายไฟบนแผงวงจรใช้กับทั้งวงจรแอนะล็อกและดิจิทัลกฎพื้นฐานคือการใช้ระนาบกราวด์อย่างต่อเนื่องกฎพื้นฐานนี้จะลดเอฟเฟกต์ dI/dt (กระแสเทียบกับเวลา) ในวงจรดิจิตอล เนื่องจากเอฟเฟกต์ dI/dt ทำให้เกิดศักย์กราวด์และยอมให้สัญญาณรบกวนเข้าสู่วงจรแอนะล็อกเทคนิคการเดินสายไฟสำหรับวงจรดิจิตอลและอนาล็อกโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน ยกเว้นสิ่งหนึ่งเท่านั้นอีกสิ่งหนึ่งที่ควรคำนึงถึงสำหรับวงจรแอนะล็อกคือให้สายสัญญาณดิจิทัลและลูปอยู่ในระนาบกราวด์ให้ห่างจากวงจรแอนะล็อกมากที่สุดซึ่งสามารถทำได้โดยการเชื่อมต่อระนาบกราวด์แอนะล็อกแยกกันกับการเชื่อมต่อกราวด์ของระบบ หรือโดยการวางวงจรแอนะล็อกไว้ที่ปลายสุดของบอร์ดที่ปลายสายทำเช่นนี้เพื่อรักษาการรบกวนจากภายนอกต่อเส้นทางสัญญาณให้น้อยที่สุดสิ่งนี้ไม่จำเป็นสำหรับวงจรดิจิทัลซึ่งสามารถทนต่อสัญญาณรบกวนจำนวนมากบนระนาบกราวด์ได้โดยไม่มีปัญหา

6. ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับความร้อน

ในขั้นตอนการจัดวาง จำเป็นต้องพิจารณาท่ออากาศกระจายความร้อน ปลายตายของการกระจายความร้อน

ไม่ควรวางอุปกรณ์ที่ไวต่อความร้อนไว้ด้านหลังลมแหล่งความร้อนให้ความสำคัญกับตำแหน่งเค้าโครงของครัวเรือนที่ระบายความร้อนได้ยากเช่น DDRหลีกเลี่ยงการปรับซ้ำๆ เนื่องจากการจำลองความร้อนไม่ผ่าน