บอร์ด PCBเป็นแผงวงจรพิมพ์ที่วางส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์และมีสายไฟ การพิมพ์สายต่อต้านการกัดกร่อนบนพื้นผิวชุบทองแดงการแกะสลักและการล้างสายไฟ หลักการทำงานของแผงวงจรคือการใช้วัสดุฉนวนของพื้นผิวเพื่อแยกชั้นนำไฟฟ้าของฟอยล์ทองแดงบนพื้นผิวเพื่อให้กระแสสามารถเผยแพร่ผ่านส่วนประกอบต่างๆตามเส้นทางที่ออกแบบมา การขยายการลดทอนการมอดูเลต demodulation และการเข้ารหัส
1, ความรู้ที่เกี่ยวข้องกับตัวเก็บประจุ:
ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์อลูมิเนียมมีความจุขนาดใหญ่และแรงดันไฟฟ้าสูง แต่มีความสามารถในการปรับตัวได้ไม่ดีกับสภาพแวดล้อมอุณหภูมิการทำงานทำให้เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันการกรองความถี่ต่ำ
ตัวเก็บประจุ Tantalum มีลักษณะอุณหภูมิที่ดี ESR ต่ำและ ESL และลักษณะการกรองความถี่สูงที่ดี แต่ความสามารถในการทนต่อกระแสไฟกระชากไม่ดี โดยทั่วไปจะได้รับการออกแบบด้วย 50% หรือมากกว่าสำหรับการใช้งาน
ตัวเก็บประจุเซรามิกมีข้อดีเช่นขนาดเล็กราคาต่ำและความมั่นคงที่ดี ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการกรองความถี่สูงในแหล่งจ่ายไฟพร้อมความจุขนาดเล็ก เมื่อจำเป็นต้องมีตัวเก็บประจุความจุขนาดใหญ่ตัวเก็บประจุประเภทอื่น ๆ จะต้องได้รับการพิจารณา
การแยกตัวเก็บประจุมีปัญหาในการแยกรัศมี: ตัวเก็บประจุและแพ็คเกจที่เล็กลง ในเค้าโครง PCB เพื่อให้แน่ใจว่าการแยกแหล่งจ่ายไฟที่มีประสิทธิภาพโดยแพ็คเกจขนาดเล็กและตัวเก็บประจุควรวางตัวเก็บประจุให้ใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะทำได้กับหมุดแหล่งจ่ายไฟ ยิ่งค่าความจุและบรรจุภัณฑ์ที่ใหญ่ขึ้นยิ่งรัศมี decoupling ที่ใหญ่ขึ้นซึ่งสามารถแยกแหล่งจ่ายไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพในพื้นที่ขนาดใหญ่ เมื่อวางแพ็คเกจขนาดใหญ่และตัวเก็บประจุ decoupling ที่มีมูลค่าสูงเป็นไปได้ที่จะควบคุมการแยกหมุดพลังงานหลายตัวพร้อมกัน
2. ความรู้ที่เกี่ยวข้องกับการเหนี่ยวนำ:
ลักษณะของการเหนี่ยวนำในการออกแบบวงจรส่วนใหญ่รวมถึง: การกรองฮาร์โมนิกความถี่สูงผ่าน DC และการปิดกั้น AC; ขัดขวางการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันและรักษาเสถียรภาพของอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่
พารามิเตอร์การเหนี่ยวนำที่จำเป็นต้องตรวจสอบเมื่อเลือกตัวเหนี่ยวนำรวมถึงค่าการเหนี่ยวนำความต้านทาน DC กระแสที่ได้รับการจัดอันดับและความถี่เรโซแนนท์ด้วยตนเอง (ความถี่ที่มีค่า Q สูงสุด)
ค่าการเหนี่ยวนำที่ใหญ่ขึ้นยิ่งมีความต้านทาน DC ที่สอดคล้องกันมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งค่าการเหนี่ยวนำที่ใหญ่ขึ้นเท่าใดความถี่เรโซแนนท์ที่สอดคล้องกันก็จะลดลง ค่าการเหนี่ยวนำที่ใหญ่ขึ้นจะยิ่งมีกระแสที่มีค่าน้อยลงเท่านั้น
3. ความรู้ลูกปัดแม่เหล็ก:
ลูกปัดแม่เหล็กได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อยับยั้งเสียงรบกวนความถี่สูงและการรบกวนสไปค์ในสัญญาณและสายไฟในขณะที่ยังมีความสามารถในการดูดซับพัลส์ไฟฟ้าสถิต
ต่ำกว่าความถี่จุดเปลี่ยนลูกปัดแม่เหล็กแสดงความไวและสะท้อนเสียงรบกวน เหนือความถี่จุดเปลี่ยนลูกปัดแม่เหล็กแสดงความต้านทานการดูดซับเสียงรบกวนและแปลงเป็นพลังงานความร้อน
ความแตกต่างระหว่างตัวเหนี่ยวนำและลูกปัดแม่เหล็ก:
(1) วิธีการจัดการกับเสียงนั้นแตกต่างกัน การเหนี่ยวนำและความจุเป็นวงจรการกรอง LC Low-Pass ตัวเก็บประจุกำหนดเส้นทางความต้านทานต่ำระหว่างตัวเหนี่ยวนำและพื้นดินทำให้สามารถนำเสียงรบกวนความถี่สูงไปยังระนาบพื้นผ่านเส้นทางอิมพีแดนซ์ต่ำ ในวงจรการกรอง low-pass LC ตัวเหนี่ยวนำจะไม่ลบเสียงรบกวนโดยพื้นฐานเมื่อจัดการกับมัน วิธีการประมวลผลของลูกปัดแม่เหล็กสำหรับเสียงรบกวนคือที่ความถี่ต่ำลูกปัดแม่เหล็กเป็นอุปนัยและสะท้อนเสียงรบกวนในขณะที่ความถี่สูงลักษณะความต้านทานเป็นลักษณะหลัก ความต้านทานในลูกปัดแม่เหล็กดูดซับเสียงรบกวนความถี่สูงและแปลงเป็นพลังงานความร้อนซึ่งสามารถกำจัดเสียงรบกวนได้โดยพื้นฐาน
(2) มันมีผลกระทบที่เป็นอันตรายด้วยตัวเองหรือไม่ เมื่อวงจรตัวกรอง LC ประกอบด้วยการเหนี่ยวนำและความจุเนื่องจากความจริงที่ว่า LC เป็นองค์ประกอบการจัดเก็บพลังงานทั้งคู่อาจประสบกับการกระตุ้นตนเองซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อวงจร ลูกปัดแม่เหล็กเป็นส่วนประกอบที่ใช้พลังงานซึ่งไม่กระตุ้นตนเองและไม่ส่งผลกระทบต่อวงจร ผลของการนำเสียงรบกวน
(3) ช่วงความถี่ของการกรองแตกต่างกันไป เมื่อการเหนี่ยวนำไม่เกิน 50MHz ในช่วงความถี่ต่ำมันมีลักษณะการกรองที่ดี เมื่อความถี่สูงเอฟเฟกต์การกรองจะไม่ดี และลูกปัดแม่เหล็กใช้ลักษณะความต้านทานของพวกเขาเพื่อดูดซับเสียงรบกวนความถี่สูงโดยกรองช่วงความถี่ที่ใหญ่กว่าลูกปัดแม่เหล็ก
(4) การลดลงของแรงดันไฟฟ้า DC ของอุปกรณ์นั้นแตกต่างกัน ทั้งตัวเหนี่ยวนำและลูกปัดแม่เหล็กมีความต้านทาน DC สำหรับตัวกรองในระดับเดียวกันความต้านทาน DC ของลูกปัดแม่เหล็กนั้นมีขนาดเล็กกว่าตัวเหนี่ยวนำและแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงของลูกปัดแม่เหล็กก็มีขนาดเล็กกว่าตัวเหนี่ยวนำในระดับเดียวกัน
4. คายประจุไฟฟ้า
เมื่อออกแบบ PCBs ควรพิจารณาการป้องกัน ESD และการเดินสายควรเป็นไปตามทิศทางแนวนอนและแนวตั้ง หากพื้นที่อนุญาตให้ใช้การเดินสายไฟให้หนาที่สุดเท่าที่จะทำได้ อย่าวางสัญญาณที่ไวต่อเสียงรบกวนเช่นสัญญาณนาฬิการีเซ็ตสัญญาณ ฯลฯ ที่ขอบของ PCB เมื่อ PCB ประกอบด้วยหลายเลเยอร์ร่องรอยที่ละเอียดอ่อนควรมีระนาบกราวด์อ้างอิงที่ดีที่สุดเท่าที่จะทำได้ สำหรับตัวกรอง, optocouplers, การกำหนดเส้นทางสัญญาณที่อ่อนแอ ฯลฯ ระยะห่างของการกำหนดเส้นทางควรเพิ่มขึ้นให้มากที่สุด ต้องกรองร่องรอยทางไกล ตามการป้องกัน ESD ควรมีการเพิ่มการป้องกันอย่างเหมาะสม
อินเทอร์เฟซและการป้องกัน ESD สามารถปฏิบัติตามกฎการออกแบบดังต่อไปนี้:
(1) ลำดับทั่วไปของการจัดเรียงสำหรับส่วนประกอบการป้องกันฟ้าผ่าในแหล่งจ่ายไฟคือ Varistors, ฟิวส์, ไดโอดปราบปราม, ตัวกรอง EMI, ตัวเหนี่ยวนำหรือตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไป หากส่วนประกอบใด ๆ ข้างต้นหายไปในแผนผังเค้าโครงจะถูกเลื่อนออกไปตามนั้น
(2) ลำดับการจัดเรียงทั่วไปของอุปกรณ์ป้องกันสัญญาณอินเตอร์เฟสคือ ESD (หลอดทีวี), หม้อแปลงแยก, ตัวเหนี่ยวนำโหมดทั่วไป, ตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน หากส่วนประกอบใด ๆ ข้างต้นหายไปในแผนผังเค้าโครงจะถูกเลื่อนออกไป
(3) ติดตามลำดับของแผนผังอย่างเคร่งครัด การจัดเรียงแนวหน้า”
(4) ควรวางชิปการแปลงระดับใกล้กับขั้วต่อ
(5) อุปกรณ์ที่ไวต่อการรบกวน ESD เช่นอุปกรณ์ NMOS และ CMOS ควรอยู่ไกลที่สุดจากพื้นที่ที่มีความไวต่อการรบกวน ESD (เช่นขอบของบอร์ดเดียว)
(6) สายสัญญาณที่สอดคล้องกับอุปกรณ์ปราบปรามไฟกระชาก (หลอดทีวี, varistors) ควรสั้นและมีพื้นผิวที่ขรุขระ (โดยทั่วไปที่ระยะทางมากกว่า 10 ล้าน)
(7) การเดินสายระหว่างอินเทอร์เฟซที่แตกต่างกันควรมีความชัดเจนและไม่ตัดกันซึ่งกันและกัน ระยะห่างระหว่างสายเคเบิลอินเตอร์เฟสและอุปกรณ์กรองป้องกันที่เชื่อมต่อควรสั้นที่สุดเท่าที่จะทำได้ สายเคเบิลอินเตอร์เฟสจะต้องผ่านอุปกรณ์ป้องกันหรือตัวกรองก่อนที่จะไปถึงสัญญาณรับสัญญาณ
(8) หลุมคงที่ของอุปกรณ์อินเตอร์เฟสควรเชื่อมต่อกับพื้นป้องกันและรูตำแหน่งและประแจที่เชื่อมต่อกับตัวเรือนควรเชื่อมต่อโดยตรงกับพื้นสัญญาณ
(9) สัญญาณอินพุตและเอาต์พุตของหม้อแปลง, optocouplers และอุปกรณ์อื่น ๆ ควรแยกออก
5. การรักษาความร้อน PCB
อุปกรณ์บางอย่างที่มีการสร้างความร้อนสูงมักจะมีแผ่นกระจายความร้อนโดยเฉพาะและควรเพิ่ม VIAs ที่เหมาะสมลงในแผ่นกระจายความร้อน
6. เฟรมบอร์ด PCB
ไม่ว่าจะเป็นเลย์เอาต์การเดินสายหรือการชุบทองแดงบนระนาบด้านในมันจะต้องล่าถอยระยะทางที่แน่นอนเมื่อเทียบกับเฟรมบอร์ด ขนาดของโพรงหดตัวสามารถเลือกได้ตามข้อกำหนดการออกแบบ เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่นเมื่อวางทองแดงเฟรมบอร์ดที่เกี่ยวข้องควรถูกดึงกลับโดย 0. 5 MM สามารถทำได้
สำหรับกระดานสี่ชั้นการออกแบบหากสองชั้นกลางเป็นชั้นพลังงานและชั้นพื้นดินควรตั้งค่าการเยื้องเพื่อลดการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
ในการออกแบบ PCB จริงส่วนใหญ่มีสองประเภทของการกำหนดเส้นทาง: สายไมโครสตริปและเส้นแถบ เส้น MicroStrip เป็นสายสัญญาณที่ทำงานที่ชั้นบนหรือด้านล่างของแผงวงจรในขณะที่เส้นแถบเป็นเส้นสัญญาณที่ทำงานบนชั้นด้านในของแผงวงจร
สายงูสามารถสร้างความเสียหายต่อคุณภาพของสัญญาณและเปลี่ยนความล่าช้าในการส่งสัญญาณดังนั้นควรหลีกเลี่ยงมากที่สุดเท่าที่จะทำได้ในระหว่างการเดินสาย อย่างไรก็ตามในการออกแบบในทางปฏิบัติเพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณมีเวลาถือเพียงพอหรือเพื่อลดเวลาชดเชยระหว่างชุดสัญญาณเดียวกันจึงจำเป็นต้องมีการคดเคี้ยวโดยเจตนา เมื่อสัญญาณถูกส่งบนเส้นงูการมีเพศสัมพันธ์เกิดขึ้นระหว่างกลุ่มขนานในรูปแบบของโหมดดิฟเฟอเรนเชียล ยิ่ง S มีขนาดเล็กลง LP ที่ใหญ่ขึ้นและระดับการมีเพศสัมพันธ์ที่มากขึ้นซึ่งอาจนำไปสู่การลดลงของความล่าช้าในการส่งสัญญาณและลดคุณภาพของสัญญาณอย่างมาก
คำแนะนำหลายประการสำหรับการจัดการสายงู:
(1) พยายามเพิ่มระยะห่างระหว่างกลุ่มเส้นคู่ขนานให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้อย่างน้อยกว่า 3H โดยที่ H หมายถึงระยะทางจากสายสัญญาณไปยังระนาบอ้างอิง พูดง่ายๆก็คือการเปลี่ยนครั้งใหญ่ ตราบใดที่ S มีขนาดใหญ่พอเอฟเฟกต์การมีเพศสัมพันธ์ซึ่งกันและกันสามารถหลีกเลี่ยงได้เกือบทั้งหมด
(2) ลด LP ความยาวคัปปลิ้ง เมื่อการหน่วงเวลาของ LP สองครั้งเข้าใกล้หรือเกินเวลาที่เพิ่มขึ้นของสัญญาณ crosstalk ที่เกิดขึ้นจะถึงความอิ่มตัว
(3) ความล่าช้าในการส่งสัญญาณที่เกิดจากสายงูของเส้นแถบหรือสาย microstrip ที่ฝังอยู่นั้นมีขนาดเล็กกว่าเส้น microstrip ในทางทฤษฎีเส้นแถบจะไม่ส่งผลกระทบต่ออัตราการส่งสัญญาณเนื่องจากโหมดดิฟเฟอเรนเชียล crosstalk
(4) สำหรับสายสัญญาณที่มีความเร็วสูงและข้อกำหนดด้านเวลาที่เข้มงวดพยายามอย่าทำตามสายงูโดยเฉพาะในพื้นที่ขนาดเล็ก
(5) หากอนุญาตให้ใช้พื้นที่ได้มุมใด ๆ ของการเดินสายคดเคี้ยวสามารถใช้เพื่อลดการมีเพศสัมพันธ์ร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ
(6) ในPCB ความเร็วสูงการออกแบบสายงูไม่มีความสามารถในการกรองหรือต่อต้านการแทรกแซงและอาจลดคุณภาพของสัญญาณเท่านั้นดังนั้นจึงใช้สำหรับการจับคู่เวลาเท่านั้นและไม่มีวัตถุประสงค์อื่น
(7) บางครั้งการกำหนดเส้นทางเกลียวสามารถพิจารณาได้สำหรับการคดเคี้ยวและการจำลองแสดงให้เห็นว่าผลของมันดีกว่าการกำหนดเส้นทางงูทั่วไป
(8) มุมของเส้นงูคือ 45 องศา; มุมหรือเนื้อ
บนแผงวงจร PCB พื้นฐานที่สุดชิ้นส่วนจะถูกจัดกลุ่มโดยทั่วไปในด้านหนึ่งและสายไฟจะถูกจัดกลุ่มในอีกด้านหนึ่ง PCB นี้เรียกว่าแผงเดียวเนื่องจากสายไฟมีอยู่เพียงด้านเดียว บอร์ดหลายชั้นที่หลายชั้นมีสายไฟจะต้องมีการเชื่อมต่อวงจรที่ถูกต้องระหว่างสองชั้น สะพานเชื่อมระหว่างวงจรเรียกว่าผ่าน กระบวนการออกแบบขั้นพื้นฐานของแผงวงจรสามารถแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอนต่อไปนี้:
(1) การออกแบบแผนผังวงจร - การออกแบบแผนผังวงจรส่วนใหญ่ใช้ตัวแก้ไขแผนผังเพื่อวาดแผนภาพแผนผัง
(2) สร้างรายงานเครือข่าย & dash & mdash; รายงานเครือข่าย: แสดงหลักการวงจรและความสัมพันธ์การเชื่อมต่อของส่วนประกอบต่าง ๆ ในวงจร มันคือสะพานและการเชื่อมโยงระหว่างการออกแบบแผนผังและการออกแบบแผงวงจร ผ่านรายงานเครือข่ายของแผนผังวงจรการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบสามารถพบได้อย่างรวดเร็วทำให้สะดวกสำหรับการออกแบบ PCB ในอนาคต
(3) การออกแบบแผงวงจรพิมพ์ - การออกแบบแผงวงจรพิมพ์เป็นสิ่งที่เรามักจะเรียกว่าการออกแบบ PCB ซึ่งเป็นรูปแบบสุดท้ายของแผนการแปลงวงจรวงจร การออกแบบนี้ยากกว่าการออกแบบแผนผังวงจร เราสามารถใช้คุณสมบัติการออกแบบที่ทรงพลังเพื่อทำให้ส่วนนี้ของการออกแบบเสร็จสมบูรณ์
(4) สร้างรายงานแผงวงจรพิมพ์ & dash & mdash; หลังจากเสร็จสิ้นการออกแบบแผงวงจรที่พิมพ์ออกมามีกระบวนการหนึ่งขั้นสุดท้ายที่จะเสร็จสมบูรณ์ซึ่งคือการสร้างรายงาน: รายงานข้อมูลกระดานวงจรสร้างรายงาน PIN รายงานสถานะเครือข่าย ฯลฯ และในที่สุดก็พิมพ์ไดอะแกรมวงจร