หลักการบางประการที่สรุปไว้ในการออกแบบบอร์ด PCB

เราสรุปหลักการบางประการระหว่างการออกแบบแผงวงจรพิมพ์:

เค้าโครง

1. เลย์เอาต์หมายถึงเลย์เอาต์ที่เหมาะสมของส่วนประกอบวงจร การวางตำแหน่งแบบไหนจึงจะสมเหตุสมผล หลักการง่ายๆ คือ การแบ่งแยกแบบโมดูลาร์และชัดเจน กล่าวคือผู้ที่มีรากฐานวงจรบางอย่างสามารถดูว่าแผงวงจรพิมพ์ใดที่ใช้เพื่อให้บรรลุหน้าที่ใด

2. ขั้นตอนการออกแบบเฉพาะ: ขั้นแรก สร้างไฟล์แผงวงจรพิมพ์เริ่มต้นตามแผนผัง จัดทำเค้าโครงล่วงหน้าของแผงวงจรพิมพ์ให้สมบูรณ์ กำหนดพื้นที่เค้าโครงสัมพัทธ์ของแผงวงจรพิมพ์ จากนั้นบอกโครงสร้างว่าโครงสร้างนั้นเป็นอย่างไร ขึ้นอยู่กับพื้นที่ที่เราให้บริการ จากนั้น ให้ระบุข้อจำกัดเฉพาะตามการออกแบบโครงสร้างโดยรวม

3. ตามข้อจำกัดด้านโครงสร้าง ให้วาดขอบบอร์ด ตำแหน่งช่องเปิด และพื้นที่ต้องห้ามบางส่วนให้เรียบร้อย จากนั้นจึงวางขั้วต่อ

4. หลักการจัดวางส่วนประกอบ: โดยทั่วไป ไมโครคอนโทรลเลอร์ควบคุมหลัก (MCU) จะถูกวางไว้ตรงกลางแผงวงจร และวงจรอินเทอร์เฟซจะถูกวางไว้ใกล้กับอินเทอร์เฟซ (เช่นพอร์ตเครือข่าย, USB, VGA ฯลฯ ) อินเทอร์เฟซส่วนใหญ่มีฟังก์ชันป้องกันการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตและกรอง หลักการที่ตามมาคือการป้องกันก่อนกรอง

5. ถัดไปคือโมดูลพลังงาน โดยปกติแล้ว โมดูลพลังงานหลักจะอยู่ที่ช่องจ่ายไฟ (เช่น 5V ของระบบ) สามารถวางโมดูลพลังงานอิสระ (เช่น 2.5V ที่มาจากวงจรโมดูล) ในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นภายในเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟเดียวกันตามเงื่อนไขที่แท้จริง

6. วงจรภายในบางวงจรไม่ได้เชื่อมต่อกับขั้วต่อ เรามักจะปฏิบัติตามหลักการพื้นฐาน: การแบ่งเขตความเร็วสูงและความเร็วต่ำ การแบ่งเขตแอนะล็อกและดิจิทัล แหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวน และการแบ่งเขตตัวรับสัญญาณที่ละเอียดอ่อน

7. จากนั้น สำหรับโมดูลวงจรแต่ละโมดูล ให้ออกแบบตามทิศทางการไหลของกระแสในระหว่างการออกแบบวงจร

โครงร่างวงจรโดยรวมก็ประมาณนี้ครับ ยินดีเพิ่มและแก้ไขให้ครับ

สายไฟ

1. ข้อกำหนดพื้นฐานที่สุดสำหรับการเดินสายไฟคือเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อทั้งหมดมีประสิทธิผล

เครือข่าย การเชื่อมต่อนั้นทำได้ง่าย แต่ประสิทธิภาพนั้นเป็นแนวคิดที่คลุมเครือ ในความเป็นจริงมีสัญญาณเพียงสองประเภทในวงจร: สัญญาณดิจิทัลและสัญญาณอะนาล็อก สำหรับวงจรดิจิทัล จะต้องให้แน่ใจว่ามีความทนทานต่อสัญญาณรบกวนเพียงพอ ในขณะที่สำหรับสัญญาณแอนะล็อก จะต้องสูญเสียการสูญเสียเป็นศูนย์ให้มากที่สุด

2. ก่อนที่จะเดินสาย โดยปกติจะต้องเข้าใจการออกแบบลามิเนตของแผงวงจรพิมพ์ทั้งหมด นั่นคือ การวางแผนชั้นการเดินสายทั้งหมดเป็น: ชั้นการเดินสายที่ดีที่สุดและชั้นการเดินสายที่ต่ำกว่า.... ชั้นการเดินสายที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งหมายถึง ชั้นกราวด์ที่สมบูรณ์ที่อยู่ติดกัน โดยทั่วไปจะใช้เพื่อวางสัญญาณที่สำคัญ (รวมถึงสัญญาณทั้งหมดใน DDR, สัญญาณดิฟเฟอเรนเชียล, สัญญาณแอนะล็อก ฯลฯ ) สัญญาณอื่นๆ (I2C, UART, SPI, GPIO) ส่งผ่านเลเยอร์อื่นๆ และตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีเพียงสัญญาณที่เกี่ยวข้องของวงจรนั้น (เช่น DDR, พอร์ตเครือข่าย ฯลฯ) เท่านั้นที่มีอยู่ในฟิลด์ที่สำคัญ

3. ในการเดินสายสัญญาณความเร็วสูง การสะท้อน ครอสทอล์ค ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า และปัญหาอื่นๆ จำเป็นต้องได้รับการพิจารณา ดังนั้นโดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการจับคู่อิมพีแดนซ์ เช่น เส้นเดี่ยว 50R, เส้นดิฟเฟอเรนเชียล 100R เป็นต้น การออกแบบที่แท้จริงควรเหนือกว่า ( หลักการคือเพื่อให้แน่ใจว่าอิมพีแดนซ์เท่ากันและต่อเนื่อง) การพูดคุยข้ามจะพิจารณาหลักการ 3W/2W การประมวลผลการต่อสายดินแบบกลุ่มเป็นหลัก ฯลฯ

4. อันดับแรกแหล่งจ่ายไฟและวงจรไฟฟ้าควรตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีความสามารถในการรับน้ำหนักเพียงพอ นั่นคือวงจรทั้งหมดของแหล่งจ่ายไฟควรมีความหนาและสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ จากมุมมองของความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า เสียงสะท้อนเรียกว่าลูป ซึ่งสร้างเสาอากาศแบบลูปและแผ่ออกไปด้านนอก ดังนั้นจึงลดพื้นที่ลูปให้เหลือน้อยที่สุด

การต่อลงดิน

1. การออกแบบการต่อสายดินและการต่อสายดินมีความสำคัญมากในการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ เนื่องจากการต่อสายดินเป็นระนาบอ้างอิงที่สำคัญ หากมีปัญหากับการออกแบบชั้นกราวด์ สัญญาณอื่นๆ จะไม่สามารถเสถียรได้

2. โดยปกติแล้ว เราสามารถแบ่งออกเป็นการต่อสายดินของแชสซีและการต่อสายดินของระบบได้ ตามชื่อที่แนะนำ การต่อสายดินของแชสซีคือการต่อสายดินของการเชื่อมต่อแผ่นโลหะของผลิตภัณฑ์ และการต่อสายดินของระบบเป็นระนาบอ้างอิงสำหรับทั้งระบบวงจร

3. หลักการปฏิบัติของระบบและตู้ทั่วไปคือตู้แบ่งออกเป็นระบบกราวด์และระบบแล้วเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงสูงผ่านลูกปัดแม่เหล็กหรือการเชื่อมต่อแบบหลายจุด

4. ในระบบ: ในด้านการใช้งาน แบ่งออกเป็นระบบดิจิตอล อนาล็อก และแหล่งจ่ายไฟ (มีการถกเถียงเรื่องการแบ่งแยกที่ดินมาตลอด ผมมาจากที่นี่)

ประการแรก ด้วยผังที่สมเหตุสมผลมาก ผมเชื่อว่าที่ดินสามารถแบ่งแยกได้ ความหมายของเค้าโครงนั้นสมเหตุสมผลมาก กล่าวคือ พื้นที่ดิจิทัลมีเพียงสัญญาณดิจิทัล พื้นที่แอนะล็อกมีเพียงสัญญาณแอนะล็อก พื้นที่พลังงานมีเพียงสัญญาณไฟเท่านั้น และมีชั้นกราวด์ด้านล่างที่สมบูรณ์ เนื่องจากกระแสและกระแสมีความคล้ายคลึงกันมาก ทั้งสองจึงไหลลงด้านล่างและมีชั้นกราวด์ที่สมบูรณ์อยู่ด้านล่าง ดังนั้นตามหลักการที่สั้นที่สุดและต่ำสุดจึงไหลกลับลงมาโดยตรงโดยไม่หนีไปที่อื่น

อย่างไรก็ตาม ในบางกรณีก็ไม่เหมาะและมีทางแยกอยู่บ้างในพื้นที่ต่างๆ ณ จุดนี้ เป็นเรื่องปกติที่จะเลือกจุดทำความเข้าใจจุดเดียวและใช้ตัวต้านทาน 0R (ไม่แนะนำให้ใช้เม็ดแม่เหล็กเนื่องจากมีเอฟเฟกต์การกรองที่ความถี่สูง) แนวต้านจะอยู่ในบริเวณที่มีทางแยกหนาแน่นที่สุดและพื้นที่ไหลน้อยที่สุด