การกำหนดเส้นทางการติดตามสามารถปรับปรุงการออกแบบ PCB ได้อย่างไร

เมื่อออกแบบพีซีบี(แผงวงจรพิมพ์) วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์จะต้องปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการเดินสายไฟ ซึ่งช่วยรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณ PCB และลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (อีเอ็มไอ).

สตริงอาจเกิดขึ้นระหว่างการเดินสายไฟที่อยู่ติดกันบนเส้นเดียวพีซีบีและอาจเกิดขึ้นระหว่างสายไฟ PCB แบบขนานและแนวตั้งสองชั้น เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น สัญญาณจากเส้นทางหนึ่งจะครอบคลุมอีกเส้นทางหนึ่ง เนื่องจากแอมพลิจูดของเส้นทางนั้นใหญ่กว่าการเดินสายอื่น วิธีที่ดีที่สุดคือรักษาระยะห่างระหว่างสายไฟสามเท่าของความกว้างของสายไฟ สิ่งนี้สามารถป้องกันสนามไฟฟ้าได้ 70% เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนนี้ ไม้เสียบที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขจะส่งผลเสียต่ออัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน ดังนั้นจึงควรลดไม้เสียบลงโดยเร็วที่สุดในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ

วิธีทางเลือกหนึ่งคือการใช้เครื่องคำนวณแบบสตริง เมื่อผู้ใช้ป้อนค่าระยะการเดินสายไฟ ความสูงของวัสดุพิมพ์ และแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย เครื่องมือจะสามารถคำนวณแรงดันคัปปลิ้งและค่าสัมประสิทธิ์สตริงของพีซีบี. ตัวเลือกเหล่านี้ช่วยประหยัดเวลาและการคำนวณด้วยตนเอง และยังหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นอีกด้วย

หากการทดสอบแสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ถึงความคาดหวังหลายครั้ง วิศวกรอาจจำเป็นต้องปรับปรุงความสมบูรณ์ของสัญญาณพีซีบี. บางครั้งข้อผิดพลาดดังกล่าวอาจเกิดขึ้นก่อนการผลิต PCB ขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม ปัญหาความสมบูรณ์ของสัญญาณอาจพบได้เฉพาะในระหว่างกระบวนการผลิตขนาดใหญ่หรือเมื่อลูกค้าเริ่มใช้ผลิตภัณฑ์ ณ ที่เกิดเหตุเท่านั้น

ความสมบูรณ์ของสัญญาณสัมพันธ์กับคุณภาพของสัญญาณการส่งสัญญาณ และสัญญาณอาจผิดพลาดได้หรือไม่ ปัญหาความสมบูรณ์ของสัญญาณอาจเกินช่วง PCB และสร้างหรือสร้าง EMI ที่ส่งผลต่ออุปกรณ์ใกล้เคียง งานที่ปรับปรุงความสมบูรณ์ของสัญญาณเริ่มต้นจากแผนภาพหลักและขั้นตอนการออกแบบเลเยอร์ การตัดสินใจให้เหมาะสมที่สุดในเวลานี้จะส่งผลต่อการปฏิบัติงานของพีซีบี.

เช่น เมื่อความหนาของสายไฟมีความเหมาะสม ส่วนประกอบต่างๆ ก็สามารถป้องกันไม่ให้เกิดความร้อนสูงเกินไป ซึ่งจะช่วยในการจัดการความร้อน สิ่งนี้เริ่มมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะเมื่อมีผลิตภัณฑ์จำนวนมากที่ประกอบด้วยพีซีบีเล็กลงเรื่อยๆ

ผู้ผลิต PCB ลงทุนเงินจำนวนมหาศาลในแง่ของการควบคุมคุณภาพเพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น การสแกนด้วยรังสีเอกซ์สามารถระบุข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ในลักษณะที่ไม่แตกหัก เทคโนโลยีการตรวจจับรังสีเอกซ์มักเป็นส่วนสำคัญของการรับประกันคุณภาพ อย่างไรก็ตาม ความสนใจในการเดินสายไฟทำให้มีทางเลือกในการตรวจจับด้วยการตรวจจับด้วยภาพ ซึ่งสามารถปรับปรุงความสมบูรณ์ของสัญญาณได้พีซีบี. พนักงานประกอบสามารถค้นพบปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้ตั้งแต่เนิ่นๆ และแก้ไขก่อนที่จะเกิดปัญหาใหญ่

เช่น ควรตรวจสอบว่าสายไฟมีการโค้งงออย่างรุนแรงหรือไม่ ซึ่งเป็นปัญหาโดยเฉพาะการเดินสายไฟกำลังสูงหรือความถี่สูง ตามหลักการแล้ว ผู้ออกแบบควรให้เส้นยืดออกไปตามเส้นตรง หากการออกแบบและการใช้งานแผงวงจรที่คาดหวังต้องใช้ความยาวที่สมดุล ผู้คนจะพบเส้นหน่วงเวลา มักจะมีลักษณะคล้ายสายไฟรูปงูโค้งบนพื้นผิวของพีซีบี.

การพิมพ์ 3 มิติและเทคโนโลยีอื่นๆ ได้เปลี่ยนแปลงวิธีที่ผู้คนออกแบบและผลิตผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ไปอย่างมาก อย่างไรก็ตาม แม้ว่าเครื่องพิมพ์ 3D จะอนุญาตให้ผู้ใช้พิมพ์วงจร ลดของเสีย และปรับปรุงประสิทธิภาพ แต่ก็ไม่ควรละเลยแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดที่เกี่ยวข้องกับการเดินสายไฟและรายละเอียดอื่นๆ

ตัวอย่างเช่น การวางส่วนประกอบในกลยุทธ์สามารถลด EMI ได้พีซีบี. แม้ว่าคุณจะใช้ความกว้างที่เหมาะสมและตรวจสอบว่ามีการโค้งงอโดยไม่จำเป็นหรือไม่ ปัญหาก็อาจยังคงเกิดขึ้นเนื่องจากตำแหน่งของส่วนประกอบบางอย่าง

ตัวอย่างเช่น เนื่องจากตัวเหนี่ยวนำสามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้ จึงไม่ควรเชื่อมต่อกันหรือใกล้กันเกินไป ในกรณีที่ไม่มีทางเลือก ควรเลือกการจัดวางแนวตั้งเพื่อลดการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างกัน อีกทางหนึ่ง การเลือกตัวเหนี่ยวนำแบบวงกลม ตัวเหนี่ยวนำนี้ไม่น่าจะทำให้เกิดปัญหาสนามแม่เหล็ก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความกว้างของสายไฟของตัวเหนี่ยวนำไม่เกินความกว้างที่ต้องการ มิฉะนั้นอาจมีบทบาทเป็นเสาอากาศและนำไปสู่การเปิดตัวโดยไม่จำเป็น

พิจารณาใช้เครื่องมือออกแบบระดับไฮเอนด์เพื่อปฏิบัติตามหลักการที่เกี่ยวข้องกับการเดินสายและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดอื่นๆ ผลิตภัณฑ์สายไฟบางชนิดอนุญาตให้ผู้ใช้สลับระหว่างการออกแบบ 2D และ 3D การสำรวจที่ดำเนินการโดยผู้ใช้โดยใช้เครื่องมือขั้นสูงพบว่าประมาณ 45% ของเวลาที่ใช้ไปกับการเดินสาย 3D ซึ่งได้ประโยชน์จากการแสดงภาพแบบเรียลไทม์ ผู้ใช้ยังสามารถดำเนินการเฉพาะในสภาพแวดล้อม 3 มิติ เช่น แผ่นตัดแต่ง แล้วลองในการออกแบบจริง

นี่เป็นวิธีการบางอย่างที่เป็นไปได้ในการออกแบบในอนาคต คุณสามารถลด EMI ให้เหลือน้อยที่สุดได้โดยใส่ใจกับสายไฟและให้ความสำคัญกับการประมวลผลพีซีบีความสมบูรณ์ของสัญญาณ ตามหลักการที่กำหนดไว้ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ ปัญหาต่างๆ มากมายที่ทำให้ PCB มีประสิทธิภาพในการทดสอบภายในหรือการใช้งานจริงสามารถหลีกเลี่ยงได้

การใช้เครื่องมือการจัดการโครงการดิจิทัลที่สามารถติดตามการเดินสายไฟก็มีประโยชน์มากเช่นกัน รวมถึงการติดตามการตัดสินใจเกี่ยวกับการเดินสายไฟ ซึ่งช่วยในการค้นหาสาเหตุพื้นฐานที่เป็นไปได้สำหรับปัญหาที่พบ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ยังสะดวกมากเพราะมักจะทำงานบนคลาวด์ ซึ่งขจัดข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์