​Một số nguyên tắc tổng hợp trong thiết kế bảng mạch PCB

Chúng tôi tóm tắt một số nguyên tắc trong quá trình thiết kế bảng mạch in:

Cách trình bày

1.  Bố cục là cách bố trí hợp lý của các thành phần mạch điện. Vị trí như thế nào là hợp lý. Một nguyên tắc đơn giản là phân chia theo mô-đun và rõ ràng. Nghĩa là, những người có nền tảng mạch điện nhất định có thể biết bảng mạch in nào được sử dụng để đạt được những chức năng gì.

2. Các bước thiết kế cụ thể: Đầu tiên, tạo tệp bảng mạch in ban đầu dựa trên sơ đồ, hoàn thành bố cục trước của bảng mạch in, xác định vùng bố trí tương đối của bảng mạch in, sau đó cho biết cấu trúc rằng cấu trúc đó là dựa trên khu vực chúng tôi cung cấp. Sau đó, đưa ra các ràng buộc cụ thể dựa trên thiết kế cấu trúc tổng thể.

3. Dựa trên các ràng buộc về cấu trúc, hãy hoàn thành bản vẽ các cạnh của bảng, các lỗ định vị và một số khu vực bị cấm, sau đó đặt các đầu nối.

4. Nguyên tắc bố trí linh kiện: Nói chung, bộ vi điều khiển chính (MCU) được đặt ở trung tâm của bảng mạch và mạch giao diện được đặt gần với giao diện (như cổng mạng, USB, VGA, v.v.), Hầu hết các giao diện đều có chức năng lọc và bảo vệ phóng tĩnh điện. Nguyên tắc tuân theo là bảo vệ trước khi lọc.

5. Tiếp theo là mô-đun nguồn. Thông thường, mô-đun nguồn chính được đặt ở đầu vào nguồn (chẳng hạn như 5V của hệ thống). Các mô-đun nguồn độc lập (chẳng hạn như 2,5V được cung cấp bởi các mạch mô-đun) có thể được đặt ở các khu vực đông dân cư trong cùng một mạng lưới cấp điện tùy theo điều kiện thực tế.

6. Một số mạch bên trong không được kết nối với đầu nối. Chúng tôi thường tuân theo một nguyên tắc cơ bản: phân vùng tốc độ cao và tốc độ thấp, phân vùng tương tự và kỹ thuật số, nguồn nhiễu và phân vùng máy thu nhạy cảm.

7. Sau đó, đối với các mô-đun mạch riêng lẻ, thiết kế dựa trên hướng dòng điện trong quá trình thiết kế mạch.

Bố cục mạch tổng thể gần như thế này, hoan nghênh bạn bổ sung và sửa nó.

Đấu dây

1. Yêu cầu cơ bản nhất đối với hệ thống dây điện là đảm bảo kết nối hiệu quả tất cả các thiết bị

mạng. Kết nối là điều dễ dàng đạt được nhưng tính hiệu quả lại là một khái niệm mơ hồ. Trên thực tế, chỉ có hai loại tín hiệu trong mạch: tín hiệu số và tín hiệu analog. Đối với các mạch kỹ thuật số, cần đảm bảo đủ khả năng chịu nhiễu, trong khi đối với tín hiệu tương tự, phải đạt được mức suy hao bằng 0 càng nhiều càng tốt.

2. Trước khi nối dây, thông thường cần phải hiểu toàn bộ thiết kế của bảng mạch in, nghĩa là sắp xếp tất cả các lớp nối dây thành: lớp nối dây tối ưu và lớp nối dây dưới mức tối ưu...., Lớp nối dây tối ưu, dùng để chỉ lớp nối đất hoàn chỉnh liền kề, thường được sử dụng để đặt các tín hiệu quan trọng (bao gồm tất cả các tín hiệu trong DDR, tín hiệu vi sai, tín hiệu tương tự, v.v.). Các tín hiệu khác (I2C, UART, SPI, GPIO) đi qua các lớp khác và đảm bảo rằng chỉ các tín hiệu liên quan của mạch đó (chẳng hạn như DDR, cổng mạng, v.v.) mới tồn tại trong các trường quan trọng.

3. Trong hệ thống dây tín hiệu tốc độ cao, cần phải xem xét sự phản xạ, nhiễu xuyên âm, khả năng tương thích điện từ và các vấn đề khác, do đó, nói chung cần phải kết hợp trở kháng, chẳng hạn như đường đơn 50R, đường vi sai 100R, v.v. Thiết kế thực tế phải chiếm ưu thế ( nguyên tắc là đảm bảo trở kháng bằng nhau và liên tục). Trao đổi chéo chủ yếu xem xét nguyên tắc 3W/2W, xử lý nối đất nhóm, v.v.

4. Nguồn điện và mạch điện trước tiên phải đảm bảo đủ khả năng chịu tải, tức là toàn bộ mạch nguồn phải dày và ngắn nhất có thể. Từ góc độ tương thích điện từ, tiếng vang được gọi là vòng lặp, tạo thành ăng-ten vòng lặp và tỏa ra bên ngoài, từ đó giảm thiểu diện tích vòng lặp càng nhiều càng tốt.

Nối đất

1. Nối đất và thiết kế nối đất rất quan trọng trong thiết kế bảng mạch in, vì nối đất là mặt phẳng tham chiếu quan trọng. Nếu thiết kế lớp nối đất có vấn đề thì các tín hiệu khác không thể ổn định được.

2. Thông thường, chúng ta có thể chia thành nối đất khung gầm và nối đất hệ thống. Đúng như tên gọi, nối đất khung gầm là nối đất cho kết nối tấm kim loại của sản phẩm và nối đất hệ thống là mặt phẳng tham chiếu cho toàn bộ hệ thống mạch.

3. Nguyên lý thực tế của hệ thống và tủ nói chung là tủ được chia thành nối đất và hệ thống, sau đó được kết nối với tụ điện cao áp thông qua hạt từ tính hoặc kết nối đa điểm.

4. Về hệ thống: Về mặt chức năng, nó được chia thành nguồn kỹ thuật số, analog và nguồn. (Luôn luôn có tranh luận về việc phân chia đất đai. Tôi đến từ đây.)

Thứ nhất, với cách bố trí rất hợp lý, tôi tin rằng đất có thể chia được. Ý nghĩa của cách bố trí rất hợp lý, tức là vùng digital chỉ có tín hiệu số, vùng analog chỉ có tín hiệu analog, vùng nguồn chỉ có tín hiệu nguồn và bên dưới có lớp nối đất hoàn chỉnh. Bởi vì dòng điện và dòng điện rất giống nhau nên cả hai đều chảy xuống dưới và có lớp nối đất hoàn chỉnh bên dưới. Vì vậy, dựa trên nguyên tắc ngắn nhất và thấp nhất, chúng chảy thẳng xuống dưới mà không thoát đi nơi khác.

Tuy nhiên, trong một số trường hợp, nó không lý tưởng và có một số nút giao thông ở các khu vực khác nhau. Tại thời điểm này, người ta thường chọn một điểm hiểu biết duy nhất và sử dụng điện trở 0R (không nên sử dụng hạt từ tính vì chúng có tác dụng lọc ở tần số cao). Điện trở nằm ở khu vực có giao lộ dày đặc nhất và diện tích dòng chảy nhỏ nhất.