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PCB技術

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10PCBレイアウトと配線スキル
2020-09-12
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Author:Dag      Share

現在、PCB自動レイアウトとルーティングを実現できるソフトウェアはたくさんありますが。ただし、信号周波数の継続的な改善に伴い、エンジニアは、設計を完璧にするために、PCBのレイアウトと配線の基本原理とスキルを理解する必要があることがよくあります。

プリント基板レイアウト




以下では、PCBのレイアウトとルーティングの基本原則と設計スキルについて説明し、PCBのレイアウトとルーティングに関する難しい質問に質問と回答の形で回答します。


1.高周波信号を配線する場合、どのような問題に注意する必要がありますか?


1.信号線のインピーダンス整合;


2.他の信号線からのスペースの分離。


3.デジタル高周波信号の場合、差動ラインの効果はより優れています。


2.ボードを配布するときに、ワイヤが密集している場合は、ビアが増える可能性があります。もちろん、ボードの電気的性能は影響を受けます。ボードの電気的性能を向上させる方法は?


低周波信号の場合、ビアは関係ありません。高周波信号は、ビアを減らすために可能な限り重要です。線が多い場合は、多層基板を検討できます。


3.ボードに追加するデカップリングコンデンサが多いほど良いですか?


デカップリング容量は正しい位置に追加する必要があります。たとえば、アナログデバイスの電源ポートに追加され、さまざまな周波数の浮遊信号をフィルターで除去するには、さまざまな静電容量値が必要です。


4.良いボードの基準は何ですか?


合理的なレイアウト、電力線の十分な電力冗長性、高周波インピーダンス、および単純な低周波配線。


5.信号差に対するスルーホールとブラインドホールの影響は何ですか?アプリケーションの原則は何ですか?


止まり穴または埋め込み穴は、多層基板の密度を高め、層の数とプレート表面のサイズを減らし、メッキされた貫通穴の数を大幅に減らすための効果的な方法です。しかし、それに比べて、スルーホールは技術的に実現しやすく、低コストであるため、一般的に設計に使用されます。


6.アナログ-デジタルハイブリッドシステムに関しては、電気層を分割し、グランドプレーンを銅で覆う必要があると提案する人もいます。電気層を分割することを提案する人もいます。電源の端には別のグランドを接続する必要がありますが、信号のリターンパスは遠くになります。特定のアプリケーションに適切な方法を選択するにはどうすればよいですか?


20MHzを超える高周波信号線があり、長さと数が比較的大きい場合、このアナログ高周波信号を提供するには、少なくとも2つの層が必要です。信号線の層、大面積の層、および信号線の層は、地面まで十分に掘削する必要があります。目的は次のとおりです。


1.アナログ信号の場合、これにより完全な伝送媒体とインピーダンス整合が提供されます。


2.グランドプレーンは、アナログ信号を他のデジタル信号から分離します。


3.ビアをたくさん開けて、地面が大きな平面であるため、接地回路は十分に小さいです。


7.回路基板では、信号入力プラグインはPCBの左側にあり、MCUは右側にあります。レイアウトでは、電圧安定化電源チップをコネクタの近くに配置するか(パワーIC出力5Vが長いパスを通過してMCUに到達する)、またはパワーICを中央の右側に配置する必要があります(出力パワーICの5VラインはMCUに到達すると短くなりますが、入力パワーラインはPCBボードの長い部分を通過します))?またはより良いレイアウト?


まず第一に、あなたのいわゆる信号入力プラグインはアナログデバイスですか?アナログデバイスの場合は、電源レイアウトがアナログ部品のシグナルインテグリティに影響を与えないようにすることをお勧めします。


(1)まず、安定化電源チップがリップルの少ないクリーンな電源かどうか


(2)アナログ部分とMCUが1つの電源であるかどうかにかかわらず、高回路の設計では、アナログ部分とデジタル部分の電源を分離することをお勧めします。


(3)アナログ回路への影響を最小限に抑えるために、電源のデジタル部分を考慮する必要があります。


8.高速信号リンクのアプリケーションでは、複数のASIC用のアナログおよびデジタルグランドがあります。地上分割を採用すべきかどうか?既存の基準は何ですか?どちらが良いですか?


これまでのところ、結論はありません。一般的には、チップのマニュアルを参照することができます。すべてのADIハイブリッドチップのマニュアルでは、接地方式が推奨されており、一部は公共の接地であり、一部は絶縁されています。チップの設計によります。


9.同じ長さの線をいつ考慮する必要がありますか?同じ長さのワイヤーの使用を検討したい場合、2本の信号線の長さの差は?計算方法は?


差線計算のアイデア:正弦波信号を送信する場合、長さの差はその送信波長の半分に等しく、位相差は180度であるため、2つの信号は完全にオフセットされます。したがって、ここでの長さの違いは値です。類推により、信号線の差はこの値より小さくなければなりません。


10.高速蛇行ルーティングにはどのような状況が適していますか?欠点は何ですか?たとえば、差動配線の場合、2つのグループの信号が直交している必要がありますか?