PCB'ler ve güç bağlantılarının tasarımı

Şimdi birkaç PCB tasarladım, ama asla iyi uygulamalara çok fazla düşünmedim. Bunlar küçük tahtalardı ve vurgunun çoğu sadece bağlanması gereken her şeyin birbirine bağlı olduğundan emin olmaktı.

Şimdi iyi tasarlanmış tahtalar yapmak konusunda daha ciddi olmak istiyorum. Mevcut projemi iyi görünümlü bir düzen bulmaya çalışarak defalarca tasarladım ve yeniden tasarladım.

Bu proje, 16Mhz kristal üzerinde çalışan ATXMega256 mCU, toplam 60 bileşen ve 7 veya 8'i IC'dir.

Bir sonraki yeniden tasarımım için, "Manhattan Routing" i en azından her yöne giden çılgın izlerle uğraşmaya çalışmayı planlıyorum - ama bu biraz konu dışı.

En çok karşılaştığım sorun, her IC'ye güç sağlamak için uygun bir yöntem anlamaktır. Normalde, onları papatya dizimi yapardım ama bunun kötü bir uygulama olduğu söyleniyor.

İşte besleme gücü ile ilgili sorularım

1. Tüm IC'lerin doğrudan regülatöre bağlandığı "Yıldız Yapılandırması" nı duydum, ancak bunun gerçek bir yaşam örneğini görmedim, bu yüzden bunu projelerime nasıl tasarlayacağımdan emin değilim. Aklımdaki bir pedden çıkan izlerin dağınıklığı gibi geliyor. İyi tasarlanmış bir Yıldız Yapılandırması örneği gönderebilir misiniz?

2. Yıldız konfigürasyonunu bir güç düzleminin aksine güç kullanmanın bazı avantajları ve dezavantajları olurdu, gücün bir düzlemde her yerde olduğu açıktır.

3. Ne zaman bir 2 katmanlı tahtada yaygın olmadığını duydum gibi, özellikle 2 katmanlı bir tahta için VCC için bir uçak kullanmak için sorun değil mi?

4. Bir güç düzlemi kullanmamalıyım, bu da birbirini geçmesi gereken izler durumunda daha iyidir: GPIO için via'lar veya power için via'lar kullanmak?

5. 2 katmanlı bir tahta üzerinde bir güç düzlemi kullanmak uygunsa, VCC üst katman veya altta olmalı, tabii ki bir Kara uçağım da olurdu.

Bu sorulara bir kazan / kazan cevabı olmadığını biliyorum, çünkü her proje farklı olacak ve farklı planlama gerektirecek, ancak arkasındaki temel kavramın insanların takip etmesi gereken evrensel olduğunu düşünüyorum. Kuralları yıkabilmeniz için kuralları bilmeniz gerekir.

Ayrıca, bu soruların çevrimiçi tartışmanın kapsamı dışında olabileceğinin farkındayım, ancak beni doğru yöne itmeye yardımcı olabilecek daha genel cevaplar arıyorum.

Texas Instruments tarafından Azaltılmış EMI için PCB Tasarım Yönergeleri'ne bakmanızı tavsiye ederim .

EMI'yi azaltmaya odaklanmış olsa da, "Manhattan Yönlendirme" dışındaki tüm sorularınıza tavsiye veya cevaplar sunar.

Bölüm 2.1 (yaklaşık 12 sayfa) Toprak ve güçle ilgilidir. Bu yararlı bölümleri içerir:

2.1.7 Dört Katmanlı Kartlar İçin Güç Düzlemi Yapılması ve Yapılmaması Gerekenler
2.2.1 Tek Noktalı ve Çok Noktalı Dağıtım
2.2.2 Yıldız Dağıtım
2.2.3 Düzlem Oluşturma Izgarası

2 katmanlı bir kart kullanarak 4 katmanlı PCB EMI performansının nasıl elde edileceğini gösterir. EMI'yi azaltmanın bir parçası, iyi bir güç ve topraklama yönlendirmesi ve ayırması olmasını sağlamaktır.

Bu kesinlikle bir cevap değil - kesin bir cevap mı yoksa sadece insanların fikirleri mi bilmiyorum. Yorum yapmak için çok uzun, bu yüzden bana dava aç.

Dediğim gibi, bu gerçekten bir cevap değil, sadece düzenimi ve rotamı nasıl yapıyorum - ne kadar "doğru" veya ne kadar "uygun" olduğunu bilmiyorum, ama Çalışıyor Benim İçin ™.

Manhattan yönlendirme, hoş olsa da, her zaman cevap değildir. Bir çeşit melez Manhattan kullanıyorum - çoğu zaman yukarı / aşağı ve sol / sağ, ancak her zaman değil - tam olarak duruma bağlıdır. İz yönüne indirgeme yoluyla yerleştiriyorum - sol / sağ düzlemde biraz yukarı / aşağı yapabilir ve 2 vias ihtiyacını kaldırabilirsem o zaman yapacağım.

Güç gelince - Döngüler ve yarı yıldız kullanma eğilimindeyim. Sonunda döngüler olan bir yıldız olarak düşünün. Özellikle bir çipin 5 veya 6 güç pimi varsa, çipin güç izi tüm pimlerin etrafında bir döngü oluşturur ve başlangıca geri döner. Aynı fiş grupları için de geçerlidir. Her zaman regülatöre / güç devresine geri gitmezler, ancak daha sonra regülatöre geri giden daha düşük empedanslı bir "gövde" izine geri dönerler.

Güç veya IO mu? Bu, güce ve ES'ye bağlıdır. Vyalar artan endüktans ve direnç sağlar. Güçte çok fazla vias aşırı voltaj düşmesine neden olabilir veya akım kullanma kapasitesini azaltabilir. G / Ç üzerinde çok fazla yol, çalışabileceğiniz maksimum saat hızlarını ve veri hızlarını azaltabilir ve ayrıca EMI emisyonlarını artırabilir. Genel olarak, güç üzerindeki viyallerin mutlak minimumda tutulmasını tercih ediyorum. Bu amaçla genellikle güç izlerini her şeyden önce düzenlerim.

2 katmanlı bir tahta üzerinde bir güç düzlemine sahip olmanız gerekiyorsa (biri için asla yapmam - zemin uçakları, evet, ancak güç uçakları değil) Bence en iyisi en iyisi. Çünkü daha sonra altta olacak yer düzlemi normalde şasiye bitişik olacaktır - ve eğer metal ve topraklanmışsa, zemin zeminin yanındadır ve kötü şortlara neden olamaz. Toprağın yanındaki güç şortlara neden olabilir.