ハイレイヤーPCB、作業原則と回路基板の図

Dec 17, 2024 ご伝言

PCBボード電子コンポーネントが配置され、配線がある印刷回路基板です。銅メッキ基板上に腐食防止ワイヤを印刷し、ワイヤーをエッチングしてすすぎます。回路基板の動作原理は、基質の断熱材を使用して表面の銅箔の導電層を分離し、設計されたルートに沿ってさまざまなコンポーネントを介して伝播し、操作などの機能を達成できるようにすることです。増幅、減衰、変調、復調、およびエンコーディング。

 

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1、コンデンサに関連する知識:

アルミニウム電解コンデンサは、大容量と高定格電圧を持っていますが、作業温度環境への適応性が低いため、低周波フィルタリングアプリケーションに適しています。

タンタルコンデンサは、温度特性が良好で、ESRが低く、ESLが低く、高周波フィルタリング特性が良好ですが、サージ電流に耐える能力は良くありません。それらは通常、使用するために50%以上の断層で設計されています。

セラミックコンデンサには、小型、低価格、良好な安定性などの利点があります。電源の高周波フィルタリングに広く使用されており、静電容量が少ない。大容量のコンデンサが必要な場合、他のタイプのコンデンサを考慮する必要があります。

 

コンデンサのデカップリングには、半径の分離の問題があります。コンデンサとパッケージが小さいほど、分離半径が小さくなります。 PCBレイアウトでは、小さなパッケージとコンデンサによる電源の効果的なデカップリングを確保するために、コンデンサはデカップリング電源ピンにできるだけ近くに配置する必要があります。静電容量値とパッケージが大きいほど、分離半径が大きくなり、電源をより大きな領域で効果的に切り離すことができます。大きなパッケージと高価値の分離コンデンサをレイアウトする場合、複数の電源ピンのデカップリングを同時に制御することができます。

 

2。インダクタンス関連知識:

回路設計のインダクタンスの特性には、主に以下が含まれます。高周波高調波の除外、DCの通過、ACのブロック。電流の変化を妨げ、デバイス動作電流の安定性を維持します。

インダクタを選択するときにチェックする必要があるインダクタンスパラメーターには、インダクタンス値、DC抵抗、定格電流、および自己共振周波数(Q値が最も高い周波数)が含まれます。

インダクタンス値が大きいほど、対応するDC抵抗が高くなります。インダクタンス値が大きいほど、対応する共振周波数が低くなります。インダクタンス値が大きいほど、対応する定格電流が小さくなります。

 

3。磁気ビーズの知識:

磁気ビーズは、高周波ノイズと信号および送電線のスパイク干渉を抑制するように特異的に設計されているが、静電パルスを吸収する能力も持っている。

ターニングポイント周波数の下では、磁気ビーズは感度を示し、ノイズを反映します。ターニングポイント周波数を超えると、磁気ビーズは抵抗を示し、ノイズを吸収し、それを熱エネルギーに変換します。

 

インダクタと磁気ビーズの違い:

(1)ノイズに対処する方法は異なります。インダクタンスと容量は、LCローパスフィルタリング回路を形成します。コンデンサは、インダクタと地面の間に低いインピーダンス経路を確立し、低インピーダンス経路を介して高周波ノイズを地上平面に導くことができます。 LCローパスフィルタリング回路では、インダクタはそれを扱うときに根本的にノイズを除去しません。ノイズの磁気ビーズの処理方法は、低周波数では磁気ビーズが誘導性があり、ノイズを反射することですが、高周波数では抵抗特性が主な特徴であることです。磁気ビーズの抵抗は高周波ノイズを吸収し、それを熱エネルギーに変換し、根本的にノイズを排除できます。

(2)それ自体に有害な影響を及ぼしますか。 LCフィルター回路がインダクタンスと容量で構成されている場合、LCはエネルギー貯蔵成分であるという事実により、両方とも自己励起が発生する可能性があり、回路に影響を与える可能性があります。磁気ビーズは、自己励起されず、回路に影響を与えないエネルギー消費コンポーネントです。ノイズをもたらす効果。

(3)フィルタリングの周波数範囲はさまざまです。低周波数範囲でインダクタンスが50MHzを超えない場合、適切なフィルタリング特性があります。周波数が高い場合、フィルタリング効果は良くありません。また、磁気ビーズは抵抗特性を使用して高周波ノイズを吸収し、磁気ビーズよりもはるかに大きい周波数範囲を除外します。

(4)デバイスのDC電圧ドロップは異なります。インダクタと磁気ビーズの両方にDC耐性があります。同じレベルのフィルターの場合、磁気ビーズのDC抵抗はインダクタのDC抵抗よりも小さく、磁気ビーズの電圧低下も同じレベルのインダクタの電圧低下よりも小さくなります。

 

4。静電放電

PCBを設計する場合、ESD保護を考慮する必要があり、配線は水平方向と垂直方向の両方に従う必要があります。スペースが許せば、配線はできるだけ厚くする必要があります。 PCBのエッジに、クロック信号、リセット信号などのノイズに敏感な信号を配置しないでください。 PCBが複数のレイヤーで構成されている場合、敏感なトレースには可能な限り適切な基準接地面を持つ必要があります。フィルター、オプトカプラー、弱い信号ルーティングなどの場合、ルーティング間隔を可能な限り増やす必要があります。長距離トレースをフィルタリングする必要があります。 ESDに対する保護によると、シールドカバーを適切に追加する必要があります。

 

ESDインターフェイスと保護は、次の設計ルールに従うことができます。

(1)電源における稲妻保護コンポーネントの一般的な配置順序は、バリスタ、ヒューズ、抑制ダイオード、EMIフィルター、インダクタ、または共通モードインダクタです。上記のコンポーネントのいずれかが回路図に欠落している場合、レイアウトはそれに応じて延期されます。

(2)インターフェイス信号保護デバイスの一般的な配置順序は、ESD(TVSチューブ)、分離トランス、共通モードインダクタ、コンデンサ、抵抗器です。上記のコンポーネントのいずれかが回路図に欠落している場合、レイアウトは延期されます。

(3)概略図のシーケンスに厳密に従ってください。最前線」アレンジメント

(4)レベル変換チップは、コネクタの近くに配置する必要があります。

(5)NMOSやCMOSデバイスなどのESD干渉の影響を受けやすいデバイスは、ESD干渉の影響を受けやすい領域(単一のボードの端など)から可能な限り遠く離れている必要があります。

(6)サージ抑制装置(TVSチューブ、バリスト)に対応する信号線は、短く、粗い表面(通常は10ミルを超える距離)である必要があります。

(7)異なるインターフェイス間の配線は明確であり、互いに交差しないでください。インターフェイスケーブルと接続された保護フィルタリングデバイス間の距離は、できるだけ短くする必要があります。インターフェイスケーブルは、チップを受信する信号に到達する前に、保護装置またはフィルタリングデバイスを通過する必要があります。

(8)インターフェイスデバイスの固定穴は保護地に接続する必要があり、ハウジングに接続された位置決め穴とレンチを直接接続する必要があります。

(9)トランス、オプトカプラー、およびその他のデバイスの入力および出力信号を分離する必要があります。

 

5。PCB熱散逸治療

熱発生の高い一部のデバイスには、通常、熱散逸パッドが専用のデバイスがあり、適切なVIAを熱散逸パッドに追加する必要があります。

 

6。PCBボードフレーム

内側の平面上のレイアウト、配線、または銅メッキのいずれであっても、ボードフレームに比べて特定の距離を後退させる必要があります。収縮空洞のサイズは、設計要件に従って選択できます。特に指定されていない限り、銅を貼り付ける場合、対応するボードフレームは0。 mmはそれを行うことができます。

 

aの4層ボード設計、中央の2層が電力層と接地層である場合、電磁放射を減らすためにインデントを設定する必要があります。

 

実際のPCB設計では、主にマイクロストリップラインとストリップラインの2種類のルーティングモデルがあります。マイクロストリップラインは、回路基板の上または下層を走る信号線であり、ストリップラインは、回路基板の内側の層を走る信号線です。

蛇行系統は、信号の品質を損傷し、伝送遅延を変える可能性があるため、配線中に可能な限り回避する必要があります。ただし、実際の設計では、信号に十分な保持時間があることを確認するため、または同じシグナルのセット間の時間オフセットを短縮するためには、多くの場合、意図的な巻線が必要です。信号が蛇行ラインに送信されると、微分モードの形の平行セグメント間で結合が発生します。 Sが小さくなるほど、LPが大きくなり、結合度が大きくなり、伝送遅延が減少し、信号の品質が大幅に低下する可能性があります。

 

蛇紋岩のラインを処理するためのいくつかの提案:

(1)平行線セグメント間の距離を可能な限り増加させようとします。これは、少なくとも3時間を超えています。ここで、Hは信号線から基準面までの距離を指します。簡単に言えば、それは大きなターンをすることを意味します。 Sが十分に大きい限り、相互結合効果はほぼ完全に回避できます。

(2)結合長LPを減らします。ダブルLP遅延が信号の上昇時間に近づくか、それを超えると、結果として生じるクロストークは飽和に達します。

(3)ストリップラインまたは埋められたマイクロストリップラインの蛇紋岩ラインによって引き起こされる信号伝送遅延は、マイクロストリップラインのそれよりも小さい。理論的には、ストリップラインは、異なるモードのクロストークのために伝送速度に影響しません。

(4)高速で厳格なタイミング要件を持つ信号線の場合、特に小さな地域では、蛇紋岩の線に従わないようにしてください。

(5)スペースが許せば、蛇行した角度の角度を使用して、相互の結合を効果的に減らすことができます。

(6)in高速PCBデザイン、蛇紋岩のラインにはフィルタリングや干渉防止機能がなく、信号の品質を低下させるだけであるため、タイミングマッチングにのみ使用され、他の目的はありません。

(7)時々、スパイラルルーティングを巻線に検討することができ、シミュレーションはその効果が通常の蛇行ルーティングよりも優れていることを示しています。

(8)蛇紋岩線の角度は45度です。コーナーまたはフィレット。

 

最も基本的なPCB回路基板では、部品は基本的に片側にグループ化され、ワイヤは反対側にグループ化されています。このPCBは、ワイヤーが片側にのみ存在するため、単一のパネルと呼ばれます。複数のレイヤーにワイヤがあるマルチレイヤーボードには、2つの層間の正しい回路接続が必要です。サーキット間の橋はViaと呼ばれます。回路基板の基本設計プロセスは、次の4つのステップに分けることができます。

(1)回路概略設計 - 回路概略設計は、主に概略図を使用して概略図を描画します。

(2)ネットワークレポート&dash&mdashを生成します。ネットワークレポート:回路のさまざまなコンポーネントの回路原理と接続関係を表示します。これは、概略設計と回路基板の設計の間の橋とリンクです。回路回路図のネットワークレポートを通じて、コンポーネント間の接続をすぐに見つけることができ、将来のPCB設計に便利さを提供します。

(3)印刷回路基板の設計 - 印刷回路基板の設計は、通常、PCB設計と呼ばれるものであり、回路概略図の最終的な形式です。この設計は、回路概略図を設計するよりも困難です。強力なデザイン機能を使用して、デザインのこの部分を完成させることができます。

(4)プリント回路基板レポート&dash&mdashを生成します。印刷回路基板の設計が完了した後、レポートを生成するための最後のプロセスが1つあります。回路基板情報レポート、PINレポート、ネットワークステータスレポートなど、最終的に回路図を印刷します。