PCB 레이아웃을 할 때 신호 간섭, 열분 dissipaty의 열과 엉망인 라우팅에 항상 낙담?모든 종류의 레이아웃 문제를 쉽게 처리할 수 있습니다.오늘 우리는 9가지 매우 실용적인 하이브리드 PCB 레이아웃 방법을 수집했습니다.초보자가 빨리 시작할 수 있도록!

I. 부품 배치: "규칙"을 따르고 구성 요소를 올바르게 배치하고 오차를 피하십시오.

잘못된 구성 요소 배치는 모든 후속 라우팅을 쓸모없게 만들 것입니다! 구성 요소를 배치 할 때, 당신은 스케마에 신호 경로를 따라하지만 이 5가지 원칙을 기억해야 합니다.:

• 전원 공급 장치는 안정적인 전원 공급을 보장하기 위해 분리 설계로 컴팩트하게 그룹화되어야합니다.
• 분리 콘덴서는 전류 회로를 단축하고 소음을 줄이기 위해 구성 요소 근처에 배치해야합니다.
• 커넥터는 원자력 영역을 차지하지 않고 외부 장치의 연결을 용이하게 하기 위해 보드 가장자리에 바로 배치되어야 합니다.
• 고주파 구성 요소는 신호 손상 방지 위해 계획적 흐름에 따라 엄격하게 배치되어야합니다.
• 프로세서, 시계 생성기, 대형 저장 장치 및 다른 "핵 구성 요소"는 주변 회로에 쉽게 연결되도록 보드의 중앙에 배치되어야합니다.

II. 아날로그 + 디지털 모듈: 별도의 레이아웃, 간섭 없이
아날로그 신호 와 디지털 신호 는 종종 상반 되어 있다. 공유 지역 은 서로 간섭 을 쉽게 초래할 수 있으며, 그 결과 회로 성능 이 떨어질 수 있다! 올바른 접근 방식 은 둘 을 완전히 분리 하는 것 이다.중요한 점은 여기 있습니다.:

• 정밀 부품 (강장기와 참조 전압 소스 등) 을 아날로그 평면에 배치하고, 디지털 평면을 논리 제어, 타이밍 블록 및 기타 "고소음 부품"에 전용한다.
• ADC (아날로그-디지털 변환기) 와 DAC (디지털-아날로그 변환기) 는 혼합 신호를 처리하므로, 이를 아날로그 부품으로 취급하는 것이 더 신뢰성 있다.
• 고전류 ADC/DAC 디자인은 아날로그 및 디지털 전원 공급 장치 (디지털 섹션에 연결된 DVDD, 아날로그 섹션에 연결된 AVCC) 가 분리되어 있어야 합니다.
• 마이크로프로세서 와 마이크로컨트롤러는 상당한 열을 발생, 그래서 회로 보드 중앙에 위치하고 연결 된 회로 블록 근처에 더 효율적인 열 분산을 초래할 것입니다.

III. 경로: 가장 짧고 가장 직선적 인 경로 를 택하고, 이 함정 들 을 피 하라

구성 요소가 배치된 후, 라우팅은 "신호 채널을 구축하는 것"입니다.

• 신호 경로가 짧고 곧게 갈수록 더 좋고 지연과 간섭을 줄입니다.
• 고속 신호 계층 옆에 지상 평면이 배치되어 신호가 정상적으로 돌아오는 것을 보장해야 합니다.
• 고속 회로는 시그널 경로 계획에 따라 엄격하게 경로를 지정해야 하며 임의로 변경할 수 없습니다.
• 인덕턴스를 줄이기 위해 짧은 직선 및 넓은 전원 공급 흔적을 사용하십시오.
• 추가 간섭을 피하기 위해 흔적과 비아스를 "안테나 모양"으로 만드는 것을 피합니다.
• 디지털 회로와 아날로그 회로 흔적을 격리하여 교차하거나 중복하지 않도록 유지한다.
• 디지털 및 아날로그 영역을 연결하는 지착 경로에 특별한 주의를 기울여야 합니다.
• 시그널 손실을 줄이는 동시에 경로를 단순화하여 프로세스 전반에 걸쳐 불필요한 도로를 피하십시오.

IV. 전원 공급 모듈: 근접 전원 공급 + 격리 설계

전원 공급 장치 는 회로 의 "심"이며, 부적절 한 배치 는 쉽게 전체적 인 고장 에 이르게 할 수 있다. 두 가지 핵심 점 이 있다.

• 전원 공급 모듈은 소음 전파를 방지하기 위해 전원 공급 부품에 가깝게 위치하고 다른 회로로부터 격리되어야 합니다.
• 여러 개의 전원 공급 핀을 가진 복잡한 장치의 경우, 아날로그 및 디지털 섹션 모두에 전원 공급 모듈을 사용하여 아날로그 신호에 대한 디지털 노이즈 간섭을 완전히 제거합니다.
• 전력 선은 "단기, 직선, 넓은"원리를 따라 인덕턴스 및 전류 제한을 줄여야 더 안정적인 전력 공급을 얻을 수 있습니다.

V. 분리 설계: 장치 성능을 극대화하기 위해 소음 낮은 환경을 만드는

단속의 핵심은 "전력 공급 소음 필터링"이다. 전력 공급 거부 비율 (PSRR) 은 장치 성능을 직접 결정한다.

• ** 결합 콘덴시터: 낮은 인덕텐스 세라믹 콘덴시터는 고주파 소음을 필터, 전해질 콘덴시터는 낮은 주파수 소음을 필터하기 위해 "전하 저장소"로 작용합니다.그리고 페리트 구슬을 선택하여 고립을 강화할 수 있습니다.;
• ** 단축 콘덴서들을 장치의 전원 공급 핀 근처에 배치하고, 일련 인덕턴스를 줄이기 위해 짧은 흔적이나 비아를 사용하여 저저저항역의 지상 평면으로 연결한다.
• ** 여러 출력이 동시에 전환할 때 장치 불안정을 방지하기 위해 작은 콘덴서 (0.01μF-0.1μF) 를 전원 공급 핀 옆에 배치하십시오.
• ** 일렉트로리틱 콘덴서 (10μF-100μF) 를 전원 공급 핀에서 1인치 이상 떨어져 보관하십시오. 너무 멀리 떨어져서 필터링 성능에 영향을 줄 것입니다.
• ** 분리 콘덴서들은 장치의 GND 핀 옆에 있는 T 모양의 지상 평면으로 연결될 수 있어 추가적인 배선 없이 프로세스를 단순화한다.

VI. PCB 계층: 미리 계층을 계획하고 반환 경로를 최적화

라우팅 전에 레이어링 스키마를 결정한다. 그렇지 않으면 신호 반환 경로에 영향을 미칠 것이다. 다른 레이어 번호는 다른 설계 고려사항을 요구한다:

• 고성능 데이터 획득 시스템은 4층 또는 더 높은 PCB를 우선적으로 사용해야 합니다. 이중층 보드는 간단한 회로에 적합합니다.
• 전형적인 4층 보드 레이아웃: 상층 (디지털/애날로그 신호), 두 번째 층 (기초층, IR 전압 하락을 줄이고 신호를 보호), 세 번째 층 (전력 층),하층 (보조 신호);
• 전력층과 지상층은 밀접하게 인접해 있어야 하며, 고주파 단절을 달성하기 위해 간층 용량을 이용해야 한다.
• 다층 보드는 블라인드 비아와 묻힌 비아를 사용하여 층을 연결하여 표면 추적 공간을 줄이고 레이아웃을 더 깨끗하게 만들 수 있습니다.

VII. PCB 구리 저항: 오류 를 줄이기 위해 올바른 구리 두께 를 선택
구리 흔적 은 회로 간 연결 및 지상 평면 의 핵심 이다. 과도 한 저항 은 신호 오류 로 이어질 수 있다. 다음 점 들 을 기억 하라:

• 표준 PCB는 구리 1 온스를 사용합니다. 고전력 섹션은 구리 2 온스 또는 3 온스를 사용합니다 ( 구리의 저항성은 25 °C에서 1.724 × 10−6 Ω/cm입니다.)
• 1온스 구리 필름의 두께는 대략 0.036mm이며, 저항은 0.48mΩ/제곱입니다. 예를 들어 0.25mm 폭의 흔적은 저항은 대략 19mΩ/cm입니다.
• 낮은 임피던스 정밀 회로 (16비트 ADC 같은 경우), 추가 오류를 도입하지 않도록 구리 흔적 저항에주의를 기울여야 합니다.흔적을 넓히거나 필요한 경우 구리 두께를 증가.

VIII. 지상 설계: 두 가지 옵션, 필요에 따라 선택

지지는 간섭을 억제하는 데 매우 중요합니다. 올바른 옵션을 선택하는 것은 다른 시스템에 중요합니다. 두 가지 주요 방법이 자세히 설명됩니다.

1. 단일 지상 계층 (저 디지털 전류 ADC/DAC 시스템에 권장)

• 단 하나의 단단한 바닥 층을 사용하면 복귀 전류가 혼합 신호 간섭을 피하는 최소한의 저항 경로를 따라갈 수 있습니다.
• 낮은 주파수 반전 전류는 장치의 지상 참조선을 따라 흐르며, 높은 주파수 반전 전류는 신호 경로를 따라 흐르며 루프 간섭을 줄입니다.

2독립적인 아날로그 지상 + 디지털 지상 (복합적인 고전류 시스템에 권장)

• 지상층을 아날로그 지상과 디지털 지상으로 나누고, "별 지상"을 통해 연결합니다 (교차점은 별 지상입니다), 둘 다에 대한 일관된 참조 수준을 보장합니다.
• 혼합 신호 장치의 AGND 핀은 아날로그 지상과 연결되고 DGND 핀은 디지털 지상과 연결되어 고소음 디지털 전류를 격리합니다.
• 다층 PCB는 AGND 및 DGND 평면 사이의 완전한 격리를 보장해야 하며 중복이 허용되지 않습니다.

Ⅸ전자기 간섭 차단: 외부 간섭을 제거하기 위해 패러데이 케이지를 만듭니다.

내부 간섭을 해결한 후 외부의 전자기 간섭 (EMI) 으로부터 보호해야 합니다.그리고 부품 고장이 발생할 수 있습니다.여기 몇 가지 보호기술이 있습니다.

• "파라데이 케이지"를 만들기 위해 충분한 금속 방패를 사용하여 6쪽 모두에서 회로를 완전히 덮고 최적의 방패를 위해 지상 평면으로 연결하십시오.
• 보호 장치 설계는 열 분산 요구 사항 및 예비 신호 입력 / 출력 채널을 고려해야합니다. 보호 장치는 정상적인 회로 작동을 방해하지 않아야합니다.
• 고 주파수, 고 간섭 환경의 경우, 보호층은 "보호 격차"를 피하기 위해 원활한 연결을 보장해야합니다.

이 9개의 하이브리드 PCB 레이아웃 기술을 익히세요. 초보자든 경험이 많은 PCB 최적화자든 다양한 레이아웃 과제를 쉽게 처리할 수 있습니다.회로 안정성 및 성능을 직접 두 배로 증가시킵니다.!