Nan konsepsyon PCB, poukisa se diferans ki genyen ant sikwi analòg ak sikwi dijital tèlman gwo?

Nimewo a nan konsèpteur dijital ak dijital sikwi ekspè konsepsyon tablo nan jaden an jeni se toujou ap ogmante, ki reflete tandans nan devlopman nan endistri an. Malgre ke anfaz la sou konsepsyon dijital te pote sou devlopman pi gwo nan pwodwi elektwonik, li toujou egziste, epi ap toujou gen kèk desen sikwi ki koòdone ak anviwònman analòg oswa reyèl. Estrateji fil elektrik nan jaden yo analòg ak dijital gen kèk resanblans, men lè ou vle jwenn pi bon rezilta, paske nan diferan estrateji fil elektrik yo, senp sikwi konsepsyon fil elektrik se pa solisyon an pi bon.

Atik sa a diskite resanblans debaz yo ak diferans ki genyen ant analòg ak fil elektrik dijital an tèm de kontoune kondansateur, founiti pou pouvwa, konsepsyon tè, erè vòltaj, ak entèferans elektwomayetik (EMI) ki te koze pa fil elektrik PCB.

Ajoute kontoune oswa decoupling kondansateur sou tablo a sikwi ak ki kote kondansateur sa yo sou tablo a yo se sans komen pou desen dijital ak analòg. Men, enteresan, rezon ki fè yo diferan.

Nan konsepsyon fil elektrik analòg, kondansateur kontoune yo anjeneral itilize kontoune siyal segondè-frekans sou ekipman pou pouvwa a. Si kondansateur kontoune yo pa te ajoute, siyal sa yo wo-frekans ka antre nan bato sansib analòg nan broch yo ekipman pou pouvwa. Anjeneral pale, frekans nan sa yo siyal segondè-frekans depase kapasite nan aparèy analòg yo siprime siyal segondè-frekans. Si kondansateur a kontoune pa itilize nan kous la analòg, bri ka prezante nan chemen an siyal, ak nan ka ki pi grav, li ka menm lakòz Vibration.

Nan analòg ak dijital konsepsyon PCB, kontoune oswa decoupling kondansateur (0.1UF) yo ta dwe mete kòm fèmen nan aparèy la ke posib. Pwovizyon pou pouvwa a decoupling CAPACITOR (10UF) yo ta dwe mete nan antre nan liy pouvwa nan tablo a sikwi. Nan tout ka yo, broch yo nan kondansateur sa yo ta dwe kout.

Sou tablo a sikwi nan Figi 2, wout diferan yo te itilize wout pouvwa a ak fil tè. Akòz sa a koperasyon move, eleman yo elektwonik ak sikui sou tablo a sikwi yo gen plis chans yo dwe sijè a entèferans elektwomayetik.

Nan panèl la sèl nan Figi 3, pouvwa a ak fil tè nan eleman yo sou tablo a sikwi yo fèmen nan chak lòt. Rapò a matche nan liy lan pouvwa ak liy lan tè nan tablo sa a sikwi ki apwopriye jan yo montre nan Figi 2.. Pwobabilite ki genyen pou eleman elektwonik ak sikwi nan tablo a sikwi ke yo te sibi entèferans elektwomayetik (EMI) redwi pa 679/12.8 fwa oswa sou 54 fwa.
　　
Pou aparèy dijital tankou contrôleur ak processeurs, decoupling kondansateur yo tou obligatwa, men pou diferan rezon. Yon fonksyon nan kondansateur sa yo se aji kòm yon "Miniature" bank chaj.

Nan sikui dijital, se yon gwo kantite lajan nan aktyèl anjeneral oblije fè pòtay eta oblije chanje. Depi oblije chanje kouran pasajè yo pwodwi sou chip la pandan oblije chanje ak koule nan tablo a sikwi, li se avantaje yo gen plis "rezèv" chaj yo. Si pa gen ase chaj lè w ap fè aksyon an oblije chanje, vòltaj la ekipman pou pouvwa ap chanje anpil. Twòp chanjman vòltaj pral lakòz nivo siyal dijital la antre nan yon eta ensèten, epi li ka lakòz machin eta a nan aparèy dijital la pou opere mal.

Kouran an commutation ap koule tankou dlo nan tras la tablo sikwi ap lakòz vòltaj la chanje, ak tras la tablo sikwi gen enduktans parazit. Fòmil sa a ka itilize pou kalkile chanjman vòltaj la: V = LDI/DT. Pami yo: v = chanjman vòltaj, l = sikwi tablo enduktans tras, di = aktyèl chanjman nan tras la, dt = tan chanjman aktyèl.
　　
Se poutèt sa, pou plizyè rezon, li se pi bon pou aplike pou kontoune (oswa decoupling) kondansateur nan ekipman pou pouvwa a oswa nan broch yo ekipman pou pouvwa nan aparèy aktif.

Yo ta dwe kòd la pouvwa ak fil tè dwe bat ansanm

Pozisyon nan kòd la pouvwa ak fil la tè yo byen matche diminye posibilite a nan entèferans elektwomayetik. Si liy lan pouvwa ak liy lan tè yo pa byen matche, yo pral yon bouk sistèm dwe fèt ak bri ap gen chans pou yo pwodwi.

Yon egzanp nan yon konsepsyon PCB kote liy lan pouvwa ak liy tè yo pa byen matche yo montre nan Figi 2. Sou tablo sa a sikwi, zòn nan bouk ki fèt se 697cm². Sèvi ak metòd yo montre nan Figi 3, posibilite pou bri emi sou oswa sou tablo a sikwi pwovoke vòltaj nan bouk la ka anpil redwi.

Diferans ki genyen ant analòg ak estrateji fil elektrik dijital

▍ avyon tè a se yon pwoblèm

Konesans debaz la nan fil elektrik tablo sikwi se aplikab a tou de sikwi analòg ak dijital. Yon règ debaz nan gwo pous se sèvi ak yon plan tè san enteripsyon. Sans sa a komen diminye DI/DT (chanjman nan aktyèl ak tan) efè nan sikwi dijital, ki chanje potansyèl la tè ak lakòz bri antre nan sikwi analòg.

Teknik yo fil elektrik pou sikwi dijital ak analòg yo fondamantalman menm bagay la tou, ak yon sèl eksepsyon. Pou sikwi analòg, gen yon lòt pwen pou note, sa vle di, kenbe liy siyal dijital yo ak pasan yo nan plan tè a osi lwen sikwi yo analòg ke posib. Sa a kapab reyalize pa konekte plan an analòg tè a koneksyon an tè sistèm separeman, oswa mete kous la analòg nan fen a byen lwen nan tablo a sikwi, ki se nan fen liy lan. Sa a se fè kenbe entèferans la ekstèn sou chemen an siyal nan yon minimòm.

Pa gen okenn nesesite pou fè sa pou sikui dijital, ki ka tolere anpil bri sou plan tè a san pwoblèm.

Figi 4 (agòch) izole aksyon an oblije chanje dijital soti nan kous la analòg ak separe pati yo dijital ak analòg nan kous la. (Dwa) frekans segondè a ak frekans ki ba yo ta dwe separe kòm anpil ke posib, ak eleman yo frekans segondè yo ta dwe fèmen nan konektè yo tablo sikwi.

Figi 5 Layout de tras fèmen sou PCB a, li fasil pou fòme kapasite parazit. Akòz egzistans sa a kalite kapasite, yon chanjman vòltaj rapid sou yon sèl tras ka jenere yon siyal aktyèl sou lòt tras la.

Figi 6 Si ou pa peye atansyon sou plasman nan tras yo, tras yo nan PCB a ka pwodwi enduktans liy ak enduktans mityèl. Sa a enduktans parazit se trè danjere nan operasyon an nan sikwi ki gen ladan sikwi dijital oblije chanje.

▍Component Location

Kòm mansyone pi wo a, nan chak konsepsyon PCB, pati nan bri nan kous la ak "trankil" pati a (ki pa Peye-bri pati) yo ta dwe separe. Anjeneral pale, sikwi dijital yo "rich" nan bri epi yo sansib a bri (paske sikwi dijital gen yon pi gwo tolerans bri vòltaj); Okontrè, tolerans nan bri vòltaj nan sikwi analòg se pi piti anpil.

Nan de a, sikwi analòg yo ki pi sansib a oblije chanje bri. Nan fil elektrik la nan yon sistèm melanje-siyal, de sikwi sa yo ta dwe separe, jan yo montre nan Figi 4.
　　
▍parasitic konpozan ki te pwodwi pa konsepsyon PCB

De eleman debaz parazit ki ka lakòz pwoblèm yo fasil ki te fòme nan konsepsyon PCB: kapasite parazit ak enduktans parazit.

Lè konsepsyon yon tablo sikwi, mete de tras fèmen nan chak lòt pral jenere kapasite parazit. Ou ka fè sa: sou de kouch diferan, mete yon sèl tras sou tèt lòt tras la; Oswa sou menm kouch la, mete yon sèl tras akote lòt tras la, jan yo montre nan Figi 5.
　　
Nan de konfigirasyon tras sa yo, chanjman nan vòltaj sou tan (DV/DT) sou yon sèl tras ka lakòz aktyèl sou lòt tras la. Si lòt tras la se gwo enpedans, aktyèl la ki te pwodwi pa jaden an elektrik yo pral konvèti nan vòltaj.
　　
Pasaj vòltaj vit pi souvan rive sou bò dijital nan konsepsyon siyal analòg la. Si tras yo ak pasajè vòltaj vit yo fèmen nan tras analòg wo-enpedans, erè sa a pral seryezman afekte presizyon nan kous la analòg. Nan anviwònman sa a, sikwi analòg yo gen de dezavantaj: tolerans bri yo pi ba anpil pase sa ki nan sikwi dijital; ak tras gwo enpedans yo pi komen.
　　
Sèvi ak youn nan de teknik sa yo ka diminye fenomèn sa a. Teknik ki pi souvan itilize a se chanje gwosè a ant tras dapre ekwasyon an kapasite. Gwosè ki pi efikas pou chanje se distans ant de tras yo. Li ta dwe te note ke varyab la D se nan denominatè a nan ekwasyon an kapasite. Kòm D ogmante, reactance nan kapasitif ap diminye. Yon lòt varyab ki ka chanje se longè de tras yo. Nan ka sa a, longè L diminye, ak reaktans kapasitif ant de tras yo ap diminye tou.
　　
Yon lòt teknik se mete yon fil tè ant de tras sa yo. Fil tè a se enpedans ki ba, epi ajoute yon lòt tras tankou sa a pral febli jaden an entèferans elektrik, jan yo montre nan Figi 5.
　　
Prensip la nan enduktans parazit nan tablo a sikwi se menm jan ak sa yo ki an kapasite parazit. Li se tou mete deyò de tras. Sou de kouch diferan, mete yon sèl tras sou tèt lòt tras la; Oswa sou menm kouch la, mete yon sèl tras akote lòt la, jan yo montre nan Figi 6.

Nan de konfigirasyon sa yo fil elektrik, chanjman aktyèl la (DI/DT) nan yon tras ak tan, akòz enduktans nan tras sa a, pral jenere vòltaj sou menm tras la; Ak akòz egzistans lan nan enduktans mityèl, li pral yon aktyèl pwopòsyonèl pwodwi sou lòt tras la. Si chanjman nan vòltaj sou premye tras la se gwo ase, entèferans ka diminye tolerans la vòltaj nan sikwi a dijital ak lakòz erè. Fenomèn sa a pa sèlman rive nan sikwi dijital, men fenomèn sa a se pi komen nan sikwi dijital paske nan gwo kouran yo oblije chanje nan sikwi dijital.
　　
Pou elimine potansyèl bri ki soti nan sous entèferans elektwomayetik, li pi bon pou separe liy analòg "trankil" ki soti nan pò I/O bwi. Pou eseye reyalize yon pouvwa ki ba-enpedans ak rezo tè, enduktans nan fil sikwi dijital yo ta dwe minimize, ak kouti a kapasitif nan sikwi analòg yo ta dwe minimize.
　　
03

Konklizyon

Apre chenn yo dijital ak analòg yo detèmine, routage atansyon se esansyèl nan yon PCB siksè. Se estrateji fil elektrik anjeneral prezante a tout moun kòm yon règ nan gwo pous, paske li difisil a teste siksè nan ultim nan pwodwi a nan yon anviwònman laboratwa. Se poutèt sa, malgre resanblans yo nan estrateji yo fil elektrik nan sikwi dijital ak analòg, diferans ki genyen nan estrateji fil elektrik yo dwe rekonèt ak pran oserye.