Плохо спроектированные печатные платы или печатные платы никогда не будут соответствовать качеству, необходимому для коммерческого производства. Умение судить о качестве проектирования печатной платы очень важно. Для проведения полного анализа проекта необходимы опыт и знания в области проектирования печатных плат. Однако есть несколько способов быстро оценить качество проекта печатной платы.

Принципиальной диаграммы может быть достаточно, чтобы проиллюстрировать компоненты данной функции и то, как они связаны. Однако информация, содержащаяся в схемах относительно фактического размещения и подключения компонентов для конкретной операции, очень ограничена. Это означает, что даже если печатная плата спроектирована с тщательной реализацией всех соединений компонентов полной принципиальной схемы, вполне возможно, что конечный продукт может работать не так, как ожидалось. Чтобы быстро проверить качество конструкции печатной платы, учтите следующее:

1. Трассировка печатной платы

Видимые следы печатной платы покрыты паяльным резистом, который помогает защитить медные дорожки от короткого замыкания и окисления. Можно использовать разные цвета, но чаще всего используется зеленый. Обратите внимание, что следы трудно увидеть из-за белого цвета паяльной маски. Во многих случаях мы можем видеть только верхний и нижний слои. Когда печатная плата имеет более двух слоев, внутренние слои не видны. Однако о качестве дизайна легко судить, просто взглянув на внешние слои.

В процессе проверки конструкции проверьте трассы, чтобы убедиться в отсутствии резких изгибов и в том, что все они проходят по прямой линии. Избегайте резких изгибов, поскольку некоторые высокочастотные или мощные трассы могут вызвать проблемы. Избегайте их вообще, потому что они являются окончательным сигналом о плохом качестве дизайна.

2. Развязывающий конденсатор

Чтобы отфильтровать любой высокочастотный шум, который может отрицательно повлиять на микросхему, развязывающий конденсатор расположен очень близко к выводу источника питания. Обычно, если микросхема содержит более одного контакта сток-сток (VDD), для каждого такого контакта требуется развязывающий конденсатор, а иногда и больше.

Развязывающий конденсатор следует размещать очень близко к развязываемому выводу. Если он не расположен близко к выводу, эффект развязывающего конденсатора будет значительно снижен. Если на большинстве микросхем развязывающий конденсатор не размещен рядом с выводами, то это еще раз свидетельствует о неправильности конструкции печатной платы.

3. Длина трассы печатной платы сбалансирована.

Чтобы несколько сигналов имели точные временные соотношения, длина трассы печатной платы должна быть согласована при проектировании. Согласование длины трассы гарантирует, что все сигналы достигают своих пунктов назначения с одинаковой задержкой, и помогает поддерживать взаимосвязь между фронтами сигналов. Необходимо обратиться к принципиальной схеме, чтобы узнать, требует ли какой-либо набор сигнальных линий точных временных соотношений. Эти трассы можно отслеживать, чтобы проверить, было ли применено какое-либо выравнивание длины трасс (иначе называемое линиями задержки). В большинстве случаев эти линии задержки выглядят как изогнутые линии.

Стоит отметить, что дополнительная задержка вызвана переходными отверстиями на пути сигнала. Если переходных отверстий избежать невозможно, важно убедиться, что все группы трасс имеют равное количество переходных отверстий с точными временными соотношениями. Альтернативно, задержку, вызванную переходным отверстием, можно компенсировать с помощью линии задержки.

4. Размещение компонентов

Хотя индукторы способны генерировать магнитные поля, инженеры должны следить за тем, чтобы они не располагались близко друг к другу при использовании индукторов в цепи. Если индукторы расположены близко друг к другу, особенно встык, это создаст вредную связь между индукторами. Благодаря магнитному полю, создаваемому индуктором, в большом металлическом предмете индуцируется электрический ток. Поэтому их необходимо размещать на определенном расстоянии от металлического предмета, иначе значение индуктивности может измениться. Размещая индукторы перпендикулярно друг другу, даже если индукторы расположены близко друг к другу, можно уменьшить ненужную взаимную связь.

Если на печатной плате имеются силовые резисторы или другие компоненты, выделяющие тепло, необходимо учитывать влияние тепла на другие компоненты. Например, если в цепи используются конденсаторы температурной компенсации или термостаты, их не следует размещать рядом с силовыми резисторами или другими компонентами, выделяющими тепло.

На печатной плате должна быть выделена отдельная область для встроенного импульсного стабилизатора и связанных с ним компонентов. Эту часть необходимо установить как можно дальше от части, работающей с слабыми сигналами. Если источник питания переменного тока напрямую подключен к печатной плате, на стороне переменного тока печатной платы должна быть отдельная часть. Если компоненты не разделены согласно приведенным выше рекомендациям, качество конструкции печатной платы будет проблематичным.

5. Ширина трассы

Инженерам следует проявлять особую осторожность, чтобы правильно определить размер следов, по которым проходят большие токи. Если трассы, передающие быстро меняющиеся сигналы или цифровые сигналы, проходят параллельно трассам, передающим небольшие аналоговые сигналы, могут возникнуть проблемы с улавливанием шума. След, подключенный к индуктору, может действовать как антенна и может вызывать вредное радиочастотное излучение. Чтобы этого избежать, эти отметки не должны быть шире.

6. Земля и плоскость заземления

Если печатная плата состоит из двух частей, цифровой и аналоговой, и должна быть подключена только к одной общей точке (обычно к отрицательной клемме питания), необходимо разделить заземляющую пластину. Это может помочь избежать негативного воздействия цифровой части на аналоговую часть, вызванного скачком тока заземления. Обратный провод заземления подсхемы (если печатная плата имеет только два слоя) необходимо отделить, а затем подключить к отрицательной клемме питания. Настоятельно рекомендуется иметь как минимум четыре слоя для печатных плат средней сложности, а для слоев питания и заземления требуются два внутренних слоя.

в заключение

Для инженеров очень важно иметь достаточные профессиональные знания в области проектирования печатных плат, чтобы судить о качестве проекта одного или одного сотрудника. Однако инженеры без профессиональных знаний могут просмотреть вышеуказанные методы. Прежде чем переходить к прототипированию, особенно при разработке продукта-стартапа, всегда полезно поручить эксперту проверить качество проектирования печатной платы.