Број дигиталних дизајнера и дизајнерских стручњака за дизајн дигиталних плоча у инжењерском пољу непрестано се повећава, што одражава тренд развоја индустрије. Иако је нагласак на дигиталном дизајну довео о великим развоју у електронским производима, и даље постоји и увек ће постојати неки дизајн круга који су интерфејс са аналогним или стварним окружењем. Стратегије ожичења у аналогним и дигиталним пољима имају неке сличности, али када желите да постигнете боље резултате, због различитих стратегија ожичења, једноставан дизајн ожичења круга више није оптимално решење.

Овај чланак говори о основним сличностима и разликама између аналогног и дигиталног ожичења у погледу заобилазних кондензатора, напајања, дизајн приземље, грешке на напону и електромагнетним сметњи (ЕМИ) проузрокованим ПЦБ ожичењем.

Број дигиталних дизајнера и дизајнерских стручњака за дизајн дигиталних плоча у инжењерском пољу непрестано се повећава, што одражава тренд развоја индустрије. Иако је нагласак на дигиталном дизајну довео о великим развоју у електронским производима, и даље постоји и увек ће постојати неки дизајн круга који су интерфејс са аналогним или стварним окружењем. Стратегије ожичења у аналогним и дигиталним пољима имају неке сличности, али када желите да постигнете боље резултате, због различитих стратегија ожичења, једноставан дизајн ожичења круга више није оптимално решење.

Овај чланак говори о основним сличностима и разликама између аналогног и дигиталног ожичења у погледу заобилазних кондензатора, напајања, дизајн приземље, грешке на напону и електромагнетним сметњи (ЕМИ) проузрокованим ПЦБ ожичењем.

Додавање обилазница или раздвајања кондензатора на плочи са кругом и локацију ових кондензатора на плочи су здрав разум за дигиталне и аналогне дизајне. Али занимљиво је да су разлози различити.

У аналогном дизајну ожичења, бајпаси кондензатори се обично користе за заобилажење високих фреквенцијских сигнала на напајању. Ако се бајпаси кондензатори не додају, ови високофреквентни сигнали могу ући у осјетљиве аналогне чипове кроз игле за напајање. Генерално гледано, учесталост ових високофреквентних сигнала прелази могућност аналогних уређаја за сузбијање високих фреквенцијских сигнала. Ако се бајпас кондензатор не користи у аналогном кругу, у сигналном путу се може увести бука и у озбиљнијим случајевима може чак да изазове вибрације.

У аналогном и дигиталном дизајну ПЦБ-а, бајпаси или кондензаторима за раздвајање (0,1УФ) треба да се поставе што је могуће ближе уређају. Кондензатор за одвајање напајања (10УФ) треба да се постави на улазу за напајање на плочицу. У свим случајевима, игле ових кондензатора треба да буду кратке.

На плочи са цирцем на слици 2, различите руте се користе за усмјеравање жица за напајање и приземље. Због ове неправилне сарадње, електронске компоненте и склопови на кругови у кругу вероватније су да ће бити подложне електромагнетном сметњи.

На јединственом панелу на слици 3, снага и приземљене жице са компонентама на кружној плочи су близу једни другима. Коефицијент подударања напајања и подземне линије у овој кружној плочи је прикладан као што је приказано на слици 2. Вероватноћа електронских компоненти и склопова у круговима подвргавања електромагнетним сметњама (ЕМИ) смањује се за 679 / 12,8 пута или око 54 пута.
　　
За дигиталне уређаје као што су и контролери и прерађивачи, такође су потребни и кондензатори за разлоге, али из различитих разлога. Једна функција ових кондензатора је да делује као "минијатурна" банка за пуњење.

У дигиталним круговима, велика количина струје је обично потребна за пребацивање стања капије. Пошто се пребацивање пролазних струја настаје на чипу током пребацивања и протока кроз кругу, корисно је имати додатне трошкове "резервних". Ако нема довољно наплаћене приликом извођења преклопне акције, напон напајања ће се значајно променити. Превише промене напона проузроковаће дигитални ниво сигнала да уђе у неизвесно стање и може проузроковати да државна машина на дигиталном уређају неправилно оперише.

Прекидачка струја која тече кроз траг круга узроковаће да се напон промијени, а траг круга у плочи има паразитску индуктивност. Следећа формула се може користити за израчунавање промене напона: В = ЛДИ / ДТ. Међу њима: В = Промена напона, Л = Коначна плоча у траговању, ДИ = ТРЕНУТНА ПРОМЕНА КРОЗ ТРАЦЕ, ДТ = Тренутна промена промена.
　　
Стога је из више разлога боље применити бајпаси (или раздвајање) кондензатора на напајању или на игле на напајања активних уређаја.

Кабл за напајање и приземна жица требају бити усмерени заједно

Положај кабла за напајање и приземне жице добро се подударају да би се смањила могућност електромагнетног уплитања. Ако је линија за напајање и копнена линија правилно усклађена, дизајнираће се системска петља и ће вероватно бити генерисана бука.

Пример дизајна ПЦБ-а у којем се линија за напајање и копне нису правилно подударају, приказује се на слици 2. На овој плочи, дизајнирана површина петље је 697цм². Помоћу методе приказане на слици 3, могућност зрачене буке укључива или искључује напон који индукује напон у кругу у петљи може се значајно смањити.

Разлика између аналогних и дигиталних стратегија ожичења

▍ тхе тлопле авиоус је проблем

Основно знање ожичења плоче са кругом применљиво је на аналогне и дигиталне кругове. Основно правило палца је да се користи непрекидна земљана равнина. Овај здрав разум смањује ДИ / ДТ (промена струје с временом) ефекат у дигиталним круговима, што мења земљу тла и узрокује буку за улазак у аналогне кругове.

Технике ожичења за дигиталне и аналогне кругове су у основи исти, са једном изузетком. За аналогне кругове, постоји још једна тачка за напомену, односно да, дигиталне сигналне линије и петље у земљу у земљишту буде што даље од аналогних кругова. То се може постићи повезивањем аналогне земље тла у системску прикључку засебно, или постављање аналогног круга на крајње крај круга, што је крај линије. То се ради како би се спољни сметњи одржали на пут сигнала на минимум.

Нема потребе да се то ради за дигиталне склопове, што не може толерисати пуно буке у земљи без проблема.

Слика 4 (лево) изолира дигитално пребацивање са аналогног круга и раздваја дигиталне и аналогне делове круга. (Десно) Висока фреквенција и ниска фреквенција треба да се одвоје што је више могуће, а компоненте високе фреквенције треба да буду близу конектора круга.

Слика 5 Изглед Два блиска трагова на ПЦБ-у је лако формирати паразитски капацитет. Због постојања ове врсте капацитета, промена напона на једном трагу може да генерише тренутни сигнал на другом трагу.

Слика 6 Ако не обраћате пажњу на постављање трагова, трагови на ПЦБ-у могу произвести индуктивност линије и узајамну индуктивност. Ова паразитска индуктивност је веома штетна за рад склопова, укључујући дигиталне преклопне кругове.

Локација оклопа

Као што је горе поменуто, у сваком дизајну ПЦБ-а, бука и "миран" део (део некиња) треба раздвојити. Генерално гледано, дигитални кругови су "богати" у буци и неосјетљиви на буку (јер дигитални кругови имају већу толеранцију на напону); Супротно томе, толеранција звука напона аналогне кругове је много мања.

Од две, аналогни кругови су најосетљивији на пребацивање буке. У ожичењу мешовитих сигнала, ова два круга треба одвојити, као што је приказано на слици 4.
　　
▍паразитске компоненте које је генерисано од стране ПЦБ дизајна

Два основна паразитски елементи који могу изазвати проблеме лако се формирају на ПЦБ дизајну: паразитски капацитет и паразитска индуктивност.

Приликом дизајнирања плоче, постављање два трагова једнако једни другима створиће паразитски капацитет. Можете то да урадите: на два различита слоја ставите један траг на врху другог трага; или на истом слоју, ставите један траг поред другог трага, као што је приказано на слици 5.
　　
У ова два конфигурације у траговима, промене напона током времена (ДВ / ДТ) на једном трагу могу проузроковати струју на другом трагу. Ако је остала трага велика импеданција, струја која је генерирана електричним пољем ће се претворити у напон.
　　
Брзи напонски преласци најчешће се јављају на дигиталној страни аналогног дизајна сигнала. Ако су трагови са брзим напонским напонским пролазама близу аналогних трагова високе импеданције, ова грешка ће озбиљно утицати на тачност аналогног круга. У овом окружењу аналогни кругови имају два недостатка: њихова толеранција буке је много нижа од дигиталног кругова; и високе трагове импеданције су чешћи.
　　
Користећи једну од следећих две технике може смањити овај феномен. Најчешће коришћена техника је да промени величину између трагова према подацима о капацитивној једначини. Најефикаснија величина за промену је удаљеност између два трагова. Треба напоменути да је променљива Д у називнику припадничке једнаџбе. Како се Д повећава, капацитивни реактност ће се смањити. Још једна променљива која се може мењати је дужина два трагова. У овом случају, дужина Л смањује, а капацитивна реакција између два трагова ће се такође смањити.
　　
Друга техника је да постави млевену жицу између ова два трага. Подземна жица је ниска импеданција и додавање другог трага попут ове ће ослабити поље сметње електричне енергије, као што је приказано на слици 5.
　　
Принцип паразитске индуктивности у кружној плочи сличан је оном паразитског капацитета. Такође је да положи и два трага. На два различита слоја поставите један траг на врху другог трага; или на истом слоју, ставите један траг поред другог, као што је приказано на слици 6.

У ове две конфигурације ожичења, тренутна промена (ДТ) трага с временом, због индуктивности овог трага створиће напон на истом трагу; И због постојања узајамне индуктивности, пропорционална струја се генерише на другом трагу. Ако је промена напона на првом трагу довољно велика, уплитање може смањити толеранцију напона дигиталног круга и проузроковати грешке. Овај феномен се не догађа само у дигиталним круговима, али овај феномен је чешћи у дигиталним круговима због великих тренутних преклопних струја у дигиталним круговима.
　　
Да би се елиминисала потенцијална бука са електромагнетних извора сметњи, најбоље је одвојити "мирне" аналогне линије из бучних И / О портова. Да би покушали да постигнете моћ и млевену мрежу ниског импеданције, требало би да се минимизира индуктивност жица дигиталних кругова, а капацитивна веза аналогног круга треба да се минимизира.
　　
03

Закључак

Након што се утврде дигитални и аналогни распони, пажљиво усмјеравање је од суштинске важности за успешан ПЦБ. Стратегија ожичења обично се свима уводи као правило као правило, јер је тешко тестирати крајњи успех производа у лабораторијском окружењу. Стога, упркос сличностима у стратегијама ожичења дигиталних и аналогних кругова, разлике у њиховим стратегијама ожичења морају се препознати и схватити озбиљно.