Kết nối nguồn PCB và thiết kế

Bây giờ tôi đã thiết kế một vài PCB, nhưng chưa bao giờ nghĩ nhiều đến các hoạt động tốt. Chúng là những tấm ván nhỏ và hầu hết sự nhấn mạnh được đưa vào chỉ để đảm bảo mọi thứ cần kết nối đều được kết nối.

Bây giờ tôi muốn nghiêm túc hơn trong việc tạo ra các bảng được thiết kế tốt. Tôi đã thiết kế và thiết kế lại dự án hiện tại của mình nhiều lần để cố gắng đưa ra một bố cục đẹp mắt.

Dự án này dựa trên ATXMega256 mCU chạy trên tinh thể 16Mhz, khoảng 60 tổng số thành phần và 7 hoặc 8 trong số chúng là IC.

Đối với thiết kế lại tiếp theo của tôi, tôi dự định sẽ cho "Manhattan Routing" đi ít nhất là cố gắng và giúp đỡ với những dấu vết điên rồ mọi cách - nhưng đó là một chủ đề hơi xa vời.

Vấn đề tôi dường như gặp phải nhiều nhất là hiểu một phương pháp chạy năng lượng phù hợp với từng IC. Thông thường, tôi sẽ chỉ xâu chuỗi chúng nhưng đó được cho là một thực hành xấu.

Dưới đây là những câu hỏi của tôi liên quan đến sức mạnh cho ăn

1. Tôi đã nghe nói về "Cấu hình ngôi sao" nơi tất cả các IC liên kết trực tiếp với bộ điều chỉnh nhưng chưa thấy một ví dụ thực tế nào về điều đó nên tôi không chắc chắn làm thế nào để thiết kế nó vào các dự án của mình. Nghe có vẻ như một mớ hỗn độn xuất hiện trong đầu tôi. Bạn có thể đăng một ví dụ về Cấu hình Sao được thiết kế tốt không?

2. Điều gì sẽ là một số lợi thế và bất lợi của việc sử dụng cấu hình ngôi sao trái ngược với mặt phẳng công suất, ngoài sự rõ ràng về sức mạnh ở mọi nơi với một mặt phẳng.

3. Khi nào thì sử dụng máy bay cho VCC là ổn hay không, cụ thể là cho bảng 2 lớp như tôi đã nghe nói rằng nó không phổ biến trên bảng 2 lớp?

4. Nếu tôi không nên sử dụng máy bay công suất, sẽ tốt hơn trong trường hợp dấu vết cần phải giao nhau: sử dụng qua cho GPIO hoặc qua điện để lấy điện?

5. Nếu sử dụng mặt phẳng nguồn trên bảng 2 lớp là ổn, thì VCC nên ở lớp trên cùng hoặc dưới cùng, rõ ràng tôi cũng sẽ có mặt phẳng Ground.

Tôi biết không có câu trả lời thắng / thắng cho những câu hỏi này bởi vì mọi dự án sẽ khác nhau và đòi hỏi phải có kế hoạch khác nhau, nhưng tôi nghĩ khái niệm cơ bản đằng sau nó nên có phần phổ biến mà mọi người tuân theo. Bạn phải biết các quy tắc trước khi bạn có thể phá vỡ chúng.

Tôi cũng nhận ra rằng những câu hỏi này có thể vượt quá phạm vi thảo luận trực tuyến, nhưng tôi đang tìm kiếm những câu trả lời chung chung hơn có thể giúp đẩy tôi đi đúng hướng.

Tôi khuyên bạn nên xem Hướng dẫn thiết kế PCB để giảm EMI của Texas Cụ.

Mặc dù tập trung vào việc giảm EMI, nó cung cấp lời khuyên hoặc câu trả lời cho tất cả các câu hỏi của bạn ngoại trừ "Định tuyến Manhattan".

Mục 2.1 (khoảng 12 trang) là về Mặt đất và sức mạnh. Nó bao gồm các phần hữu ích:

2.1.7 Mặt phẳng công suất Do và không nên cho các bảng bốn lớp
2.2.1 Phân phối một điểm so với đa điểm
2.2.2 Phân phối sao
2.2.3 Chia lưới để tạo các mặt phẳng

Nó cho thấy làm thế nào để tiến gần đến hiệu suất PCB EMI 4 lớp bằng cách sử dụng bảng 2 lớp. Một phần của việc giảm EMI là để đảm bảo có khả năng định tuyến và tách rời nguồn và mặt đất tốt.

Đây không hoàn toàn là một câu trả lời - Tôi không biết thực sự có câu trả lời dứt khoát hay chỉ là ý kiến ​​của mọi người. Mặc dù quá dài cho một nhận xét, vì vậy hãy kiện tôi.

Như tôi đã nói, đây thực sự không phải là một câu trả lời, đó chỉ là cách tôi thực hiện bố cục và định tuyến của mình - Tôi không biết nó "đúng" như thế nào, hay "đúng đắn", nhưng nó hoạt động với tôi ™.

Định tuyến Manhattan, trong khi tốt đẹp, không phải lúc nào cũng là câu trả lời. Tôi sử dụng một loại Manhattan lai - rất nhiều lần nó lên / xuống và trái / phải, nhưng không phải lúc nào cũng vậy - nó phụ thuộc vào tình huống chính xác. Tôi thực hiện thông qua giảm theo hướng theo dõi - nếu tôi có thể thực hiện một chút lên / xuống trên mặt phẳng trái / phải và loại bỏ sự cần thiết cho 2 vias thì tôi sẽ làm.

Đối với sức mạnh - tôi có xu hướng sử dụng các vòng lặp và bán sao. Hãy nghĩ về nó như một ngôi sao với các vòng lặp ở cuối. Đặc biệt là khi một chip có thể có 5 hoặc 6 chân nguồn, dấu vết nguồn của chip sẽ tạo thành một vòng quanh tất cả các chân và trở lại từ đầu. Tương tự với các nhóm chip. Chúng không luôn luôn quay trở lại mạch điều chỉnh / nguồn, nhưng chúng quay trở lại dấu vết "thân cây" trở kháng thấp hơn, sau đó quay trở lại bộ điều chỉnh.

Vias trên điện hay IO? Vâng, nó phụ thuộc vào sức mạnh, và IO. Vias giới thiệu tăng độ tự cảm và sức đề kháng. Quá nhiều vias trên nguồn có thể làm giảm điện áp quá mức hoặc giảm khả năng xử lý hiện tại. Quá nhiều vias trên IO có thể làm giảm tốc độ xung nhịp và tốc độ dữ liệu tối đa bạn có thể làm việc và cũng làm tăng lượng phát thải EMI. Nói chung, mặc dù tôi có xu hướng thích giữ vias ở mức tối thiểu. Vì vậy, tôi thường đặt ra các dấu vết sức mạnh trước tiên trước mọi thứ khác.

Nếu bạn phải có một mặt phẳng năng lượng trên một bảng 2 lớp (tôi không bao giờ làm - máy bay mặt đất, vâng, nhưng không phải máy bay điện) Tôi nghĩ tốt nhất là đặt nó lên trên cùng. Chủ yếu là vì mặt phẳng mặt đất, sau đó sẽ ở dưới đáy, thường sẽ liền kề với khung máy - và nếu đó là kim loại và tiếp đất thì mặt đất nằm cạnh mặt đất và không thể gây ra bất kỳ quần short khó chịu nào. Sức mạnh bên cạnh mặt đất có thể gây ra quần short.