Selalu kecewa dengan gangguan sinyal, disipasi panas yang buruk, dan routing yang berantakan saat melakukan tata letak PCB?Anda dapat dengan mudah menangani semua jenis tantangan tata letakHari ini, kami telah mengumpulkan 9 metode tata letak PCB hibrida yang sangat praktis, dari penempatan komponen hingga pelindung lapisan bawah, semuanya penuh dengan informasi praktis dan tidak ada bulu,memungkinkan pemula untuk cepat memulai!

I. Penempatan komponen: Ikuti "Aturan" untuk menempatkan komponen dengan benar dan menghindari penyimpangan

Penempatan komponen yang salah akan membuat semua routing berikutnya tidak berguna! Ketika meletakkan komponen, Anda tidak hanya harus mengikuti jalur sinyal dalam skema dan meninggalkan cukup ruang untuk jejak,tapi kau juga harus ingat 5 prinsip ini:

• Sumber daya listrik harus dikelompokkan secara kompak, dengan desain pemisah untuk memastikan pasokan daya yang stabil;
• Kondensator pemutus kopling harus ditempatkan dekat komponen untuk memperpendek loop arus dan mengurangi kebisingan;
• Konektor harus ditempatkan langsung di tepi papan untuk memudahkan koneksi perangkat eksternal tanpa menempati area inti;
• Komponen frekuensi tinggi harus ditempatkan secara ketat sesuai dengan aliran skema untuk menghindari kerusakan sinyal;
• Prosesor, generator jam, perangkat penyimpanan besar, dan "komponen inti" lainnya harus ditempatkan di tengah papan agar mudah terhubung ke sirkuit sekitarnya.

II. Modul Analog + Digital: Tata letak yang terpisah, tidak ada gangguan
Sinyal analog dan digital seringkali bertentangan; berbagi area dapat dengan mudah menyebabkan interferensi bersama, yang mengakibatkan kinerja sirkuit yang buruk!Poin utama ada di sini:

• Menempatkan komponen presisi (seperti amplifier dan sumber tegangan referensi) pada bidang analog, dan mendedikasikan bidang digital untuk kontrol logika, blok waktu, dan "komponen kebisingan tinggi" lainnya;
• ADC (Analog-to-Digital Converters) dan DAC (Digital-to-Analog Converters) menangani sinyal campuran, sehingga memperlakukan mereka sebagai komponen analog lebih dapat diandalkan;
• Desain ADC/DAC arus tinggi harus memiliki catu daya analog dan digital yang terpisah (DVDD yang terhubung ke bagian digital, AVCC yang terhubung ke bagian analog);
• Mikroprosesor dan mikrokontroler menghasilkan panas yang signifikan, sehingga menempatkannya di tengah papan sirkuit dan dekat dengan blok sirkuit yang terhubung akan menghasilkan disipasi panas yang lebih efisien.

III. Rute: Ambil Jalan Paling Singkat dan Langsung, Hindari Jejak Ini

Setelah komponen di tempat, routing adalah tentang "membangun saluran sinyal". Ingat 8 prinsip ini untuk transmisi sinyal yang lebih lancar:

• Semakin pendek dan lurus jalur sinyal, semakin baik, mengurangi keterlambatan dan gangguan;
• Sebuah bidang tanah harus ditempatkan di sebelah lapisan sinyal kecepatan tinggi untuk memastikan pengembalian sinyal normal;
• Sirkuit berkecepatan tinggi harus diarahkan secara ketat sesuai dengan jalur sinyal skema dan tidak dapat diubah secara sewenang-wenang;
• Menggunakan jalur listrik yang pendek, lurus, dan lebar untuk mengurangi induktansi;
• Hindari membuat jejak dan vias menjadi "bentuk antena" untuk menghindari gangguan tambahan;
• Menjaga jejak sirkuit digital dan analog terisolasi, tanpa persilangan atau tumpang tindih;
• Berikan perhatian khusus pada jejak grounding yang menghubungkan zona digital dan analog;
• Hindari jalan memutar yang tidak perlu dan jalur sepanjang proses, menyederhanakan jalur sambil mengurangi hilangnya sinyal.

IV. Modul Power Supply: Proximity Power Supply + Isolation Design ️ Stabilitas adalah kunci

Sumber daya listrik adalah "hati" sirkuit; tata letak yang tidak benar dapat dengan mudah menyebabkan kegagalan keseluruhan.

• Modul catu daya harus dekat dengan komponen catu daya sementara terisolasi dari sirkuit lain untuk mencegah penyebaran kebisingan;
• Untuk perangkat kompleks dengan beberapa pin catu daya, gunakan modul catu daya khusus untuk bagian analog dan digital untuk sepenuhnya menghilangkan gangguan kebisingan digital dengan sinyal analog;
• Jalur listrik harus mengikuti prinsip "pendek, lurus, lebar" untuk mengurangi induktansi dan pembatasan arus, menghasilkan pasokan listrik yang lebih stabil.

V. Desain Pemisahan: Membuat Lingkungan Berisik Untuk Memaksimalkan Kinerja Perangkat

Inti dari pemisahan adalah "menyaring kebisingan pasokan listrik". Rasio Penolakan Pasokan Listrik (PSRR) secara langsung menentukan kinerja perangkat.

• **Kondensator Kombinasi: Kondensator keramik induktansi rendah menyaring kebisingan frekuensi tinggi, kondensator elektrolitik bertindak sebagai "reservoir muatan" untuk menyaring kebisingan frekuensi rendah,dan manik ferrit dapat dipilih untuk meningkatkan isolasi;
• **Tempatkan kapasitor pemutus kopling di dekat pin catu daya perangkat, dan menghubungkannya ke bidang tanah impedansi rendah menggunakan jejak pendek atau vias untuk mengurangi induktansi seri;
• **Tempatkan kapasitor kecil (0,01μF-0,1μF) di sebelah pin catu daya untuk mencegah ketidakstabilan perangkat ketika beberapa output beralih secara bersamaan;
• ** Menyimpan kondensator elektrolitik (10μF-100μF) tidak lebih dari 1 inci dari pin catu daya; jarak yang terlalu jauh akan mempengaruhi kinerja penyaringan;
• ** Kondensator dekopulasi dapat dihubungkan ke bidang tanah dalam bentuk T melalui di sebelah pin GND perangkat, menyederhanakan proses tanpa kabel tambahan.

VI. PCB Layering: Merencanakan lapisan sebelumnya dan mengoptimalkan jalur kembali

Tentukan skema layering sebelum routing, jika tidak akan mempengaruhi jalur kembali sinyal.

• Sistem pengumpulan data berkinerja tinggi harus memprioritaskan PCB berlapis empat atau lebih tinggi; papan berlapis dua cocok untuk sirkuit sederhana.
• Tata letak papan 4 lapisan yang khas: lapisan atas (sinyal digital/analog), lapisan kedua (lapisan dasar, mengurangi penurunan tegangan IR dan melindungi sinyal), lapisan ketiga (lapisan daya),lapisan bawah (sinyal bantu);
• lapisan daya dan lapisan tanah harus berdekatan dekat, memanfaatkan kapasitas antar lapisan untuk mencapai pemutusan frekuensi tinggi;
• Papan multilayer dapat menggunakan vias buta dan vias terkubur untuk menghubungkan lapisan, mengurangi ruang jejak permukaan dan membuat tata letak lebih bersih.

VII. Resistor Tembaga PCB: Memilih Ketebalan Tembaga yang Tepat untuk Mengurangi Kesalahan
Tanda-tanda tembaga adalah inti dari interkoneksi sirkuit dan permukaan tanah.

• PCB standar menggunakan 1 oz tembaga; bagian bertenaga tinggi menggunakan 2 oz atau 3 oz tembaga (resistivitas tembaga adalah 1.724 × 10−6 Ω/cm pada 25 °C);
• 1 oz foil tembaga memiliki ketebalan sekitar 0,036 mm, dengan resistensi 0,48mΩ/square.
• Untuk sirkuit presisi impedansi rendah (seperti ADC 16-bit), perhatikan resistensi jejak tembaga untuk menghindari pengenalan kesalahan tambahan.Memperluas jejak atau meningkatkan ketebalan tembaga jika perlu.

VIII. Desain Grounding: Dua Pilihan, Pilih Sesuai Kebutuhan

Pengantar adalah penting untuk menekan gangguan. Memilih pilihan yang tepat penting untuk sistem yang berbeda. Dua metode utama dijelaskan secara rinci:

1. Lapisan tanah tunggal (Dianjurkan untuk sistem ADC/DAC arus digital rendah)

• Menggunakan lapisan tanah padat tunggal memungkinkan arus kembali untuk mengikuti jalur resistensi terkecil, menghindari gangguan sinyal campuran.
• Arus balik frekuensi rendah mengalir di sepanjang garis referensi tanah perangkat, sementara arus balik frekuensi tinggi mengalir kembali di sepanjang jalur sinyal, mengurangi gangguan loop.

2. Independent Analog Ground + Digital Ground (Disarankan untuk sistem arus tinggi yang kompleks)

• Pembagian lapisan tanah menjadi tanah analog dan tanah digital, yang terhubung melalui "bumi bintang" (titik persimpangan adalah bumi bintang), memastikan tingkat referensi yang konsisten untuk keduanya.
• Pin AGND dari perangkat sinyal campuran terhubung ke tanah analog, dan pin DGND terhubung ke tanah digital, mengisolasi arus digital kebisingan tinggi.
• PCB multi-lapisan harus memastikan isolasi lengkap antara bidang AGND dan DGND, dan tumpang tindih tidak diizinkan.

Ⅸ. Perisai Interferensi Elektromagnetik: Buat kandang Faraday untuk menghilangkan gangguan eksternal

Setelah mengatasi gangguan internal, sangat penting untuk melindungi terhadap gangguan elektromagnetik eksternal (EMI).dan kegagalan komponen mungkin terjadiBerikut adalah beberapa teknik perisai:

• Gunakan pelindung logam yang cukup untuk membuat "kurungan Faraday", yang sepenuhnya menutupi sirkuit dari enam sisi, dan sambungkan ke bidang tanah untuk pelindung yang optimal.
• Desain pelindung harus mempertimbangkan kebutuhan disipasi panas dan saluran input/output sinyal cadangan.
• Untuk lingkungan frekuensi tinggi, interferensi tinggi, lapisan pelindung harus memastikan koneksi yang lancar untuk menghindari "celah pelindung".

Menguasai 9 teknik tata letak PCB hibrida ini. Apakah Anda seorang pemula atau pengoptimalan PCB berpengalaman, Anda dapat dengan mudah menangani berbagai tantangan tata letak,langsung menggandakan stabilitas dan kinerja sirkuit!