هنگام ترسیم نمودار PCB باید به چه نکاتی توجه کرد؟

1. قوانین کلی

1.1 مناطق سیم کشی سیگنال دیجیتال، آنالوگ و DAA از قبل روی PCB تقسیم شده اند.
1.2 اجزای دیجیتال و آنالوگ و سیم کشی مربوطه باید تا حد امکان از هم جدا شده و در قسمت سیم کشی خود قرار گیرند.
1.3 ردیابی سیگنال دیجیتال پرسرعت باید تا حد امکان کوتاه باشد.
1.4 ردیابی سیگنال آنالوگ حساس را تا حد امکان کوتاه نگه دارید.
1.5 توزیع معقول نیرو و زمین.
1.6 DGND، AGND و فیلد از هم جدا شده اند.
1.7 از سیم های عریض برای منبع تغذیه و سیگنال های حیاتی استفاده کنید.
1.8 مدار دیجیتال نزدیک رابط موازی باس/سریال DTE و مدار DAA نزدیک رابط خط تلفن قرار می گیرد.

2. قرار دادن اجزا

2.1 در نمودار شماتیک مدار سیستم:
الف) مدارهای دیجیتال، آنالوگ، DAA و مدارهای مربوط به آنها را تقسیم کنید.
ب) اجزای دیجیتال، آنالوگ، مختلط دیجیتال/آنالوگ را در هر مدار تقسیم کنید.
ج) به موقعیت منبع تغذیه و پین های سیگنال هر تراشه آی سی توجه کنید.
2.2 ابتدا ناحیه سیم کشی مدارهای دیجیتال، آنالوگ و DAA را روی PCB تقسیم کنید (نسبت کلی 2/1/1) و اجزای دیجیتال و آنالوگ و سیم کشی مربوط به آنها را تا حد امکان دور نگه دارید و آنها را به موارد مربوطه محدود کنید. مناطق سیم کشی
توجه: هنگامی که مدار DAA نسبت زیادی را اشغال می کند، سیگنال های کنترل/وضعیت بیشتری از ناحیه سیم کشی آن عبور می کند، که می تواند طبق مقررات محلی، مانند فاصله قطعات، سرکوب ولتاژ بالا، محدودیت جریان و غیره تنظیم شود.
2.3 پس از تکمیل تقسیم اولیه، قرار دادن اجزاء را از Connector و Jack شروع کنید:
الف) موقعیت پلاگین در اطراف اتصال دهنده و جک محفوظ است.
ب) فضایی برای سیم کشی برق و زمین در اطراف قطعات باقی بگذارید.
ج) موقعیت پلاگین مربوطه را در اطراف سوکت کنار بگذارید.
2.4 مولفه های هیبریدی (مانند دستگاه های مودم، A/D، تراشه های تبدیل D/A و غیره):
الف) جهت قرارگیری قطعات را تعیین کنید و سعی کنید پین های سیگنال دیجیتال و سیگنال آنالوگ را رو به ناحیه سیم کشی مربوطه خود قرار دهید.
ب) قطعات را در محل اتصال مناطق مسیریابی سیگنال دیجیتال و آنالوگ قرار دهید.
2.5 همه دستگاه های آنالوگ را قرار دهید:
الف) اجزای مدار آنالوگ، از جمله مدارهای DAA را قرار دهید.
ب) دستگاه های آنالوگ نزدیک به یکدیگر قرار می گیرند و در کنار PCB قرار می گیرند که شامل سیگنال های TXA1، TXA2، RIN، VC و VREF است.
ج) از قرار دادن قطعات پر نویز در اطراف سیگنال های TXA1، TXA2، RIN، VC و VREF خودداری کنید.
د) برای ماژول های سریال DTE، DTE EIA/TIA-232-E
گیرنده/درایور سیگنال‌های رابط سری باید تا حد امکان نزدیک به کانکتور و دور از مسیریابی سیگنال ساعت فرکانس بالا باشد تا از افزودن دستگاه‌های سرکوب کننده نویز در هر خط، مانند کویل‌ها و خازن‌ها، کاهش یا اجتناب شود.
2.6 قطعات دیجیتال و خازن های جداکننده را قرار دهید:
الف) اجزای دیجیتال در کنار هم قرار می گیرند تا طول سیم کشی را کاهش دهند.
ب) یک خازن جداکننده 0.1uF بین منبع تغذیه و زمین آی سی قرار دهید و سیم های اتصال را تا حد امکان کوتاه نگه دارید تا EMI کاهش یابد.
ج) برای ماژول های باس موازی، اجزا به یکدیگر نزدیک هستند
کانکتور بر روی لبه قرار می گیرد تا با استاندارد رابط اتوبوس کاربردی مطابقت داشته باشد، مانند طول خط اتوبوس ISA به 2.5 اینچ محدود شده است.
د) برای ماژول های سریال DTE، مدار رابط نزدیک به کانکتور است.
ه) مدار نوسان ساز کریستالی باید تا حد امکان به دستگاه محرک آن نزدیک باشد.
2.7 سیم های زمین هر ناحیه معمولاً در یک یا چند نقطه با مقاومت ها یا مهره های 0 اهم متصل می شوند.

3. مسیریابی سیگنال

3.1 در مسیریابی سیگنال مودم، خطوط سیگنالی که مستعد نویز هستند و خطوط سیگنالی که مستعد تداخل هستند باید تا حد امکان دور نگه داشته شوند.اگر اجتناب ناپذیر است، از یک خط سیگنال خنثی برای جداسازی استفاده کنید.
3.2 سیم کشی سیگنال دیجیتال باید تا حد امکان در ناحیه سیم کشی سیگنال دیجیتال قرار گیرد.
سیم کشی سیگنال آنالوگ باید تا حد امکان در ناحیه سیم کشی سیگنال آنالوگ قرار گیرد.
(ردهای جداسازی را می توان از قبل برای محدود کردن برای جلوگیری از مسیریابی ردیابی به خارج از منطقه مسیریابی قرار داد)
ردیابی سیگنال دیجیتال و ردیابی سیگنال آنالوگ برای کاهش جفت متقابل عمود هستند.
3.3 از ردیابی های جدا شده (معمولاً زمین) برای محدود کردن ردیابی سیگنال آنالوگ به ناحیه مسیریابی سیگنال آنالوگ استفاده کنید.
الف) آثار زمین جدا شده در ناحیه آنالوگ در هر دو طرف برد PCB در اطراف ناحیه سیم کشی سیگنال آنالوگ، با عرض خط 50-100 میلی متر مرتب شده اند.
ب) ردهای زمین جدا شده در ناحیه دیجیتال در اطراف ناحیه سیم کشی سیگنال دیجیتال در دو طرف برد PCB با عرض خط 50-100 میل هدایت می شوند و عرض یک طرف برد PCB باید 200 میل باشد.
3.4 عرض خط سیگنال رابط گذرگاه موازی > 10 میل (معمولاً 12-15 میل)، مانند /HCS، /HRD، /HWT، /RESET.
3.5 عرض خط ردیابی سیگنال آنالوگ بیشتر از 10mil (معمولا 12-15mil) است، مانند MICM، MICV، SPKV، VC، VREF، TXA1، TXA2، RXA، TELIN، TELOUT.
3.6 تمام ردیابی سیگنال های دیگر باید تا حد امکان گسترده باشد، عرض خط باید > 5 میلی متر (به طور کلی 10 میلی متر) باشد، و ردیابی بین اجزا باید تا حد امکان کوتاه باشد (در هنگام قرار دادن دستگاه ها باید از قبل در نظر گرفته شود).
3.7 عرض خط خازن بای پس تا آی سی مربوطه باید بیش از 25 میلی متر باشد و تا حد امکان باید از استفاده از vias اجتناب شود. از سیم های زمین جدا شده در یک نقطه (ترجیحا) یا دو نقطه عبور کنید.اگر ردیابی فقط در یک طرف باشد، رد زمین جدا شده می تواند به طرف دیگر PCB برود تا رد سیگنال را رد کند و آن را پیوسته نگه دارد.
3.9 از استفاده از گوشه های 90 درجه برای مسیریابی سیگنال با فرکانس بالا خودداری کنید و از قوس های صاف یا گوشه های 45 درجه استفاده کنید.
3.10 مسیریابی سیگنال فرکانس بالا باید استفاده از اتصالات را کاهش دهد.
3.11 تمام علائم سیگنال را از مدار نوسانگر کریستالی دور نگه دارید.
3.12 برای مسیریابی سیگنال با فرکانس بالا، باید از یک مسیریابی پیوسته استفاده کرد تا از موقعیتی که چندین بخش مسیریابی از یک نقطه گسترش می‌یابد اجتناب شود.
3.13 در مدار DAA، یک فضای حداقل 60 میلی متری در اطراف سوراخ (همه لایه ها) بگذارید.

4. منبع تغذیه

4.1 رابطه اتصال برق را تعیین کنید.
4.2 در قسمت سیم کشی سیگنال دیجیتال، از یک خازن الکترولیتی 10uF یا یک خازن تانتالیوم به موازات یک خازن سرامیکی 0.1uF استفاده کنید و سپس آن را بین منبع تغذیه و زمین وصل کنید.یکی را در انتهای ورودی برق و دورترین انتهای برد مدار چاپی قرار دهید تا از جهش برق ناشی از تداخل نویز جلوگیری کنید.
4.3 برای تخته های دو طرفه، در همان لایه مدار مصرف کننده برق، مدار را با خطوط برق با عرض خط 200 میل در دو طرف احاطه کنید.(طرف دیگر باید همانند زمین دیجیتال پردازش شود)
4.4 به طور کلی، ابتدا ردیابی قدرت و سپس ردیابی سیگنال قرار می گیرد.

5. زمین

5.1 در برد دو طرفه، نواحی استفاده نشده اطراف و زیر اجزای دیجیتال و آنالوگ (به استثنای DAA) با نواحی دیجیتال یا آنالوگ پر شده و همان نواحی هر لایه به هم متصل می شوند و همان نواحی لایه های مختلف هستند. اتصال از طریق چندین طریق: پین مودم DGND به ناحیه زمین دیجیتال و پایه AGND به ناحیه زمین آنالوگ متصل است.سطح زمین دیجیتال و سطح زمین آنالوگ با یک شکاف مستقیم از هم جدا می شوند.
5.2 در برد چهار لایه، از مناطق زمین دیجیتال و آنالوگ برای پوشش اجزای دیجیتال و آنالوگ (به جز DAA) استفاده کنید.پایه مودم DGND به ناحیه زمین دیجیتال و پایه AGND به ناحیه زمین آنالوگ متصل است.سطح زمین دیجیتال و سطح زمین آنالوگ استفاده می شود که با یک شکاف مستقیم از هم جدا شده اند.
5.3 اگر در طراحی نیاز به فیلتر EMI باشد، باید فضای مشخصی در سوکت رابط رزرو شود.اکثر دستگاه های EMI (مهره ها / خازن ها) را می توان در این قسمت قرار داد.به آن متصل است.
5.4 منبع تغذیه هر ماژول عملکردی باید جدا باشد.ماژول های عملکردی را می توان به موارد زیر تقسیم کرد: رابط باس موازی، نمایشگر، مدار دیجیتال (SRAM، EPROM، مودم) و DAA، و غیره. توان/زمین هر ماژول کاربردی فقط می تواند در منبع برق/زمین وصل شود.
5.5 برای ماژول های DTE سریال، از خازن های جداکننده برای کاهش کوپلینگ برق استفاده کنید و همین کار را برای خطوط تلفن انجام دهید.
5.6 سیم زمین از طریق یک نقطه متصل می شود، در صورت امکان از Bead استفاده کنید.در صورت نیاز به سرکوب EMI، اجازه دهید سیم زمین در مکان های دیگر وصل شود.
5.7 تمام سیم های زمین باید تا حد امکان پهن باشند، 25-50 mil.
5.8 رد خازن بین تمام منبع تغذیه آی سی/زمین باید تا حد امکان کوتاه باشد و از سوراخ های ورودی استفاده نشود.

6. مدار نوسانگر کریستالی

6.1 همه ردپای متصل به پایانه های ورودی/خروجی نوسان ساز کریستالی (مانند XTLI، XTLO) باید تا حد امکان کوتاه باشند تا تأثیر تداخل نویز و ظرفیت خازنی توزیع شده بر روی کریستال کاهش یابد.ردیابی XTLO باید تا حد امکان کوتاه باشد و زاویه خمش نباید کمتر از 45 درجه باشد.(زیرا XTLO به درایور با زمان افزایش سریع و جریان بالا متصل است)
6.2 هیچ لایه زمین در برد دو طرفه وجود ندارد و سیم زمین خازن نوسان ساز کریستالی باید با سیم کوتاه تا حد امکان به دستگاه متصل شود.
پین DGND نزدیک به نوسانگر کریستالی است و تعداد vias ها را به حداقل می رساند.
6.3 در صورت امکان، محفظه کریستالی را آسیاب کنید.
6.4 یک مقاومت 100 اهم را بین پایه XTLO و گره کریستال/خازن وصل کنید.
6.5 زمین خازن نوسان ساز کریستالی مستقیماً به پایه GND مودم متصل است.برای اتصال خازن به پین ​​GND مودم از سطح زمین یا ردپای زمین استفاده نکنید.

7. طراحی مستقل مودم با استفاده از رابط EIA/TIA-232

7.1 از یک قاب فلزی استفاده کنید.در صورت نیاز به پوسته پلاستیکی، فویل فلزی باید داخل آن چسبانده شود یا مواد رسانا باید اسپری شود تا EMI کاهش یابد.
7.2 چوک هایی با همان الگو را روی هر سیم برق قرار دهید.
7.3 اجزا در کنار هم و نزدیک به رابط رابط EIA/TIA-232 قرار می گیرند.
7.4 همه دستگاه های EIA/TIA-232 به صورت جداگانه از منبع برق به برق/زمین متصل می شوند.منبع برق/زمین باید ترمینال ورودی برق روی برد یا ترمینال خروجی تراشه تنظیم کننده ولتاژ باشد.
7.5 سیگنال کابل EIA/TIA-232 زمین به زمین دیجیتال.
7.6 در موارد زیر، محافظ کابل EIA/TIA-232 نیازی به اتصال به پوسته مودم ندارد.اتصال خالی؛از طریق یک مهره به زمین دیجیتال متصل می شود.هنگامی که یک حلقه مغناطیسی در نزدیکی پوسته مودم قرار می گیرد، کابل EIA/TIA-232 مستقیماً به زمین دیجیتال متصل می شود.

8. سیم کشی خازن های مدار VC و VREF باید تا حد امکان کوتاه باشد و در ناحیه خنثی قرار گیرد.

8.1 ترمینال مثبت خازن الکترولیتی 10uF VC و خازن 0.1uF VC را از طریق یک سیم جداگانه به پین ​​VC (PIN24) مودم وصل کنید.
8.2 ترمینال منفی خازن الکترولیتی 10uF VC و خازن 0.1uF VC را از طریق یک مهره به پین ​​AGND (PIN34) مودم وصل کنید و از یک سیم مستقل استفاده کنید.
8.3 ترمینال مثبت خازن الکترولیتی 10uF VREF و خازن 0.1uF VC را از طریق یک سیم جداگانه به پین ​​VREF (PIN25) مودم وصل کنید.
8.4 ترمینال منفی خازن الکترولیتی 10uF VREF و خازن 0.1uF VC را از طریق یک ردیابی مستقل به پین ​​VC (PIN24) مودم وصل کنید.توجه داشته باشید که از ردیابی 8.1 مستقل است.
VREF ——+——–+
┿ 10u ┿ 0.1u
VC ——+——–+
┿ 10u ┿ 0.1u
+——–+—–~~~~~—+ AGND
مهره استفاده شده باید مطابق با:
امپدانس = 70 وات در 100 مگاهرتز؛
جریان نامی = 200 میلی آمپر؛;
حداکثر مقاومت = 0.5W.

9. رابط تلفن و گوشی

9.1 Choke را در رابط بین نوک و حلقه قرار دهید.
9.2 روش جداسازی خط تلفن مشابه روش منبع تغذیه با استفاده از روش هایی مانند افزودن ترکیب اندوکتانس، چوک و خازن است.با این حال، جدا کردن خط تلفن دشوارتر و قابل توجه تر از جدا کردن منبع تغذیه است.روش کلی این است که موقعیت های این دستگاه ها را برای تنظیم در طول صدور گواهینامه تست عملکرد/EMI رزرو کنید.