1. Quy tắc chung
1.1 Khu vực đấu dây tín hiệu kỹ thuật số, analog và DAA được phân chia sẵn trên PCB.
1.2 Các thành phần kỹ thuật số và analog và hệ thống dây tương ứng nên được tách biệt càng nhiều càng tốt và đặt trong khu vực đấu dây riêng của chúng.
1.3 Dấu vết tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao phải càng ngắn càng tốt.
1.4 Giữ dấu vết tín hiệu tương tự nhạy cảm càng ngắn càng tốt.
1.5 Phân bố nguồn điện và mặt bằng hợp lý.
1.6 DGND, AGND và trường được tách biệt.
1.7 Sử dụng dây rộng để cấp nguồn và theo dõi tín hiệu quan trọng.
1.8 Mạch kỹ thuật số được đặt gần giao diện DTE bus/nối tiếp song song và mạch DAA được đặt gần giao diện đường dây điện thoại.
2. Vị trí thành phần
2.1 Trong sơ đồ mạch hệ thống:
a) Chia mạch kỹ thuật số, mạch tương tự, mạch DAA và các mạch liên quan;
b) Phân chia các thành phần số, tương tự, hỗn hợp số/tương tự trong từng mạch;
c) Chú ý đến vị trí của các chân cấp nguồn và tín hiệu của từng chip IC.
2.2 Phân chia sơ bộ khu vực đi dây của các mạch kỹ thuật số, analog và DAA trên PCB (tỷ lệ chung 2/1/1), đồng thời giữ các thành phần kỹ thuật số và analog và hệ thống dây tương ứng của chúng càng xa càng tốt và giới hạn chúng trong phạm vi tương ứng các khu vực đi dây.
Lưu ý: Khi mạch DAA chiếm tỷ lệ lớn, sẽ có nhiều dấu vết tín hiệu điều khiển/trạng thái đi qua khu vực đấu dây của nó, có thể điều chỉnh theo quy định của địa phương, chẳng hạn như khoảng cách thành phần, triệt tiêu điện áp cao, giới hạn dòng điện, v.v.
2.3 Sau khi chia sơ bộ xong bắt đầu đặt các linh kiện từ Connector và Jack:
a) Vị trí của phích cắm được dành riêng xung quanh Đầu nối và Giắc cắm;
b) Chừa khoảng trống cho dây nguồn và dây nối đất xung quanh các bộ phận;
c) Bố trí vị trí của plug-in tương ứng xung quanh Socket.
2.4 Ưu tiên các linh kiện hybrid (như thiết bị Modem, chip chuyển đổi A/D, D/A, v.v.):
a) Xác định hướng bố trí của các thành phần và cố gắng đặt các chân tín hiệu số và tín hiệu tương tự đối diện với khu vực đi dây tương ứng của chúng;
b) Đặt các thành phần tại điểm nối của khu vực định tuyến tín hiệu số và tín hiệu tương tự.
2.5 Đặt tất cả các thiết bị analog:
a) Đặt các linh kiện mạch tương tự, kể cả mạch DAA;
b) Các thiết bị analog được đặt gần nhau và đặt trên một mặt của PCB bao gồm các vết tín hiệu TXA1, TXA2, RIN, VC và VREF;
c) Tránh đặt các thành phần nhiễu cao xung quanh các dấu vết tín hiệu TXA1, TXA2, RIN, VC và VREF;
d) Đối với các mô-đun DTE nối tiếp, DTE EIA/TIA-232-E
Bộ thu/trình điều khiển của các tín hiệu giao diện sê-ri phải càng gần với Đầu nối càng tốt và cách xa đường truyền tín hiệu đồng hồ tần số cao để giảm/tránh việc bổ sung các thiết bị khử nhiễu trên mỗi đường truyền, chẳng hạn như cuộn cảm và tụ điện.
2.6 Đặt linh kiện số và tụ tách sóng:
a) Các bộ phận kỹ thuật số được đặt liền nhau để giảm chiều dài của hệ thống dây dẫn;
b) Đặt một tụ điện tách rời 0,1uF giữa nguồn điện và mặt đất của IC, đồng thời giữ cho các dây kết nối càng ngắn càng tốt để giảm EMI;
c) Đối với các mô-đun bus song song, các thành phần gần nhau
Đầu nối được đặt ở cạnh để tuân thủ tiêu chuẩn giao diện bus ứng dụng, chẳng hạn như chiều dài của đường bus ISA được giới hạn ở 2,5 inch;
d) Đối với môđun DTE nối tiếp, mạch giao diện gần với Đầu nối;
e) Mạch tạo dao động tinh thể phải càng gần thiết bị điều khiển của nó càng tốt.
2.7 Dây nối đất của mỗi khu vực thường được kết nối tại một hoặc nhiều điểm với điện trở hoặc hạt 0 Ohm.
3. Định tuyến tín hiệu
3.1 Trong định tuyến tín hiệu modem, các đường tín hiệu dễ bị nhiễu và các đường tín hiệu dễ bị nhiễu phải được giữ càng xa càng tốt.Nếu bất khả kháng thì dùng đường tín hiệu trung tính để cách ly.
3.2 Dây tín hiệu kỹ thuật số nên được đặt trong khu vực dây tín hiệu kỹ thuật số càng nhiều càng tốt;
Dây tín hiệu tương tự nên được đặt trong khu vực dây tín hiệu tương tự càng nhiều càng tốt;
(Các dấu cách ly có thể được đặt trước để giới hạn ngăn chặn các dấu vết định tuyến ra khỏi khu vực định tuyến)
Dấu vết tín hiệu kỹ thuật số và dấu vết tín hiệu tương tự vuông góc với nhau để giảm khớp nối chéo.
3.3 Sử dụng các dấu vết cách ly (thường là nối đất) để giới hạn các dấu vết tín hiệu tương tự với khu vực định tuyến tín hiệu tương tự.
a) Các vết đất cách ly trong khu vực tương tự được bố trí trên cả hai mặt của bo mạch PCB xung quanh khu vực đi dây tín hiệu tương tự, với chiều rộng đường dây từ 50-100 triệu;
b) Các dấu vết mặt đất bị cô lập trong khu vực kỹ thuật số được định tuyến xung quanh khu vực đấu dây tín hiệu số ở cả hai mặt của bảng PCB, với chiều rộng đường là 50-100 triệu và chiều rộng của một mặt của bảng PCB phải là 200 triệu.
3.4 Chiều rộng đường tín hiệu giao diện bus song song > 10mil (thường là 12-15mil), chẳng hạn như /HCS, /HRD, /HWT, /RESET.
3.5 Độ rộng đường truyền của tín hiệu tương tự >10 triệu (thường là 12-15 triệu), chẳng hạn như MICM, MICV, SPKV, VC, VREF, TXA1, TXA2, RXA, TELIN, TELOUT.
3.6 Tất cả các dấu vết tín hiệu khác phải càng rộng càng tốt, chiều rộng của đường phải >5 triệu (nói chung là 10 triệu) và dấu vết giữa các thành phần phải càng ngắn càng tốt (cần cân nhắc trước khi đặt thiết bị).
3.7 Chiều rộng đường dây của tụ điện rẽ nhánh tới IC tương ứng phải >25mil và nên tránh sử dụng vias càng nhiều càng tốt.3.8 Đường dây tín hiệu đi qua các khu vực khác nhau (chẳng hạn như tín hiệu điều khiển/trạng thái tốc độ thấp điển hình) nên đi qua các dây nối đất cách ly tại một điểm (ưu tiên) hoặc hai điểm.Nếu dấu vết chỉ ở một bên, thì dấu vết mặt đất bị cô lập có thể đi sang phía bên kia của PCB để bỏ qua dấu vết tín hiệu và giữ cho nó liên tục.
3.9 Tránh sử dụng các góc 90 độ để định tuyến tín hiệu tần số cao và sử dụng các cung tròn hoặc góc 45 độ.
3.10 Định tuyến tín hiệu tần số cao nên giảm việc sử dụng các kết nối thông qua.
3.11 Giữ tất cả các dấu vết tín hiệu cách xa mạch dao động tinh thể.
3.12 Đối với định tuyến tín hiệu tần số cao, nên sử dụng một định tuyến liên tục duy nhất để tránh trường hợp một số đoạn định tuyến mở rộng từ một điểm.
3.13 Trong mạch DAA, hãy để khoảng trống ít nhất 60mil xung quanh lỗ thủng (tất cả các lớp).
4. Nguồn điện
4.1 Xác định mối quan hệ kết nối nguồn điện.
4.2 Trong khu vực đấu dây tín hiệu kỹ thuật số, sử dụng tụ điện điện phân 10uF hoặc tụ tantalum song song với tụ gốm 0,1uF rồi nối giữa nguồn điện và đất.Đặt một cái ở đầu đầu vào nguồn và đầu xa nhất của bảng mạch PCB để tránh xung điện đột ngột do nhiễu âm.
4.3 Đối với bo mạch hai mặt, trong cùng một lớp với mạch tiêu thụ điện, hãy bao quanh mạch bằng các vạch nguồn có chiều rộng đường kẻ là 200 triệu ở cả hai bên.(Mặt khác phải được xử lý giống như mặt đất kỹ thuật số)
4.4 Nói chung, các dấu vết nguồn được bố trí trước, sau đó mới bố trí các dấu vết tín hiệu.
5. mặt đất
5.1 Trong bảng hai mặt, các khu vực không sử dụng xung quanh và bên dưới các thành phần kỹ thuật số và tương tự (ngoại trừ DAA) được lấp đầy bằng các khu vực kỹ thuật số hoặc tương tự và các khu vực giống nhau của mỗi lớp được kết nối với nhau và các khu vực giống nhau của các lớp khác nhau được kết nối được kết nối thông qua nhiều vias : Chân DGND của Modem được kết nối với vùng tiếp đất kỹ thuật số và chân AGND được kết nối với vùng tiếp đất tương tự;vùng tiếp đất kỹ thuật số và vùng tiếp đất tương tự được phân tách bằng một khoảng cách thẳng.
5.2 Trong bảng bốn lớp, sử dụng các khu vực tiếp đất kỹ thuật số và tương tự để bao phủ các thành phần kỹ thuật số và tương tự (ngoại trừ DAA);chân DGND của Modem được kết nối với vùng tiếp đất kỹ thuật số và chân AGND được kết nối với vùng tiếp đất tương tự;vùng tiếp đất kỹ thuật số và vùng tiếp đất tương tự được sử dụng cách nhau một khoảng cách thẳng.
5.3 Nếu cần có bộ lọc EMI trong thiết kế, nên dành một khoảng trống nhất định tại ổ cắm giao diện.Hầu hết các thiết bị EMI (hạt/tụ điện) có thể được đặt trong khu vực này;kết nối với nó.
5.4 Nên tách riêng nguồn điện của từng mô-đun chức năng.Các mô-đun chức năng có thể được chia thành: giao diện bus song song, màn hình hiển thị, mạch kỹ thuật số (SRAM, EPROM, Modem) và DAA, v.v. Chỉ có thể kết nối nguồn/tiếp đất của mỗi mô-đun chức năng tại nguồn cấp/tiếp đất.
5.5 Đối với các mô-đun DTE nối tiếp, hãy sử dụng tụ tách rời để giảm ghép nguồn và thực hiện tương tự đối với đường dây điện thoại.
5.6 Dây nối đất được kết nối qua một điểm, nếu có thể, hãy sử dụng Hạt;nếu cần triệt tiêu EMI, hãy cho phép nối dây nối đất ở những nơi khác.
5.7 Tất cả các dây nối đất phải càng rộng càng tốt, 25-50mil.
5.8 Các dấu vết của tụ điện giữa tất cả nguồn điện/mặt đất của IC phải càng ngắn càng tốt và không được sử dụng lỗ thông qua.
6. Mạch dao động tinh thể
6.1 Tất cả các dấu vết được kết nối với các đầu vào/đầu ra của bộ tạo dao động tinh thể (chẳng hạn như XTLI, XTLO) phải càng ngắn càng tốt để giảm ảnh hưởng của nhiễu nhiễu và điện dung phân tán trên Tinh thể.Dấu vết XTLO phải càng ngắn càng tốt và góc uốn không được nhỏ hơn 45 độ.(Vì XTLO được kết nối với trình điều khiển có thời gian tăng nhanh và dòng điện cao)
6.2 Không có lớp nối đất trong bảng hai mặt và dây nối đất của tụ dao động tinh thể phải được nối với thiết bị bằng một dây ngắn càng rộng càng tốt
Chân DGND gần nhất với bộ tạo dao động tinh thể và giảm thiểu số lượng vias.
6.3 Nếu có thể, hãy nối đất hộp pha lê.
6.4 Kết nối điện trở 100 Ohm giữa chân XTLO và nút tinh thể/tụ điện.
6.5 Nối đất của tụ dao động tinh thể được nối trực tiếp với chân GND của Modem.Không sử dụng khu vực nối đất hoặc dấu vết nối đất để kết nối tụ điện với chân GND của Modem.
7. Thiết kế Modem độc lập sử dụng giao diện EIA/TIA-232
7.1 Sử dụng vỏ kim loại.Nếu cần vỏ nhựa, nên dán lá kim loại bên trong hoặc phun vật liệu dẫn điện để giảm EMI.
7.2 Đặt các Cuộn cảm cùng kiểu trên mỗi dây nguồn.
7.3 Các thành phần được đặt cùng nhau và gần với Đầu nối của giao diện EIA/TIA-232.
7.4 Tất cả các thiết bị EIA/TIA-232 được kết nối riêng với nguồn/tiếp đất từ nguồn điện.Nguồn điện/nối đất phải là đầu vào nguồn trên bo mạch hoặc đầu ra của chip ổn áp.
7.5 Cáp tín hiệu EIA/TIA-232 nối đất với nối đất kỹ thuật số.
7.6 Trong các trường hợp sau, tấm chắn cáp EIA/TIA-232 không cần kết nối với vỏ Modem;kết nối trống;kết nối với mặt đất kỹ thuật số thông qua một hạt;cáp EIA/TIA-232 được kết nối trực tiếp với mặt đất kỹ thuật số khi một vòng từ tính được đặt gần vỏ Modem.
8. Hệ thống dây điện của các tụ mạch VC và VREF phải càng ngắn càng tốt và được đặt ở khu vực trung tính.
8.1 Kết nối cực dương của tụ điện điện phân VC 10uF và tụ điện VC 0,1uF với chân VC (PIN24) của Modem thông qua một sợi dây riêng.
8.2 Kết nối cực âm của tụ điện điện phân 10uF VC và tụ điện VC 0,1uF với chân AGND (PIN34) của Modem thông qua một Hạt và sử dụng một dây độc lập.
8.3 Kết nối cực dương của tụ điện 10uF VREF và tụ VC 0,1uF với chân VREF (PIN25) của Modem thông qua một sợi dây riêng.
8.4 Kết nối cực âm của tụ điện điện phân 10uF VREF và tụ điện VC 0,1uF với chân VC (PIN24) của Modem thông qua một dấu vết độc lập;lưu ý rằng nó độc lập với dấu vết 8.1.
VREF ——+——–+
┿ 10u ┿ 0,1u
VC ——+——–+
┿ 10u ┿ 0,1u
+——–+—–~~~~~~—+ AGND
Hạt được sử dụng phải đáp ứng:
Trở kháng = 70W ở 100MHz;;
dòng định mức = 200mA;;
Điện trở tối đa = 0,5W.
9. Giao diện điện thoại và thiết bị cầm tay
9.1 Đặt Cuộn cảm ở giao diện giữa Đầu và Chuông.
9.2 Phương pháp tách rời đường dây điện thoại tương tự như phương pháp tách nguồn điện, sử dụng các phương pháp như thêm tổ hợp điện cảm, cuộn cảm và tụ điện.Tuy nhiên, việc tách rời đường dây điện thoại khó khăn hơn và cần lưu ý hơn so với việc tách nguồn điện.Thông lệ chung là giữ nguyên vị trí của các thiết bị này để điều chỉnh trong quá trình chứng nhận kiểm tra hiệu suất/EMI.
Thời gian đăng: May-11-2023