بعض المبادئ الملخصة في تصميم لوحة PCB

نلخص بعض المبادئ أثناء تصميمات لوحات الدوائر المطبوعة:

تَخطِيط

1.  يشير التخطيط إلى التخطيط المعقول لمكونات الدائرة. أي نوع من التنسيب هو معقول. المبدأ البسيط هو التقسيم المعياري والواضح. وهذا يعني أن الأشخاص الذين لديهم أساس دائرة معينة يمكنهم معرفة لوحة الدوائر المطبوعة المستخدمة لتحقيق الوظائف.

2. خطوات التصميم المحددة: أولاً، قم بإنشاء ملف لوحة الدوائر المطبوعة الأولي استنادًا إلى المخطط، وأكمل التخطيط المسبق للوحة الدوائر المطبوعة، وحدد منطقة التخطيط النسبية للوحة الدوائر المطبوعة، ثم أخبر الهيكل بأن الهيكل على أساس المنطقة التي نقدمها. ثم قم بتوفير قيود محددة بناءً على تصميم الهيكل العام.

3. بناءً على القيود الهيكلية، أكمل رسم حواف اللوحة وفتحات الموضع وبعض المناطق المحظورة، ثم ضع الموصلات.

4. مبدأ وضع المكونات: بشكل عام، يتم وضع وحدة التحكم الدقيقة للتحكم الرئيسي (MCU) في وسط لوحة الدائرة، ويتم وضع دائرة الواجهة بالقرب من الواجهة (مثل منافذ الشبكة، USB، VGA، وما إلى ذلك)، تحتوي معظم الواجهات على وظائف الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي والتصفية. المبدأ المتبع هو الحماية قبل التصفية.

5. التالي هو وحدة الطاقة. عادةً، يتم وضع وحدة الطاقة الرئيسية عند مدخل الطاقة (مثل 5 فولت في النظام). يمكن وضع وحدات الطاقة المستقلة (مثل 2.5 فولت التي توفرها دوائر الوحدات) في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية داخل نفس شبكة إمداد الطاقة وفقًا للظروف الفعلية.

6. بعض الدوائر الداخلية غير متصلة بالموصل. نتبع عادة مبدأ أساسيًا: تقسيم المناطق بسرعة عالية ومنخفضة السرعة، وتقسيم المناطق التناظرية والرقمية، ومصدر التداخل، وتقسيم مناطق الاستقبال الحساسة.

7. بعد ذلك، بالنسبة لوحدات الدوائر الفردية، يتم التصميم بناءً على اتجاه التدفق الحالي أثناء تصميم الدوائر.

التصميم العام للدائرة يشبه هذا تقريبًا، ونرحب بإضافته وتصحيحه.

الأسلاك

1. إن الشرط الأساسي لتوصيل الأسلاك هو ضمان الاتصال الفعال للجميع

الشبكات. من السهل تحقيق الاتصال، لكن الفعالية مفهوم غامض. في الواقع، هناك نوعان فقط من الإشارات في الدائرة: الإشارات الرقمية والإشارات التناظرية. بالنسبة للدوائر الرقمية، يجب ضمان تحمل كافٍ للضوضاء، بينما بالنسبة للإشارات التناظرية، يجب تحقيق خسارة صفر قدر الإمكان.

2. قبل الأسلاك، من الضروري عادةً فهم التصميم الرقائقي للوحة الدوائر المطبوعة بالكامل، أي تخطيط جميع طبقات الأسلاك إلى: طبقة الأسلاك المثالية وطبقة الأسلاك دون المستوى الأمثل....، طبقة الأسلاك المثالية، والتي تشير إلى تُستخدم طبقة التأريض الكاملة المجاورة عمومًا لوضع إشارات مهمة (بما في ذلك جميع الإشارات في DDR والإشارات التفاضلية والإشارات التناظرية وما إلى ذلك). تمر الإشارات الأخرى (I2C، UART، SPI، GPIO) عبر طبقات أخرى وتضمن وجود الإشارات ذات الصلة لتلك الدائرة فقط (مثل DDR ومنافذ الشبكة وما إلى ذلك) في المجالات المهمة.

3. في أسلاك الإشارة عالية السرعة، يجب مراعاة الانعكاس والتداخل والتوافق الكهرومغناطيسي وقضايا أخرى، لذا فإن مطابقة المعاوقة مطلوبة بشكل عام، مثل الخط الفردي 50R، والخط التفاضلي 100R، وما إلى ذلك. يجب أن يسود التصميم الفعلي ( المبدأ هو ضمان مقاومة متساوية ومستمرة). يأخذ الحديث المتقاطع بشكل أساسي مبدأ 3W/2W، ومعالجة التأريض الجماعي، وما إلى ذلك.

4. يجب أن يضمن مصدر الطاقة ودائرة الطاقة أولاً قدرة حمل كافية، أي أن دائرة مصدر الطاقة بأكملها يجب أن تكون سميكة وقصيرة قدر الإمكان. من منظور التوافق الكهرومغناطيسي، يُطلق على الصدى اسم الحلقة، التي تشكل هوائيًا حلقيًا وتشع إلى الخارج، وبالتالي تقليل مساحة الحلقة قدر الإمكان.

التأريض

1. يعد تصميم التأريض والتأريض مهمًا جدًا في تصميم لوحات الدوائر المطبوعة، حيث أن التأريض هو مستوى مرجعي مهم. إذا كانت هناك مشكلة في تصميم طبقة التأريض، فلا يمكن للإشارات الأخرى أن تكون مستقرة.

2. عادة، يمكننا تقسيمها إلى تأريض الهيكل وتأريض النظام. كما يوحي الاسم، فإن تأريض الهيكل هو تأريض وصلة الصفائح المعدنية للمنتج، وتأريض النظام هو المستوى المرجعي لنظام الدائرة بأكمله.

3. المبدأ العملي للأنظمة العامة والخزانات هو أن الخزانة مقسمة إلى تأريض ونظام، ثم يتم توصيلها بمكثفات الجهد العالي من خلال الخرز المغناطيسي أو التوصيلات متعددة النقاط.

4. على النظام: من الناحية الوظيفية، فهو ينقسم إلى رقمي، وتناظري، ومزود بالطاقة. (كان هناك دائمًا جدل حول تقسيم الأراضي. وأنا أتيت من هنا).

أولا، مع تخطيط معقول جدا، أعتقد أنه يمكن تقسيم الأرض. معنى التخطيط معقول جدًا، أي أن المنطقة الرقمية بها إشارات رقمية فقط، والمنطقة التناظرية بها إشارات تناظرية فقط، ومنطقة الطاقة بها إشارات طاقة فقط، وهناك طبقة تأريض كاملة أدناه. نظرًا لأن التيار والتيار متشابهان جدًا، فإن كلاهما يتدفق إلى الأسفل ولديهما طبقة تأريض كاملة تحتهما. ولذلك، واستنادًا إلى مبدأ الأقصر والأدنى، فإنها تتدفق مباشرة عائدة إلى الأسفل دون الهروب إلى أماكن أخرى.

إلا أنه في بعض الحالات لا يكون مثالياً، وتوجد بعض التقاطعات في مناطق مختلفة. في هذه المرحلة، من الشائع اختيار نقطة فهم واحدة واستخدام مقاومات 0R (لا يُنصح باستخدام الخرز المغناطيسي نظرًا لأن له تأثيرات ترشيح عند الترددات العالية). تقع المقاومة في المنطقة ذات التقاطع الأكثر كثافة وأصغر مساحة للتدفق.