Nan konsepsyon PCB, poukisa diferans ki genyen ant sikwi analòg ak sikwi dijital tèlman gwo?

Nimewo a nan konsèpteur dijital ak ekspè nan konsepsyon tablo sikwi dijital nan jaden an jeni ap toujou ap ogmante, ki reflete tandans nan devlopman nan endistri a.Malgre ke anfaz la sou konsepsyon dijital te pote gwo devlopman nan pwodwi elektwonik, li toujou egziste, epi ap toujou gen kèk desen sikwi ki koòdone ak anviwònman analòg oswa reyèl.Estrateji fil elektrik nan jaden analòg ak dijital gen kèk resanblans, men lè ou vle jwenn pi bon rezilta, paske nan estrateji fil elektrik diferan yo, konsepsyon fil elektrik senp se pa solisyon an pi bon.

Atik sa a diskite sou resanblans debaz yo ak diferans ki genyen ant fil elektrik analòg ak dijital an tèm de kondansateur kontoune, ekipman pou pouvwa, konsepsyon tè, erè vòltaj, ak entèferans elektwomayetik (EMI) ki te koze pa fil elektrik PCB.

Ajoute kondansateur kontoune oswa dekoupaj sou tablo sikwi a ak kote kondansateur sa yo sou tablo a se bon sans pou desen dijital ak analòg.Men, enteresan an, rezon ki fè yo diferan.

Nan konsepsyon fil elektrik analòg, kondansateur kontoune yo anjeneral yo itilize kontoune siyal wo-frekans sou ekipman pou pouvwa a.Si kondansateur kontoune yo pa ajoute, siyal segondè-frekans sa yo ka antre nan chips analòg sansib atravè broch ekipman pou pouvwa yo.Anjeneral pale, frekans siyal wo-frekans sa yo depase kapasite aparèy analòg pou siprime siyal wo-frekans yo.Si kondansateur kontoune a pa itilize nan kous analòg la, bri yo ka prezante nan chemen siyal la, ak nan ka ki pi grav, li ka menm lakòz Vibration.

Nan konsepsyon PCB analòg ak dijital, kondansateur kontoune oswa dekouplage (0.1uF) yo ta dwe mete pi pre aparèy la ke posib.Yo ta dwe mete kondansateur dekoupling ekipman pou pouvwa a (10uF) nan antre liy elektrik la nan tablo sikwi a.Nan tout ka, broch kondansateur sa yo ta dwe kout.

Sou tablo sikwi a nan Figi 2, yo itilize diferan wout pou dirije fil kouran ak tè.Akòz koperasyon move sa a, eleman elektwonik ak sikui yo sou tablo sikwi a gen plis chans pou yo sijè a entèferans elektwomayetik.

Nan panèl la sèl nan Figi 3, pouvwa a ak fil tè nan eleman yo sou tablo a sikwi yo pre youn ak lòt.Rapò matche liy elektrik la ak liy tè a nan tablo sikwi sa a apwopriye jan yo montre nan Figi 2. Pwobabilite pou eleman elektwonik ak sikui nan tablo sikwi a sibi entèferans elektwomayetik (EMI) redwi pa 679/12.8 fwa oswa apeprè 54 fwa.
　　
Pou aparèy dijital tankou contrôleur ak processeur, kondansateur dekouplage yo tou obligatwa, men pou rezon diferan.Yon fonksyon nan kondansateur sa yo se aji kòm yon bank chaj "miniature".

Nan sikui dijital, yon gwo kantite kouran anjeneral oblije fè chanjman eta pòtay.Depi chanje kouran pasajè yo pwodwi sou chip la pandan chanje ak koule nan tablo sikwi a, li se avantaje pou gen plis "rezèv" chaj.Si pa gen ase chaj lè w ap fè aksyon an chanje, vòltaj ekipman pou pouvwa a pral chanje anpil.Twòp chanjman vòltaj pral lakòz nivo siyal dijital la antre nan yon eta ensèten, epi li ka lakòz machin eta a nan aparèy dijital la fonksyone mal.

Kouran an chanje ap koule tankou dlo nan tras sikwi a ap lakòz vòltaj la chanje, ak tras nan tablo sikwi gen inductance parazit.Ou ka itilize fòmil sa a pou kalkile chanjman vòltaj la: V = LdI/dt.Pami yo: V = chanjman vòltaj, L = tablo sikwi tras inductance, dI = aktyèl chanjman nan tras la, dt = aktyèl chanjman tan.
　　
Se poutèt sa, pou plizyè rezon, li pi bon pou aplike kondansateur kontoune (oswa dekouplage) nan ekipman pou pouvwa a oswa nan broch ekipman pou pouvwa nan aparèy aktif.

Yo ta dwe achemine kòd elektrik la ak fil tè a ansanm

Pozisyon kòd pouvwa a ak fil tè a byen matche pou diminye posiblite pou entèferans elektwomayetik.Si liy elektrik la ak liy tè a pa byen matche, yo pral fèt yon bouk sistèm epi gen anpil chans pou yo pwodwi bri.

Yon egzanp yon konsepsyon PCB kote liy elektrik la ak liy tè yo pa byen matche yo montre nan Figi 2. Sou tablo sikwi sa a, zòn bouk ki fèt la se 697cm².Sèvi ak metòd yo montre nan Figi 3, posiblite pou bri gaye sou oswa sou tablo sikwi a pwovoke vòltaj nan bouk la ka redwi anpil.

Diferans ki genyen ant estrateji fil elektrik analòg ak dijital

▍ Avyon tè a se yon pwoblèm

Konesans debaz nan fil elektrik tablo sikwi aplikab a tou de sikui analòg ak dijital.Yon règ debaz nan gwo pous se sèvi ak yon avyon tè san enteripsyon.Sans komen sa a diminye efè dI/dt (chanjman nan aktyèl ak tan) nan sikui dijital, ki chanje potansyèl tè a epi ki lakòz bri antre nan sikui analòg.

Teknik fil elektrik pou sikui dijital ak analòg yo fondamantalman menm, ak yon sèl eksepsyon.Pou sikui analòg, gen yon lòt pwen sonje, se sa ki, kenbe liy yo siyal dijital ak bouk nan avyon an tè osi lwen ke posib nan sikui yo analòg.Sa a ka reyalize pa konekte avyon an tè analòg ak koneksyon an tè sistèm separeman, oswa mete kous la analòg nan fen a byen lwen nan tablo sikwi a, ki se fen liy lan.Sa a se fè pou kenbe entèferans ekstèn lan sou chemen siyal la nan yon minimòm.

Pa gen okenn bezwen fè sa pou sikui dijital, ki ka tolere anpil bri sou avyon an tè san pwoblèm.

Figi 4 (gòch) izole aksyon switch dijital la soti nan kous analòg la epi separe pati dijital ak analòg nan kous la.(Adwat) Frekans segondè yo ak frekans ba yo ta dwe separe otank posib, ak konpozan frekans segondè yo ta dwe fèmen nan konektè tablo sikwi yo.

Figi 5 Layout de tras fèmen sou PCB a, li fasil pou fòme kapasite parazit.Akòz egzistans sa a kalite kapasite, yon chanjman vòltaj rapid sou yon sèl tras ka jenere yon siyal aktyèl sou lòt tras la.

Figi 6 Si ou pa peye atansyon sou plasman tras yo, tras yo nan PCB a ka pwodwi inductance liy ak inductance mityèl.Inductance parazit sa a trè danjere nan operasyon an nan sikui ki gen ladan sikui switch dijital.

▍Kote eleman yo

Kòm mansyone pi wo a, nan chak konsepsyon PCB, pati nan bri nan kous la ak pati "trankil" (pati ki pa bri) yo ta dwe separe.Anjeneral pale, sikui dijital yo "rich" nan bri epi yo pa sansib a bri (paske sikui dijital yo gen yon pi gwo tolerans bri vòltaj);okontrè, tolerans bri vòltaj nan sikui analòg se pi piti anpil.

Nan de yo, sikui analòg yo pi sansib pou chanje bri.Nan fil elektrik la nan yon sistèm siyal melanje, de sikwi sa yo ta dwe separe, jan yo montre nan Figi 4.
　　
▍Konpozan parazit ki te pwodwi pa konsepsyon PCB

De eleman debaz parazit ki ka lakòz pwoblèm yo fasil fòme nan konsepsyon PCB: kapasite parazit ak enduktans parazit.

Lè w ap desine yon tablo sikwi, mete de tras tou pre youn ak lòt ap jenere kapasite parazit.Ou ka fè sa: Sou de kouch diferan, mete yon tras sou lòt tras la;oswa sou menm kouch la, mete yon tras akote lòt tras la, jan yo montre nan Figi 5.
　　
Nan de konfigirasyon tras sa yo, chanjman nan vòltaj sou tan (dV/dt) sou yon tras ka lakòz aktyèl sou lòt tras la.Si lòt tras la se gwo enpedans, aktyèl la ki te pwodwi pa jaden elektrik la pral konvèti nan vòltaj.
　　
Transient vòltaj rapid pi souvan rive sou bò dijital konsepsyon siyal analòg la.Si tras yo ak transient vòltaj rapid yo tou pre tras analòg wo-enpedans, erè sa a pral seryezman afekte presizyon nan kous analòg la.Nan anviwònman sa a, sikui analòg gen de dezavantaj: tolerans bri yo pi ba anpil pase sikui dijital yo;ak tras enpedans segondè yo pi komen.
　　
Sèvi ak youn nan de teknik sa yo ka diminye fenomèn sa a.Teknik ki pi souvan itilize se chanje gwosè ant tras selon ekwasyon kapasite a.Gwosè ki pi efikas pou chanje se distans ki genyen ant de tras yo.Li ta dwe remake ke varyab d la se nan denominatè a nan ekwasyon an kapasite.Kòm d ogmante, reaktans kapasitif la ap diminye.Yon lòt varyab ki ka chanje se longè de tras yo.Nan ka sa a, longè L la diminye, epi reaktans kapasitif ant de tras yo ap diminye tou.
　　
Yon lòt teknik se mete yon fil tè ant de tras sa yo.Fil tè a se enpedans ki ba, epi ajoute yon lòt tras tankou sa a pral febli jaden elektrik entèferans la, jan yo montre nan Figi 5.
　　
Prensip la nan enduktans parazit nan tablo sikwi a se menm jan ak sa yo ki nan kapasite parazit.Li se tou mete deyò de tras.Sou de kouch diferan, mete yon tras sou lòt tras la;oswa sou menm kouch la, mete yon tras akote lòt la, jan yo montre nan Figi 6.

Nan de konfigirasyon fil elektrik sa yo, chanjman aktyèl la (dI/dt) nan yon tras ak tan, akòz inductance nan tras sa a, pral jenere vòltaj sou menm tras la;ak akòz egzistans la nan inductance mityèl, li pral Yon aktyèl pwopòsyonèl pwodwi sou tras la lòt.Si chanjman nan vòltaj sou premye tras la gwo ase, entèferans ka diminye tolerans vòltaj la nan sikwi dijital la ak lakòz erè.Fenomèn sa a pa sèlman rive nan sikui dijital, men fenomèn sa a pi komen nan sikui dijital paske nan gwo kouran yo chanje enstantane nan sikui dijital.
　　
Pou elimine potansyèl bri ki soti nan sous entèferans elektwomayetik, li pi bon pou separe liy "trankil" analòg ak pò I/O ki fè bwi.Pou eseye reyalize yon pouvwa ki ba-enpedans ak rezo tè, yo ta dwe minimize inductans nan fil sikwi dijital, ak kouple kapasitif nan sikui analòg yo ta dwe minimize.
　　
03

Konklizyon

Apre yo fin detèmine ranje dijital ak analòg, routage atansyon esansyèl pou yon PCB siksè.Estrateji fil elektrik anjeneral prezante bay tout moun kòm yon règ nan gwo pous, paske li difisil pou teste siksè final la nan pwodwi a nan yon anviwònman laboratwa.Se poutèt sa, malgre resanblans ki genyen nan estrateji fil elektrik sikui dijital ak analòg, diferans ki genyen nan estrateji fil elektrik yo dwe rekonèt epi pran oserye.