PCB యొక్క లేఅవుట్‌ను ఎలా హేతుబద్ధీకరించాలి?

డిజైన్‌లో, లేఅవుట్ ఒక ముఖ్యమైన భాగం.లేఅవుట్ యొక్క ఫలితం నేరుగా వైరింగ్ యొక్క ప్రభావాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది, కాబట్టి మీరు ఈ విధంగా ఆలోచించవచ్చు, PCB డిజైన్ యొక్క విజయంలో మొదటి అడుగు సహేతుకమైన లేఅవుట్.

ప్రత్యేకించి, ప్రీ-లేఅవుట్ అనేది మొత్తం బోర్డ్, సిగ్నల్ ఫ్లో, హీట్ డిస్సిపేషన్, స్ట్రక్చర్ మరియు ఇతర ఆర్కిటెక్చర్ గురించి ఆలోచించే ప్రక్రియ.ప్రీ-లేఅవుట్ విఫలమైతే, తరువాత ఎక్కువ ప్రయత్నం కూడా ఫలించదు.

1. మొత్తం పరిగణించండి

ఉత్పత్తి యొక్క విజయం లేదా కాదు, ఒకటి అంతర్గత నాణ్యతపై దృష్టి పెట్టడం, రెండవది మొత్తం సౌందర్యాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం, ఉత్పత్తి విజయవంతమైందని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం రెండూ మరింత ఖచ్చితమైనవి.
PCB బోర్డ్‌లో, కాంపోనెంట్‌ల లేఅవుట్ బ్యాలెన్స్‌డ్‌గా, చాలా తక్కువగా మరియు క్రమబద్ధంగా ఉండాలి, టాప్-హెవీ లేదా హెడ్ హెవీగా ఉండకూడదు.
PCB వైకల్యం చెందుతుందా?

ప్రక్రియ అంచులు రిజర్వ్ చేయబడాయా?

MARK పాయింట్లు రిజర్వ్ చేయబడి ఉన్నాయా?

బోర్డు పెట్టడం అవసరమా?

బోర్డు యొక్క ఎన్ని పొరలు, ఇంపెడెన్స్ నియంత్రణ, సిగ్నల్ షీల్డింగ్, సిగ్నల్ సమగ్రత, ఆర్థిక వ్యవస్థ, సాఫల్యతను నిర్ధారించగలవు?
 

2. తక్కువ-స్థాయి లోపాలను మినహాయించండి

ప్రింటెడ్ బోర్డ్ పరిమాణం ప్రాసెసింగ్ డ్రాయింగ్ పరిమాణంతో సరిపోలుతుందా?ఇది PCB తయారీ ప్రక్రియ అవసరాలను తీర్చగలదా?పొజిషనింగ్ మార్క్ ఉందా?

రెండు-డైమెన్షనల్, త్రీ-డైమెన్షనల్ స్పేస్‌లోని కాంపోనెంట్‌లు వైరుధ్యం లేదా?

భాగాల లేఅవుట్ క్రమంలో మరియు చక్కగా అమర్చబడిందా?గుడ్డ అంతా అయిపోయిందా?

తరచుగా భర్తీ చేయవలసిన భాగాలను సులభంగా మార్చవచ్చా?ఇన్సర్ట్ బోర్డ్‌ను పరికరాల్లోకి చొప్పించడం సౌకర్యంగా ఉందా?

థర్మల్ ఎలిమెంట్ మరియు హీటింగ్ ఎలిమెంట్ మధ్య సరైన దూరం ఉందా?

సర్దుబాటు చేయగల భాగాలను సర్దుబాటు చేయడం సులభమా?

హీట్ డిస్సిపేషన్ అవసరమైన చోట హీట్ సింక్ ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిందా?గాలి సజావుగా ప్రవహిస్తుందా?

సిగ్నల్ ప్రవాహం మృదువైనది మరియు అతి తక్కువ ఇంటర్‌కనెక్షన్ ఉందా?

ప్లగ్‌లు, సాకెట్లు మొదలైనవి మెకానికల్ డిజైన్‌కు విరుద్ధంగా ఉన్నాయా?

లైన్ యొక్క జోక్యం సమస్య పరిగణించబడుతుందా?

3. బైపాస్ లేదా డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్

వైరింగ్‌లో, అనలాగ్ మరియు డిజిటల్ పరికరాలలో ఈ రకమైన కెపాసిటర్‌లు అవసరం, బైపాస్ కెపాసిటర్‌కు కనెక్ట్ చేయబడిన వాటి పవర్ పిన్‌లకు దగ్గరగా ఉండాలి, కెపాసిటెన్స్ విలువ సాధారణంగా 0.1.μF. అమరిక యొక్క ప్రేరక ప్రతిఘటనను తగ్గించడానికి మరియు పరికరానికి వీలైనంత దగ్గరగా ఉండేలా వీలైనంత చిన్న పిన్స్.

బోర్డ్‌కు బైపాస్ లేదా డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్‌లను జోడించడం మరియు బోర్డులో ఈ కెపాసిటర్‌లను ఉంచడం అనేది డిజిటల్ మరియు అనలాగ్ డిజైన్‌ల రెండింటికీ ప్రాథమిక జ్ఞానం, కానీ వాటి విధులు భిన్నంగా ఉంటాయి.విద్యుత్ సరఫరా నుండి అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్‌లను దాటవేయడానికి బైపాస్ కెపాసిటర్లు తరచుగా అనలాగ్ వైరింగ్ డిజైన్‌లలో ఉపయోగించబడతాయి, లేకపోతే విద్యుత్ సరఫరా పిన్‌ల ద్వారా సున్నితమైన అనలాగ్ చిప్‌లను నమోదు చేయవచ్చు.సాధారణంగా, ఈ హై-ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్స్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ వాటిని అణచివేయడానికి అనలాగ్ పరికరం యొక్క సామర్థ్యాన్ని మించిపోయింది.బైపాస్ కెపాసిటర్లు అనలాగ్ సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడకపోతే, శబ్దం మరియు మరింత తీవ్రమైన సందర్భాల్లో, సిగ్నల్ మార్గంలో కంపనాన్ని ప్రవేశపెట్టవచ్చు.కంట్రోలర్‌లు మరియు ప్రాసెసర్‌ల వంటి డిజిటల్ పరికరాల కోసం, డికప్లింగ్ కెపాసిటర్‌లు కూడా అవసరమవుతాయి, అయితే వివిధ కారణాల వల్ల.ఈ కెపాసిటర్‌ల యొక్క ఒక విధి "మినియేచర్" ఛార్జ్ బ్యాంక్‌గా పని చేయడం, ఎందుకంటే డిజిటల్ సర్క్యూట్‌లలో, గేట్ స్టేట్ స్విచింగ్ (అంటే, స్విచ్ స్విచింగ్) చేయడానికి సాధారణంగా పెద్ద మొత్తంలో కరెంట్ అవసరమవుతుంది మరియు మారినప్పుడు ట్రాన్సియెంట్‌లు చిప్ మరియు ఫ్లోపై ఉత్పన్నమవుతాయి. బోర్డు ద్వారా, ఈ అదనపు "స్పేర్" ఛార్జీని కలిగి ఉండటం ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.”ఛార్జ్ ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.స్విచ్చింగ్ చర్యను నిర్వహించడానికి తగినంత ఛార్జ్ లేకపోతే, అది సరఫరా వోల్టేజ్‌లో పెద్ద మార్పుకు కారణమవుతుంది.వోల్టేజ్‌లో చాలా పెద్ద మార్పు డిజిటల్ సిగ్నల్ స్థాయిని అనిశ్చిత స్థితికి వెళ్లేలా చేస్తుంది మరియు డిజిటల్ పరికరంలోని స్టేట్ మెషీన్ తప్పుగా పనిచేయడానికి కారణం కావచ్చు.బోర్డు అమరిక ద్వారా ప్రవహించే స్విచింగ్ కరెంట్ వోల్టేజీని మార్చడానికి కారణమవుతుంది, బోర్డు అమరిక యొక్క పరాన్నజీవి ఇండక్టెన్స్ కారణంగా, వోల్టేజ్ మార్పును క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు: V = Ldl/dt ఇక్కడ V = వోల్టేజ్ L = బోర్డ్‌లో మార్పు అమరిక ఇండక్టెన్స్ dI = అమరిక ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్తులో మార్పు dt = ప్రస్తుత మార్పు సమయం కాబట్టి, వివిధ కారణాల వల్ల, విద్యుత్ సరఫరా వద్ద విద్యుత్ సరఫరా లేదా పవర్ పిన్‌ల వద్ద క్రియాశీల పరికరాలు బైపాస్ (లేదా డీకప్లింగ్) కెపాసిటర్‌లు చాలా మంచి అభ్యాసం. .

ఇన్పుట్ విద్యుత్ సరఫరా, ప్రస్తుత సాపేక్షంగా పెద్దది అయినట్లయితే, అది పొడవాటి మరియు అమరిక యొక్క ప్రాంతాన్ని తగ్గించడానికి సిఫార్సు చేయబడింది, ఫీల్డ్ అంతటా అమలు చేయవద్దు.

ఇన్‌పుట్‌లో స్విచ్చింగ్ శబ్దం విద్యుత్ సరఫరా అవుట్‌పుట్ యొక్క ప్లేన్‌తో జతచేయబడుతుంది.అవుట్పుట్ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క MOS ట్యూబ్ యొక్క స్విచ్చింగ్ శబ్దం ముందు దశ యొక్క ఇన్పుట్ విద్యుత్ సరఫరాను ప్రభావితం చేస్తుంది.

బోర్డులో అధిక కరెంట్ DCDC పెద్ద సంఖ్యలో ఉన్నట్లయితే, వివిధ పౌనఃపున్యాలు, అధిక కరెంట్ మరియు అధిక వోల్టేజ్ జంప్ జోక్యం ఉన్నాయి.

కాబట్టి మనం ఇన్‌పుట్ విద్యుత్ సరఫరా వైశాల్యాన్ని తగ్గించాలి.కాబట్టి విద్యుత్ సరఫరా లేఅవుట్ ఉన్నప్పుడు, ఇన్‌పుట్ పవర్ ఫుల్ బోర్డ్ రన్‌ను నివారించడాన్ని పరిగణించండి.

4. పవర్ లైన్లు మరియు గ్రౌండ్

పవర్ లైన్‌లు మరియు గ్రౌండ్ లైన్‌లు సరిపోయేలా బాగా అమర్చబడి ఉంటాయి, ఇవి విద్యుదయస్కాంత జోక్యం (EMl) యొక్క అవకాశాన్ని తగ్గించగలవు.పవర్ మరియు గ్రౌండ్ లైన్లు సరిగ్గా సరిపోకపోతే, సిస్టమ్ లూప్ రూపొందించబడుతుంది మరియు శబ్దం వచ్చే అవకాశం ఉంది.సరిగ్గా సరిపోని శక్తి మరియు గ్రౌండ్ PCB డిజైన్ యొక్క ఉదాహరణ చిత్రంలో చూపబడింది.ఈ బోర్డ్‌లో, క్లాత్ పవర్ మరియు గ్రౌండ్‌కి వేర్వేరు మార్గాలను ఉపయోగించండి, ఈ సరికాని ఫిట్ కారణంగా, బోర్డు యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలు మరియు లైన్లు విద్యుదయస్కాంత జోక్యం (EMI) ద్వారా ఎక్కువగా ఉండే అవకాశం ఉంది.

5. డిజిటల్-అనలాగ్ విభజన

ప్రతి PCB డిజైన్‌లో, సర్క్యూట్ యొక్క శబ్దం భాగం మరియు "నిశ్శబ్ద" భాగం (నాన్-నాయిస్ భాగం) వేరు చేయబడాలి.సాధారణంగా, డిజిటల్ సర్క్యూట్ శబ్దం జోక్యాన్ని తట్టుకోగలదు, మరియు శబ్దానికి సున్నితంగా ఉండదు (ఎందుకంటే డిజిటల్ సర్క్యూట్ పెద్ద వోల్టేజ్ నాయిస్ టాలరెన్స్‌ను కలిగి ఉంటుంది);దీనికి విరుద్ధంగా, అనలాగ్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ నాయిస్ టాలరెన్స్ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.రెండింటిలో, అనలాగ్ సర్క్యూట్లు శబ్దాన్ని మార్చడానికి అత్యంత సున్నితమైనవి.వైరింగ్ మిక్స్డ్-సిగ్నల్ సిస్టమ్స్‌లో, ఈ రెండు రకాల సర్క్యూట్‌లను వేరు చేయాలి.

సర్క్యూట్ బోర్డ్ వైరింగ్ యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు అనలాగ్ మరియు డిజిటల్ సర్క్యూట్‌లకు వర్తిస్తాయి.అంతరాయం లేని గ్రౌండ్ ప్లేన్‌ను ఉపయోగించడం ప్రాథమిక నియమం.ఈ ప్రాథమిక నియమం డిజిటల్ సర్క్యూట్‌లలో dI/dt (ప్రస్తుత సమయం వర్సెస్ సమయం) ప్రభావాన్ని తగ్గిస్తుంది ఎందుకంటే dI/dt ప్రభావం గ్రౌండ్ పొటెన్షియల్‌ను కలిగిస్తుంది మరియు అనలాగ్ సర్క్యూట్‌లోకి శబ్దం ప్రవేశించడానికి అనుమతిస్తుంది.డిజిటల్ మరియు అనలాగ్ సర్క్యూట్‌ల కోసం వైరింగ్ పద్ధతులు ఒక విషయం మినహా ప్రాథమికంగా ఒకే విధంగా ఉంటాయి.అనలాగ్ సర్క్యూట్‌ల కోసం గుర్తుంచుకోవలసిన మరో విషయం ఏమిటంటే, గ్రౌండ్ ప్లేన్‌లోని డిజిటల్ సిగ్నల్ లైన్లు మరియు లూప్‌లను అనలాగ్ సర్క్యూట్‌కు వీలైనంత దూరంగా ఉంచడం.సిస్టమ్ గ్రౌండ్ కనెక్షన్‌కు ప్రత్యేకంగా అనలాగ్ గ్రౌండ్ ప్లేన్‌ను కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా లేదా పంక్తి చివరిలో బోర్డు యొక్క చాలా చివరలో అనలాగ్ సర్క్యూట్రీని ఉంచడం ద్వారా దీనిని సాధించవచ్చు.సిగ్నల్ మార్గానికి బాహ్య జోక్యాన్ని కనిష్టంగా ఉంచడానికి ఇది జరుగుతుంది.డిజిటల్ సర్క్యూట్‌లకు ఇది అవసరం లేదు, ఇది సమస్యలు లేకుండా గ్రౌండ్ ప్లేన్‌లో పెద్ద మొత్తంలో శబ్దాన్ని తట్టుకోగలదు.

6. థర్మల్ పరిగణనలు

లేఅవుట్ ప్రక్రియలో, వేడి వెదజల్లడం గాలి నాళాలు, వేడి వెదజల్లడం చనిపోయిన చివరలను పరిగణలోకి అవసరం.

హీట్ సోర్స్ విండ్ వెనుక హీట్ సెన్సిటివ్ పరికరాలను ఉంచకూడదు.DDR వంటి కష్టతరమైన వేడిని వెదజల్లే గృహాల లేఅవుట్ స్థానానికి ప్రాధాన్యత ఇవ్వండి.థర్మల్ సిమ్యులేషన్ పాస్ కానందున పదేపదే సర్దుబాట్లను నివారించండి.