Cómo mejorar la eficiencia del cableado en el diseño de placas de circuito impreso

Si se pregunta cómo mejorar la eficiencia del cableado en su diseño de PCB, ha llegado al lugar adecuado. En este artículo se tratan temas como el uso de una toma de tierra común en la placa de circuito impreso, la utilización de una capa de alimentación recubierta de cobre y el uso de trazas en ángulo de 45 grados. También aborda el uso de paquetes de simulación de software.

Masa común en una placa de circuito impreso

Una toma de tierra común en una placa de circuito impreso es una característica de diseño importante para los circuitos eléctricos. En ausencia de masa común, es posible que las señales no vuelvan a la fuente correctamente. Esto se debe a que los diferentes potenciales de tierra en las distintas partes de un circuito hacen que la corriente rebote y recorra caminos más cortos que los previstos. Por ello, las conexiones a tierra de envío y retorno entre placas deben planificarse en consecuencia. En particular, la planificación de la variación dinámica es importante para los cables de larga distancia. Para mantener esta variación bajo control, pueden utilizarse choques de modo común y aislantes ópticos.

Una placa de circuito impreso tiene varias capas, cada una de las cuales debe estar conectada a otra. Es posible eliminar los anillos conductores utilizando múltiples vías. Además de proporcionar una vía conductora entre capas, las vías pueden reducir los problemas de conexión a tierra parásita. Las vías también pueden colocarse en distintos lugares. Aunque ocupan espacio en la placa de circuito impreso, una buena colocación de las vías garantizará que cada señal tenga una amplia vía de retorno y no provoque un bucle de masa.

Utilización de una capa de potencia revestida de cobre

El uso de cobre en las placas de circuito impreso tiene varias ventajas. En primer lugar, la capa de cobre reduce el área de retorno de las líneas de señal. En segundo lugar, disminuye los efectos de las interferencias electromagnéticas del entorno exterior. Y tercero, la capa de cobre en un PCB mejora su conductividad eléctrica y térmica.

Los circuitos de cobre pesado se han utilizado durante mucho tiempo en productos electrónicos de potencia para aplicaciones militares y aeroespaciales, pero recientemente han cobrado impulso en aplicaciones industriales. Es probable que las crecientes exigencias del mercado amplíen aún más su uso en un futuro próximo. En PCBA123 ofrecemos servicios de diseño y fabricación de circuitos impresos de cobre pesado.

A medida que la industria electrónica avanza hacia mayores densidades de potencia y miniaturización, la generación de calor es una preocupación común. Para combatir este problema, a menudo se incrustan capas de cobre en placas de circuito impreso multicapa con el fin de proporcionar espacio adicional para la disipación del calor. Sin embargo, estos PCB pueden ser difíciles de fabricar y pueden requerir el uso de relleno de huecos.

Uso de trazas en ángulo de 45 grados

Los ingenieros suelen desaconsejar el uso de trazas con ángulos de 45 grados en los diseños de placas de circuito impreso. Los ángulos agudos causan problemas de fabricación. El metal es susceptible a la expansión y contracción en ángulos agudos. Además, el proceso de grabado es más difícil cuando la traza está en ángulo. El resultado es una anchura de traza menor y un mayor riesgo de cortocircuitos.

Las trazas en ángulo de 90 grados no se recomiendan para las placas de circuito impreso debido a las interferencias de radiofrecuencia que generan. Sin embargo, las trazas en ángulo de 90 grados no son del todo inútiles: pueden sustituirse por trazas en ángulo de 45 grados. Aunque las interferencias de RF presentan algunas desventajas, no son suficientes para que los ángulos de 90 grados resulten inadecuados.

Otra ventaja de los trazados en cualquier ángulo es que pueden reducir drásticamente la longitud y el área de los cables. Por ejemplo, si coloca dos o más componentes idénticos en la misma placa de circuito impreso, sólo tendrá que trazar un cable en lugar de dos. Además, la longitud de cada cable se reduce hasta el doble.

Utilización de programas informáticos de simulación

El uso de paquetes de software de simulación para mejorar la eficiencia del cableado durante el diseño de placas de circuito impreso puede ser una herramienta poderosa para los diseñadores. Puede agilizar mucho su trabajo. El software Proteus es una de esas soluciones. Es fácil de usar y tiene muchas funciones. Por ejemplo, permite a los usuarios personalizar las plantillas de sus proyectos y los accesos directos a las herramientas. Además, el software es gratuito y puede utilizarse en varias plataformas.

Utilizar paquetes de simulación es una forma excelente de asegurarse de que la placa de circuito impreso se ha diseñado correctamente y funcionará como es debido. Es importante elegir un software que pueda simular circuitos analógicos y digitales. También debe elegir uno que admita diversos formatos de entrada y salida.

PCB123 es otra buena opción. Es de descarga gratuita y tiene bajos requisitos de sistema. También proporciona tamaños ilimitados de taladros, ranuras y recortes, y tiene soporte ilimitado para el usuario.