Kuinka parantaa johdotuksen tehokkuutta PCB-suunnittelussa

Jos mietit, miten voit parantaa johdotuksen tehokkuutta piirilevysuunnittelussasi, olet tullut oikeaan paikkaan. Tässä artikkelissa käsitellään muun muassa yhteisten maadoitusten käyttöä piirilevylläsi, kuparipinnoitetun tehokerroksen käyttöä ja 45 asteen kulmaraitojen käyttöä. Siinä käsitellään myös ohjelmistosimulointipakettien käyttöä.

Yhteinen maa piirilevyssä

Piirilevyn yhteinen maadoitus on tärkeä sähköpiirien suunnittelutekijä. Jos yhteistä maata ei ole, signaalit eivät välttämättä palaudu asianmukaisesti lähteeseen. Tämä johtuu siitä, että erilaiset maapotentiaalit piirin eri osissa aiheuttavat sen, että virta pomppii ja kulkee lyhyempiä reittejä kuin on tarkoitus. Tämän vuoksi piirilevyjen väliset lähetys- ja paluumaayhteydet on suunniteltava vastaavasti. Erityisesti dynaamisen vaihtelun suunnittelu on tärkeää pitkien etäisyyksien kaapeleissa. Yhteismuotoisia kuristimia ja optisia erottimia voidaan käyttää tämän vaihtelun pitämiseksi hallinnassa.

Piirilevyssä on useita kerroksia, joista jokainen on liitettävä toisiinsa. Johtavat renkaat on mahdollista poistaa käyttämällä moniviivoja. Sen lisäksi, että läpiviennit tarjoavat johtavan väylän kerrosten välille, ne voivat vähentää loismaadoitusongelmia. Läpivientejä voidaan myös sijoittaa eri paikkoihin. Vaikka ne vievät tilaa piirilevyllä, hyvä läpivientien sijoittelu varmistaa, että jokaisella signaalilla on riittävä paluupolku eikä se aiheuta maasilmukkaa.

Kuparipinnoitetun tehokerroksen käyttö

Kuparin käytöllä piirilevyissä on useita etuja. Ensinnäkin kuparikerros pienentää signaalijohtojen paluupinta-alaa. Toiseksi se vähentää ulkoisesta ympäristöstä tulevien sähkömagneettisten häiriöiden vaikutuksia. Kolmanneksi piirilevyn kuparikerros parantaa sen sähkö- ja lämmönjohtavuutta.

Raskaita kuparipiirejä on käytetty pitkään sotilas- ja ilmailu- ja avaruussovellusten tehoelektroniikkatuotteissa, mutta ne ovat viime aikoina yleistyneet myös teollisissa sovelluksissa. Markkinoiden kasvavat vaatimukset tulevat todennäköisesti laajentamaan sen käyttöä edelleen lähitulevaisuudessa. Me PCBA123:lla tarjoamme raskaankuparisten piirilevyjen suunnittelu- ja valmistuspalveluja.

Kun elektroniikkateollisuus siirtyy kohti suurempia tehotiheyksiä ja pienentämistä, lämmönmuodostus on yleinen huolenaihe. Tämän ongelman torjumiseksi kuparikerrokset on usein upotettu monikerroksisiin piirilevyihin, jotta lämmöntuottoon saadaan lisätilaa. Näitä piirilevyjä voi kuitenkin olla vaikea valmistaa, ja ne saattavat vaatia aukkotäytteen käyttöä.

45 asteen kulmaraitojen käyttö

Insinöörit eivät useinkaan suosittele 45 asteen kulmaraitojen käyttöä piirilevysuunnittelussa. Terävät kulmat aiheuttavat ongelmia valmistettavuuden kanssa. Metalli on altis laajenemiselle ja supistumiselle terävissä kulmissa. Lisäksi etsausprosessi on vaikeampi, kun jälki on kulmassa. Seurauksena on kapeampi jäljen leveys ja suurempi oikosulkujen riski.

90 asteen kulmassa olevia jälkiä ei suositella painetuille piirilevyille niiden aiheuttamien RF-häiriöiden vuoksi. 90 asteen jäljet eivät kuitenkaan ole täysin hyödyttömiä - ne voidaan korvata 45 asteen kulmaraidoilla. Vaikka RF-häiriöihin liittyy joitakin haittoja, ne eivät ole riittäviä, jotta 90 asteen kulmaraidat eivät soveltuisi.

Kulmattomien jälkien etuna on myös se, että niiden avulla voidaan vähentää huomattavasti johtimien pituutta ja pinta-alaa. Jos esimerkiksi sijoitat kaksi tai useampia samanlaisia komponentteja samalle piirilevylle, sinun tarvitsee reitittää vain yksi johdin kahden sijaan. Lisäksi kunkin johtimen pituus vähenee jopa kaksinkertaiseksi.

Simulointiohjelmistojen käyttö

Ohjelmistosimulointipakettien käyttäminen johdotuksen tehokkuuden parantamiseen piirilevysuunnittelun aikana voi olla tehokas työkalu suunnittelijoille. Se voi nopeuttaa heidän työtään huomattavasti. Proteus-ohjelmisto on yksi tällainen ratkaisu. Se on helppokäyttöinen ja siinä on monia ominaisuuksia. Sen avulla käyttäjät voivat esimerkiksi mukauttaa projektimallejaan ja muokata työkalujen pikavalintoja. Ohjelmisto on myös ilmainen ja sitä voi käyttää eri alustoilla.

Simulointipakettien käyttö on erinomainen tapa varmistaa, että piirilevy on suunniteltu oikein ja että se toimii oikein. On tärkeää valita ohjelmisto, jolla voidaan simuloida sekä analogisia että digitaalisia piirejä. Sinun tulisi myös valita sellainen, joka tukee erilaisia tulo- ja lähtöformaatteja.

PCB123 on toinen hyvä vaihtoehto. Se on ladattavissa ilmaiseksi, ja sen järjestelmävaatimukset ovat alhaiset. Se tarjoaa myös rajoittamattoman määrän porakokoja, aukkoja ja leikkauksia, ja sillä on rajoittamaton käyttäjätuki.