Neljä sääntöä piirin leveyden ja välyksen määrittämiseksi

Piirin leveyden ja välyksen määrittämiseen on neljä perussääntöä. Näitä ovat x/y-sääntö, 2/2-sääntö, 90 asteen raidekulmasääntö ja piirilevyn pinoamissääntö. Näiden sääntöjen tunteminen helpottaa suunnittelua huomattavasti. Näiden ohjeiden käyttäminen auttaa sinua suunnittelemaan piirilevyn oikean piirileveyden ja -välin.

x/y-sääntö

Piirilevyä suunniteltaessa on tärkeää ottaa huomioon x/y-sääntö piirien leveyksien ja välysten asettamisessa. Tämä sääntö määrää levyn kahden piirin välisen leveyden. Esimerkiksi x/y-sääntö 12/12 tarkoittaa, että paikallisen piirin leveyden ja välyksen tulisi olla pienempi kuin sen pinta-ala. Sitä vastoin x/y-sääntö 10/10 tarkoittaa, että paikallisen piirin leveyden tulisi olla suurempi kuin sen ympäröivä alue.

2/2 sääntö

Kaksiosainen sääntö piirien leveyden ja välyksen asettamisesta viittaa piirien välisen tilan kokoon. Se tunnetaan myös nimellä pinta-alasääntö. Useimmissa tapauksissa leveys ja väli asetetaan samaan arvoon. Tämä sääntö on kuitenkin tehoton, jos väli on liian kapea. Tällöin oikosulkujen todennäköisyys kaksinkertaistuu.

Painetun piirilevyn jälkien leveys ja etäisyys toisistaan ovat kriittisiä suunnitteluprosessin kannalta. Vaikka suurin osa digitaalisesta reitityksestä perustuu oletusarvoihin, monimutkaisemmilla piirilevyillä voi olla jäljen leveyksiä, jotka on laskettava tarkasti kerroskasauman perusteella. Nopeat jäljet, joissa on herkkä impedanssi, saattavat vaatia suurempia välejä signaalin eheysongelmien välttämiseksi.

90 asteen jäljityskulmasääntö

Perinteisesti piirilevysuunnitteluala on välttänyt 90 asteen kulmia. Nykyaikaisissa piirilevyjen asettelutyökaluissa on mitering-ominaisuudet, jotka korvaavat automaattisesti 90 asteen kulmat kahdella 45 asteen kulmalla. Jos kuitenkin joudut luomaan asettelun, jossa on 90 asteen kulmia, niitä kannattaa välttää, sillä ne voivat johtaa antennimaisiin silmukoihin, jotka voivat lisätä induktanssia. Vaikka kulmien lieventäminen 135 asteeseen voi auttaa näissä tapauksissa, se ei ole kovin hyvä ratkaisu.

90 asteen jäljityskulmasääntöä piirien välejä ja leveyttä määritettäessä on sovellettava varovasti. Tämä johtuu siitä, että kulma luo epäjatkuvuuden, joka voi johtaa heijastuksiin ja säteilyyn. 90 asteen kulma on myös alttiimpi vaiheistuneille heijastuksille. Näin ollen on parasta välttää 90 asteen kulmia sisältävien kulmien käyttöä, ellet aio sijoittaa niitä erittäin ahtaisiin paikkoihin.

Toinen syy kulmien välttämiseen on se, että terävä kulma vie enemmän tilaa. Terävät kulmat ovat myös herkempiä ja aiheuttavat impedanssikatkoksia. Nämä ongelmat heikentävät signaalin uskollisuutta. Siksi nykyaikaiset piirilevyjen asetteluohjelmistot suosittelevat todennäköisemmin suorakulmaisia raitoja, eivätkä ne vaadi 45 asteen kulman reititystä.

PCB stack-up -sääntö

Piirilevyn leveyden ja välyksen PCB-pinoamissääntö on tärkeä opas monikerroksisia levyjä suunniteltaessa. Periaatteessa se tarkoittaa, että jos haluat varmistaa, että signaali on tasapainossa ja kulkee kulmasta toiseen, piirin leveys ja väli on asetettava sen mukaisesti. Usein leveys ja väli lasketaan ottamalla huomioon piirien impedanssi.

Hyvä pinoaminen mahdollistaa energian tasaisen jakautumisen, sähkömagneettisten häiriöiden poistamisen ja nopeiden signaalien tukemisen. Lisäksi se vähentää sähkömagneettista häiriötä ja varmistaa, että tuotteesi on luotettava. Hyvän pinoamisen hallintaan liittyy kuitenkin joitakin haasteita. Näiden ongelmien voittamiseksi sinun on käytettävä oikeita materiaaleja ja asetettava piirin leveys ja väli oikein. Hyvä PCB-pinoamisohjelmisto auttaa sinua näissä tehtävissä. Se auttaa sinua myös valitsemaan oikeat materiaalit monikerrosmalleihisi.

Kun kerrosten määrä kasvaa, myös piirilevyjen pinoamisvaatimukset kasvavat. Esimerkiksi yksinkertaisimmat pinoamiset koostuvat tyypillisesti nelikerroksisista piirilevyistä, kun taas monimutkaisemmat pinoamiset edellyttävät ammattimaista peräkkäistä laminointia. Suuremmat kerrosluvut antavat suunnittelijoille myös enemmän joustavuutta piirien asettelussa.