Come migliorare l'efficienza di cablaggio nella progettazione di PCB

Se vi state chiedendo come migliorare l'efficienza del cablaggio nella progettazione di una scheda PCB, siete nel posto giusto. Questo articolo affronta argomenti quali l'uso di una massa comune sul PCB, l'uso di uno strato di alimentazione rivestito di rame e l'uso di tracce con angolo di 45 gradi. Si parla anche dell'utilizzo di pacchetti di simulazione software.

Massa comune su un PCB

La messa a terra comune su un circuito stampato è una caratteristica importante per i circuiti elettrici. In assenza di una massa comune, i segnali potrebbero non tornare correttamente alla sorgente. Ciò è dovuto al fatto che i diversi potenziali di massa nelle varie parti di un circuito fanno sì che la corrente rimbalzi e percorra percorsi più brevi di quelli previsti. Per questo motivo, le connessioni di massa di invio e di ritorno tra le schede devono essere pianificate di conseguenza. In particolare, la pianificazione della variazione dinamica è importante per i cavi a lunga distanza. Per tenere sotto controllo questa variazione si possono usare induttanze di modo comune e isolatori ottici.

Un circuito stampato ha più strati, ognuno dei quali deve essere collegato l'uno all'altro. È possibile eliminare gli anelli conduttivi utilizzando più vias. Oltre a fornire un percorso conduttivo tra gli strati, i vias possono ridurre i problemi di messa a terra parassita. I vias possono anche essere collocati in posizioni diverse. Sebbene occupino spazio sul PCB, un buon posizionamento dei vias garantisce che ogni segnale abbia un ampio percorso di ritorno e non provochi un anello di terra.

Utilizzo di uno strato di potenza rivestito in rame

L'uso del rame sui circuiti stampati presenta diversi vantaggi. In primo luogo, lo strato di rame riduce l'area di ritorno delle linee di segnale. In secondo luogo, riduce gli effetti delle interferenze elettromagnetiche provenienti dall'ambiente esterno. In terzo luogo, il rivestimento in rame di un PCB ne migliora la conduttività elettrica e termica.

I circuiti in rame pesante sono stati a lungo utilizzati nei prodotti elettronici di potenza per applicazioni militari e aerospaziali, ma di recente hanno guadagnato terreno nelle applicazioni industriali. I crescenti requisiti di mercato probabilmente ne estenderanno ulteriormente l'uso nel prossimo futuro. PCBA123 offre servizi di progettazione e produzione di circuiti in rame pesante.

Con l'evoluzione dell'industria elettronica verso densità di potenza più elevate e la miniaturizzazione, la generazione di calore è una preoccupazione comune. Per combattere questo problema, gli strati di rame sono spesso incorporati in PCB multistrato per fornire spazio aggiuntivo per la dissipazione del calore. Tuttavia, questi PCB possono essere difficili da fabbricare e possono richiedere l'uso di riempimenti di spazi.

Utilizzo di tracce ad angolo di 45 gradi

Gli ingegneri spesso scoraggiano l'uso di tracce con angoli di 45 gradi per i progetti di PCB. Gli angoli acuti causano problemi di producibilità. Il metallo è soggetto a espansione e contrazione in presenza di angoli acuti. Inoltre, il processo di incisione è più difficile quando la traccia è angolata. Il risultato è una traccia di larghezza inferiore e un maggior rischio di cortocircuiti.

Le tracce ad angolo di 90 gradi non sono consigliate per i circuiti stampati a causa delle interferenze RF che creano. Tuttavia, le tracce a 90 gradi non sono del tutto inutili: possono essere sostituite con tracce a 45 gradi. Sebbene le interferenze RF presentino alcuni svantaggi, non sono sufficienti a rendere inadatti gli angoli di 90 gradi.

Un altro vantaggio delle tracce ad angolo qualsiasi è che possono ridurre drasticamente la lunghezza e l'area dei fili. Ad esempio, se si posizionano due o più componenti identici sullo stesso PCB, sarà necessario tracciare un solo filo invece di due. Inoltre, la lunghezza di ciascun filo si riduce anche del doppio.

Utilizzo di pacchetti software di simulazione

L'uso di pacchetti software di simulazione per migliorare l'efficienza del cablaggio durante la progettazione di PCB può essere uno strumento potente per i progettisti. Può rendere il loro lavoro molto più veloce. Il software Proteus è una di queste soluzioni. È facile da usare ed è dotato di molte funzioni. Ad esempio, consente agli utenti di personalizzare i modelli di progetto e le scorciatoie degli strumenti. Il software è inoltre gratuito e può essere utilizzato su diverse piattaforme.

L'uso di pacchetti di simulazione è un modo eccellente per garantire che il PCB sia progettato correttamente e che funzioni in modo adeguato. È importante scegliere un software in grado di simulare circuiti sia analogici che digitali. È inoltre opportuno sceglierne uno che supporti una serie di formati di ingresso e di uscita.

PCB123 è un'altra buona opzione. È scaricabile gratuitamente e ha bassi requisiti di sistema. Offre inoltre dimensioni, slot e ritagli illimitati e un supporto illimitato per gli utenti.