1. Réamhrá: Tábhacht an Bhailíochta Sínáile Ollaithe i ndearbhú ilshraitheach meascán sínál
I ré na leictreonachais atá ag forbairt go tapa inniu, thug an éileamh ar gluaisteáin dhíograiseacha ard-chumas ar chumasc chiorcail analógacha agus digiteacha ar bhord amháin bord meascán sínál . Cumasaíonn na bórda seo gach rud ó riallaíon tionsclaíocha intleachtúla go dtí córais ionfhoireann uathoibríoch—and sa lár de ghníomhaíocht acu tá gné amháin thar a bheith tábhachtach: integritéacht na signála .
Bailíocht shínáil (SI) tagraíonn sé sin do cháilíocht agus do dhlúthchumas sínálacha leictreach mar a thaistíonn siad ar phrínteáil circuit bhard. Nuair a chaimeáil sínáil a cruth, a voltas, agus a aimsiúlacht ar a turas, feidhmíonn an córas mar a bharrófar. Áfach, le hastreoicthe digiteacha ard-luas bord digiteach agus le bord analógach na comhmaireachtáilteachtaí ar chóras leathanaigh measctha, méadaíonn na threats do cháilíocht an shínigh. Is féidir le trasdhlúchanna arshiasta, guthógú athraithe agus éifeachtaí pharastice sínithe a mhoilliú—ag cruthú cros-Talk , léim an talún , agus caillteanas dearcaíochta sonraí. Na toraidh? Idirghníomhartha chiorclóibh neamhionnaithe, bacadh leictreamhagnéadach ( EMI ) , fadhbanna rialúcháin, agus mhoillithe pianmhar ar feadh an ama go dtí an mhargadh.
Cén Fáth Atá Tábhacht Chomh Mór ag Comhlánú Sínithe i Leathanaigh PCB Measctha?
Tá dúshláin SI uathúla rompu ag bordanna measctha toisc go mbaineann circeabhair dhigiteacha rátais bearna tapa, sleamhnánnachtaí voltas, agus reatha i mburst a d’fhéadfadh truailleadh i bpáipéir analógacha go héasca. D’fhéadfadh spíce mícheart ar thagraíocht cúlra Talmha nó cloc truailte cáiliúchán analógach míchineálta, neamhúsáid ADC Neamhúsáid ADC , nó trasdhealúcháin sonraí truailte—go háirithe trom i ngníomhartha faoi bhreithniú slándála nó feidhmchláraithe ard-chréime
Tábla Fianaise Tapaidh: Cén Fáth Atá SI Tábhachtach i Leathanaigh PCB Measctha
|
Fadhb
|
Éifeacht Duitseach PCB
|
Éifeacht Analógach PCB
|
Tionchar ar an saol réalta
|
|
Cros-Talk
|
Botúin bhit
|
Cruinnithe comhartha
|
Aschur neamhionsaí, guth an chórais
|
|
Léim an talún
|
Teipthe ama
|
Aistriúcháin tagartha
|
Brioscaim ar mís, earráidí ADC
|
|
Bainistíocht EMI / EMC
|
Teiptheáil eachromaí
|
Fuinneamh méadaithe
|
Teipneann ar teastas rialacháin
|
|
Lúbanna cosán ar ais
|
Sceabh, leathnú
|
Guth imní, glacadh
|
Mionsonraithe mícheart, cumhacht bhlasta
|
Cén ábhar atá san fhoinse seo
Iomlán treoracha dhomhanda seo, foghlaimeoidh tú:
- Na Néalta Fudachta bord meascán sínál feabhsuitheoireacht
- Beartas práinneachta oiriúnach do bainistíocht SI (le focail eisiamh cosúil le inscne Rialaithe , cosáil phara difreálach , agus straitéisí talún )
- Próiseas 12 céim le feidhmíocht agus ginearálachas a uasmhéadú
- Fianaise casta ar vías, cruacháin, condansáilíní diúiltithe, agus i bhfad níos mó
- Leideanna triailghearrtha agus samplaí cás
- Na huirlisí is déanaí do Similíocht SI agus Anailís PDN
2. Céard é Dearadh PCB Meascán-Sígnal?
A bord meascán sínál is bord sreathbhointe clóduithe atá ann a chuirtear comhpháirteanna analógacha agus digiteacha le chéile isteach sa bhformhórún amháin. Ligeann an chomhtháithí seo do ghléasanna na linne reáchtanas analógach—físiciúil a dhathú leis an réimse digiteach, ag cumhachtú gach rud ó thaighde IoT lán de shonraí go dtí monóid chórais leictreonacha forbartha i dtaisceanna.
Sainmhínithe ar PhCMeascán-Sígnal, Analógacha, agus Doimhneacha Digiteacha
- PCBanna Analógacha náid déileála le comhartha i gcomhthionól—cosúil le fuaime, teocht, nó leibhéil voltas. Tá na comhartha sin an-íogair do ghuth, do chrosstalk, agus do bhaoltra beaga voltas.
- PCBanna Digiail náid próiseála comhartha loighce dhioscréadta (0s agus 1s). Cén fáth go mbreathnaíonn siad láidir, is féidir le circluití digiata—go háirithe cealla ard-luas—babhta mórchóimheascach leictreamaighnéadach, ground bounce, agus aschuir imeallachacha aigeann (SSO) a bheith acu.
- Dearadh PCBanna measctha-siolraithe tagraíonn sé seo do leaganacha ina nDÉLFAR an dá domhan seo coimhthíos, ag éileamh aire ar leibhéal casta do integritéacht na signála , talú, agus saincheisteanna slándála fuinnimh.
Iarratais Thipiciúla ar PCBanna Measctha-Siolraithe
Tá PCBanna measctha-siolraithe mar bhonn os cionn go leor córas criticiúil, lena n-áirítear:
- Uathoibriú Tionscail: Rialú i ndáiríre le comhéadan meaisúnaitheoirí ard-inscartha.
- Córais Mótaracha: Infotainment, bainistíocht cácaigh, ADAS, agus rialúcháin innill.
- Leictreonaic tomhaltóirí: Fón póca, gléasanna éadóchais, gléasa fuaime, agus cámraí.
- Gléasanna leighis: Monatóirí oibre, córais íomháithe, agus innealtóireacht dhioscabhaíochta.
- Cumarsáid: Rótáil ar líne, trasraitheoirí, SDR, agus innealtóireacht líonra luas-ard.
Tábla: Sampla Cásanna Úsáide PCB Comhshnáithe Meascán
|
Cur Chun Cinn
|
Gléas Samplach
|
Altóg Anailís
|
Altóg Dhigiteach
|
|
Rialú Tionscail
|
Rialtóir PLC
|
Ionchur Sensoir Thermocouple
|
Mícreoirrialaitheoir & PHY Eitirnéd
|
|
Glantóireacht
|
Córas bainistíochta ceallraí
|
Sensamh Voltáis Chealla
|
MCU Staid na Coirceála Críochnaithe
|
|
Leighis
|
ECG In-áit
|
Toscaireacht Shígnal an Ochtara
|
Micreainríthóir Dordchampa Uirlisrigh
|
|
Gairmitheoir
|
Speiker éadrom
|
Cóidchlár Fuaime & Micreafón
|
Wi-Fi/Bluetooth, DSP
|
|
Comhrá
|
Radio SDR
|
Toscaireacht RF & Scagadh IF
|
FPGA, DSP, Ethernet
|
Cén fáth a bhfuil Dearbhú Boird Meascán-Sínigh casta?
Is é an príomh dúshlán ná bheith ag stiúradh integritéacht na signála , toisc go:
- Cruthaíonn chiorcail dhigiteacha sleamhnána tapa in voltas (dV/dt ard, di/dt ard) a cuireann gard uafáis ar bhunaidh agus líonraí cumhachta comhroinnte.
- Tá circealacha analógacha os comhair gard íseal, fiú ag leibhéil mícreaivolt, a fhéadfadh a chúis le SNR míniú ar gharbhadh (signal-to-noise ratio) agus THD míniú ar athróireacht iomlán harmonach (total harmonic distortion) i bPACanna.
- Críochna (mar shampla iad siúd atá ag feidhmiú Neamhúsáid ADC ) agus línte sonraí trasna doimíní éagsúla, ag cur faoi thuairim cros-Talk , neamhghnáthachtaí ar an gcosán fillte , agus earráidí ama.
- Neamchur i bhfeidhm straitéisí talún agus PCB stack-up a chuireann leis na riosca seo, go háirithe ar bhoird ilshraithe dlúite.
Tuiscint ar Bhunphacáistí Mhéadchomhartha Iomlána
Achomaraíonn leabhairbhoird méadchomhartha iomlána éifeachtach:
- Dearadh: Coinneáil comharthacha analóg saor ó thoras digiteach trí leagan amach, scoilteadh talún, nó fáinní cosanta.
- Tiontú oiriúnach: Ligeann do ADCanna (mar shampla, 12-bit nó 16-bit) agus do DACanna sonraí cruinn, le laghdú ar an ngearrthacht a sholáthar trí úsáid glan dáileadh ama líonraí agus malartú ar roghnaithe.
- Inmheaiscteacht rialaithe: Ag cur i bhfeidhm líneáil amhail 50 Ω singil-ionnarba nó 100 Ω difreálacha do thraicéil ráta sonraí ard ag baint úsáide as struchtúir micreastripe, stripeanna nó cothromóirí tonn chomphlanda.
- Líonra cabhrach cumhacht éifeachtach (PDN): Ag cur bac ar chroiseanna agus ag coimeád voltas éifeachtach le hacmhainní dealraithe cearta agus dearadh plaen cumhachta.
- Sceidealú agus bainistíocht EMI: Ag úsáid tréidín trí lán, leagan copar, nó cártaí Faraday i réigiúin íogair tábhachtacha.
3. Próifí síniúla sármhaith i mBordanna Meascán-Sínithe a Uimhriú
Dearadh bord láidir bord meascán sínál is gníomhúil cothromaithe dúshláinteach: éilíonn sé comhordú ardaicthe a dhéanamh ar chinniúint anailís agus ar an ngníomhaíocht ghairmiúil loighce digiteacha ar bhunábhar roinnte. Agus a théann rátaí sonraí i láthair agus méadú densacht na mbord, tá laghdú ar sholúbthacht integritéacht na signála (SI) ní hamhlaidh domhain—ach riachtanach freisin. Faoi bhun, pléimid na príomhphointí idirbhearta solúbthachta a chaithfidh gach dearadóir phláta PCB meascán-sín dealraíochta a sheachaint chun táirgí oiriúnacha learderghníocha a sholáthar.
1. Crosstalk agus Nascadh Trioblóide
Nuair a rith traseanna analógacha agus digiteacha in aice lena chéile, go háirithe thar spánnanna parallail fhada, cuireann sínigh digiteacha atá ag athrú go tapa trioblód ar líneanna analógacha íogair trí chumasacht choimheasta agus inndachtáil—feiniméan a dtugtar cros-Talk . I ndearthaíochtaí ard-luas, is féidir le seo botúin mhóra a chúisithe i tomhais analógacha nó sonraí a scriosadh. Mí- cosáil phara difreálach agus mí-mheastacháin easpaibhsí a mhéadaíonn an fhadhb seo.
2. Ground Bounce agus Lúbanna Talmhainne
Léim an talún théann sé ar aghaidh nuair a thógann aschuidí digiteacha ard-aeoluinn ag an am céanna, ag cur athruithe tobann ar voltas an talún. Is féidir leis na hathruithe seo (aschuidí ina dtógann siad ag an am céanna, nó SSO) fadhbanna a chruthú go háirithe nuair a roinneann na codanna analógacha agus digiteacha uile nó cuid den aeráid talún. Mar thoradh air sin, bíonn earráidí amaigh digiteacha ann, agus cuireann sé mallacht ar voltasanna tagartha do théirimseoirí ó dhigiteach go hanalógach, op-amplóirí, agus scagairí íogair.
Lúbanna talún téann siad ar aghaidh nuair a bhíonn iomaí bhealach fillte ar ais don talún ann, ag cruthú "aingealaí" neamhtheilge nach dtugann siad fuaim, oscailleacht, nó glacadh le EMI timpeallachta. Déanann sé seo straitéisí talún —cosúil le cur chuige cúramach agus nasc pointe aonair don talún—ríoireach mhaith le bheartaíochtaí measctha-sígnála.
3. Fuaim an Líonra Dáileacháin Cumhachta (PDN)
Is iad éadacháin ar línte an chumhachta, a shárófar ag lucht tógála tapa (ICanna digiteacha, stiúrthóirí clog), atá freagrach as créabhar agus buamaí fuaim a ghiniúint a gcuirtear go díreach isteach ar línte soláthar analógacha nó ionchuid analógacha tagartha. Má capacitors díospóige níl go leor acu, tá siad suite go mícheart, nó tá carachtaristiciúil ESR droigh uathu, bíonn cáilíocht an chumhachta ar iarraidh. Titeann stadáil PDN nach amháin a dhéanann SI a mharbhadh ach a bhaineann freisin réitseán ADC (ag cúisithe titim, imillt SNR, agus fiacha earráidí oibríochta).
4. Neamhleanúnachtaí Impeadáinse agus Scorálacha i gConairí D'Fhilleadh
Feidhmíonn sínghnála digiteacha ard-luas mar líneanna tarraingthe impeedáinse rialaithe (de ghnáth microstrip nó stripline), agus beidh aon neamhleanúnas—mar shampla bia úr, nascán, nó aerár cumhachta/gruagáin le scaradh— ag cúisithe léarscálaí sínghnáile, tonnluibheanna seasmhacha, agus mí-mheaitseáil impeedáinse . Mar an gcéanna, caithfidh conairí d'fhillt dona shínghnáil analógacha agus digiteacha a bheith gearr, díreach, agus saor ó scortha nó ceannróid, nó beidh léarscálaí agus cailliúint Comhartha teastaíonn.
Tábla: Scorálacha Coitianta agus a n-Éifeachtaí
|
Cineál Scorálaithe
|
Cineál Siocrais
|
Éifeacht Coitianta
|
|
Cruinnín talún roinnte
|
Díoltaíoch / Clog
|
Sceab, EMI, earráidí aimsithe
|
|
Bhosca tréith
|
Sonraí ard-luas
|
Cnagadh, loitseach breise, ath-thóir
|
|
Gearrtha cruinnín cumhachta
|
Analógach
|
Guthú, ripple foinse cumhachta
|
|
Cruinneas cros-ghutháin
|
Analógach / Digiteach
|
Corrú sonraí, athruithe gutháin
|
5. Dúshláin EMI/EMC
Inbhearthas Elecrtromagaithe (EMI) agus совtháiteacht leictreamhagnéadach (EMC) is dúshláin tharleathan iad, go háirithe i leaganacha shainiomeáideacha. Feidhmíonn circuits digiteacha le heidseanna tapa mar “fhoilsitheoirí” EMI, agus is “bhictimaí” éifeasacha atá ag na sainseoráin analógacha, ionchur RF, agus ADCs. Gan chóir scéimhilt , leagan amach mícheart ar phlána, agus easpa téadú tríd na via, d’fhéadfadh bord a bheith ag obair mar antan, ag cur bac ar cheadú rialacháin.
6. Fadhbanna amaigh shínigh agus dáileadh cloc
Amharclá dáileadh ama nó rithim cloc mórán cloc jitreach d’fhéadfadh cur isteach ar ama (skew) idir domhain, agus mar sin, laghadh neamhordaithe, meastastacht, agus earráidí strobing sonraí a bhaineann le trasnú domhain cloc . Tá ADCanna agus DACanna go háirithe ina bhfabht le greamú agus leithreas an chloig, a laghdú ar leithead band freagrach agus cruinneas.
7. Samhlaíocht neamhleorcha agus Anailís Réamhléiriú
Déanann castacht na meaisíní PCB nua-aimseartha é a bheith marbh le "feidhmiú" gan Similíocht SI agus uimhir chothaithe (PI) anailís. Ceadaíonn uirlisí samhlaíochta (mar shampla HyperLynx, Ansys SIwave, Keysight ADS) d'umhair a fheiceáil roimh ré agus míchearta cosúil le mí-mheasúnú fad, seascairte i bpáirt fillte, cumhacht pharásiteacha, agus ionfhlaitheacha teasa—roimh tháirgeadh.
4. Prionsabail Oibre is Míreanna Ríthábhachtacha
Díbhearthú a bord meascán sínál le héifeacht iontach integritéacht na signála teastaíonn cur chuige claochlaitheach, iomlánúil. D'fhéadfadh gach cinneadh—ó ordú bailithe go dtí dáileadh cumhachta—aistriú ar fheidhmniú deiridh an bhord i ngníomhaíocht lae-lae. I mblioc seo, fuairfidh tú prionsabail oibre ríthábhachtacha, gníomhacha a sheachaineann bunphrionsabail dearadh agus teicnící casta do chomhionannú analógach/digitiúil.
1. Céimniú ar Aghaidh an Bhord Ar Láthair
Tá scaradh oibre soiléir riachtanach. Sann ceantair dhíobhálta don bord analógach agus bord digiteach chomhtháthachtaí le linn glacadh scéime agus floorplanning le haghaidh leagan amach. Laghdaíonn an fhad fhisiciúil an comhbheartú gutha, ground bounce, agus crosstalk idir domhain. Rialachán mór: ná rith sínghluaiste digiteacha nó sínghnála sonraí ar shlios ard faoi nó in aice le comhpháirteanna analógacha íogair.
Príomhghníomhartha:
- Cuir an ADC, na soilseáin, agus na luasaitheoirí analógacha chomh dífholamhach ag féidir ó oscailleoirí, FPGAs, rialaitheoirí tuiscimh, agus foinseanna criostal ar shlios ard.
- Cuir comhthéacsanna móra sonraí digiteacha i bhfocail iontu féin go bhfuil siad i gceart-úr air treo na slisní sínghnála analógacha criticiúla chun comhbheartú capacitive a theorannú.
2. Uasmhéadaigh Do Bhacaireacht PCB
PCB stack-up tionscnaimh ar gach rud ó imsheachadadh EMI go dtí smacht impedance. Glac le struchtúr scamaill a chuireann scamaill shonraí ar shlios ard idir phlánaí talún soladacha (agus, nuair a theastaíonn, cumhachta) neamhbhriste. Ní amháin a chruthaíonn sé seo línte trasdhlama impeedans cothromaithe ach freisin cuireann sé cosáin filleadh gearra, díreach do thuirseacha aistrithe tapa. do thuirseacha aistrithe tapa.
|
Sampla Bacaireachta
|
Sraith
|
Feidhmiú
|
|
1 (Barr)
|
Comhartha
|
Comharthaí digiteacha/analógacha ard-aeilge
|
|
2
|
Cúlra Talmha
|
Cosán filleadh an phríomhchomhartha (GND)
|
|
3
|
Cúlra Cumhachta
|
Soláthar digiteach/analógach íseal-gutháin (VCC)
|
|
4 (Bun)
|
Comhartha / GND
|
Comharthaí íseal-aeilge, oileáin áitiúla talún
|
3. Straisgéidí Bainistiúcháin Talún
Is bunús na comhionannas comharthaí meascánail é talú. Mar aon le dá mhodh smaointe go ginearálta:
- Talamh ina phointe amháin (réalt): Nascann comhdhúil speisialta filleadh analógacha agus digiteacha ar nós rialaithe—go háirithe éifeachtach do dheasghnáthanna ísle agus meán-mhintíre.
- Plána talún leanúnach: Do dheasghnáthanna níos airde luas/mintíre, solúbil plána copar leanúnach le roinntíníocht cháireamhach (más gá) a thairgeann na habairtí fillte is giorra agus an EMI is lú a ghiniotar.
Is Fearr Teicníċí Talún do Bhordanna Meascán-Siol:
- Seachain lúbanna talún ag cinntiú bealaigh amháin chun filleadh do gach fheidhm chiorcuit.
- Ná scarthaigh planeanna talún go randamach. Ná déan scaoilte ach amháin má tá sé i bhfad riachtanach, agus i gcónaí nasc le pointe amháin, íseal-impedance faoi ADC nó tiontaire príomh.
- Úsáid fáinní cosanta nó leipreacha copar timpeall línte analógacha ard-impedance agus ciorcuití analógacha criticiúla chun iad a chosaint níos mó.
4. Rialaigh Impedans agus Bain úsáid as Béimeanna Difreálacha
Caithfear trasaí digiteacha ardfhreatma a ródaíocht mar inscne Rialaithe línte, meaithe le riachtanais an idirnaisc (50 Ω amháin-chinnithe, 100 Ω difreálach tipiciúil). Laghdaíonn sé seo ath-thuairiscí sín agus tonnán seasamh. Maidir le comhartha difreálacha (Ethernet, LVDS, USB, HDMI), tá baint ann le spásúchán na mbeamaí agus meaithe fad.
5. Lanhthátháil Críchthe Poibrithe Reoite agus Malartaithe
Do líonra dáile poibreachta (PDN) bainfidh sé tairbhe as innealtóireacht dhian.
- Bain úsáid as rialaitheoirí ar leith nó doimhneacha scagtha le haghaidh reilfhocail analógacha agus digiteacha. LDOs íseal-gutha (rialaitheoirí líneacha) do analóg, rialaitheoirí ithe (SMPS) do lucht digiteacha, scagtha de réir gá.
- Cuir malartóirí malartaithe go stratégúil (len áirithint iolrach luachanna le haghaidh scagaire ardfhreastail/íseal-fhreastail) chomh gar agus is féidir le pinginí soláthar IC. Roghnaigh malartóirí le ESR íseal agus úsáid measa de MLCCs ceirmeacha (0.01 μF, 0.1 μF, 1 μF, srl.)
- Úsáid clocha ferrite nó inductóirí beaga dealachta idir phlánaí/dromchlaí analógacha agus digiteacha.
Tábla Samhlaíochta Mar Shampla
|
Iarnróid
|
Cineál chapa
|
Luach (Gnáth)
|
Caitheamh
|
|
digiteach 3.3V
|
Ceramach MLCC
|
0.1 μF + 4.7 μF
|
Ag gach pár VCC/GND den IC
|
|
analógach 5V
|
Ceramach MLCC
|
0.1 μF + 1 μF
|
Ar thaobh an ADC, op-amp, mux analógach
|
|
ADC Vref
|
Tantalum/Cearámach
|
10 μF
|
Idir Vref agus GND analógach
|
6. Tabhair prióitéit do bhainistiú EMI/EMC
Gníomhaigh i bhfoirm il-léir:
- Úsáid cánaí galaithe agus críchthe móra do na hearráin analógacha agus RF ard-risca.
- Ceangal trí via (tréithe talún réalaíota) timpeall na gceantar analógacha agus garbhán na bord leata an gnáth-thuirbhe, ag laghdú ar “leakage” EMI.
- Rútháil chlog cúramach : Ba cheart do línte an chloig a bheith gearr, a rútháil ar shiúl ó limistéir analógacha, agus a choscadh le traicíní talún nó pláiní in aice láimhe. Ná rútháil cloganna os comhair réigiún talún le slotaí nó scartha chun galra a choinneáil.
7. Dearbhaigh le Uirlisí Similíochta agus Seiceálacha DFM
Ná tuar go fóill—similigh! Bain úsáid as Similíocht SI agus Anailíséir PDN uirlisí (mar shampla HyperLynx, Ansys SIwave, Cadence Sigrity, nó uirlisí inbhuilt i Altium/OrCAD) chun mionsonraithe a mheas:
- Diagramaí súile comhartha
- Tuarascálacha trasfhréamhachta
- Comhdhlúchán cosán filleadh
- Cruithe cumhachta agus talún
- Ionraí teochta/bainistíocht

5. 12 Céim chun Dearadh Éifeachtach Meascán-Sínéal Boird Leictreonach a Uasmhéadú
Fheidhmiú integritéacht na signála le próiseas praiticiúil, céim ar cheim, ag bun a bheith agus ag dearadh boird leictreonacha meascán-sínial a oibríonn go hidirnáisiúnta faoi chuingthe móréite. Faoi bhun, déanaimid tréighe ar 12 chéim bhailí—gach ceann acu ag léiriú ar na beartais is fearr sa tionscal, lochlainní coitianta, agus clisteacht inžinearála atá in ann gníomhú.
Céim 1: Dealghaineigh Altóg agus Domhantóga Digiotaí Ar Láthair
1.1 Aitheantaigh Altóga agus Domhantóga Digiotaí
- D'fhéadfadh sé seo comhdhlúthú i do scéimlean chun aicmeáil comhpháirteanna mar an-phríomhaireacht nó digiotach go hiomlán, nó mar mheascán-sínial (cosúil le ADCs, DACs, CODECs).
- Mínigh fheidhm gach chóimhéada: analóg íseal-gutháin, loighic dhigiteach, clogáil ard-luas, srl.
1.2 Cuirtear Amach Straitéiseach
- Nádúrtha dealachaigh idir cheantair analóige agus digiteacha ar leagan amach an PCB.
- Rútaigh comharthaí analóige ar shiúl ó bhúsanna digiteacha agus seachain rútaíocht sleamhnán digiteacha faoi chip IDI analóige.
- Úsáid marcáilte silkscreen nó copair chun teorainneacha a léiriú, lena gcabhrú le cothabháil agus le déanamh cinntear.
Céim 2: Roghnaigh Comhpháirtnai le Comhéadain Oiriúnach
Nuair a chuireann tú foighmeacha éagsúla le chéile, feabhsaíonn roghnú prótacail chomhéadan ceart an dá feidhmíocht agus integritéacht na signála .
Comhéadain Coitianta & Cásanna Úsáide is Fearr
|
Comhoibriú
|
Sampla Iarratais
|
Nótaí SI/EMI
|
|
SPI
|
Tiontaire ADC luath, EEPROM
|
Teastaíonn traéis ghearr agus talú
|
|
I2C
|
Cumraíocht, iontais luatha
|
Firtheasáilíní pull-up, teoranta go ~400 kbps
|
|
Féidir
|
Líonra fhearainn, tionsclaíoch
|
Neamhsentóireach do EMI, úsáideann comharthaí difreálacha
|
|
PWM
|
Rialú mótar, tiomhántóirí LED
|
Íogair do bhualadh talún; scliabháil má tá sé tapa
|
|
SDIO
|
Cártaí SD, modúil cuimhne
|
Lámhfhéinítí gearr, riachtanas rialú impsíne
|
|
UART/USART
|
Cortha coimpiútair/fheidhmchlár
|
Fuaim níos ísle EM, SI cúl leata
|
|
USB
|
Comhéadan gléasain óstach
|
Impsín dhocht, meaitseáil stuaib, fad
|
|
HDMI
|
Comharthaí AV, taispeántais
|
Rátaí sonraí ard, teastaíonn meaitseáil fhada
|
Céim 3: Feabhsaigh Feidhm ADC chun Tomhas Cruinn
3.1 Roghnaigh an t-ADC Ceart don Phost
- Mheas sonraí ADC eite : Réamhlacha (12, 16, 24 bits), SNR, THD, ráta samplála uasta, iniompúchán ionchuir, staidhmhachtain voltas tagartha.
- Roghnaigh cartlainn oiriúnach don iarratas: SAR, Sigma-Delta, nó ADCs Pipeáide.
3.2 Soláthair Cloganna Stadha agus Díchonais Foinseanna Siosca
- Úsáid comhfhreagróirí ísle-idirdhruidte. Laghdaíonn druideadh clog an uimhir éifeachtach bit (ENOB) i gCDA luas-ard.
- Díchoinigh trasa clog go fhisiciúil ó bhais dhigiteacha siosca.
- Déan deichleathú ar fhurnáil an ADC le condansálóirí ísle-ESR.
3.3 Coinnigh Voltas Tagartha Glan
- Cuir condansálóirí tagartha (10–100 uF, plus ceirmeacha 0.1 uF) in aice le phinn Vref ADC.
- Mionscannáin timpeall línte tagartha laghdaíonn níos mó comhlacáil siosca.
Céim 4: Dearadh Cruachbhoird PCB Éifeachtach
Bord leis na comhdhúile go cúramach PCB stack-up cruthaíonn bonn chun rath a dhéanamh ar shínigh-mheascánacha.
- Cuir na haicmí sínigh ard-luas in aice le haicmí tagartha soladacha.
- Seachain scoilteadh aice agus aeráidí cumhachta faoi shínigh réadaithe.
- Coinnigh comhionannas sa chruach chun bógú/cromadh a laghdú agus tacú le cur i bhfolach crostalk.
|
Sampla Cruach 6-Aicme do Mheascán Sínigh
|
|
Aicme 1: Sínigh Ard-Luas (digiteach/analógach)
|
|
Aicme 2: Aeráid Talmha Soladach
|
|
Aicme 3: Aeráid Cumhachta Íseal-Gutháin (analógach/digiteach)
|
|
Iardhúil 4: Dara Phlána Talmha
|
|
Iardhúil 5: Riarachán/Trasraitheáil Shíniúl Arddoimhne
|
|
Iardhúil 6: Talmha Breise nó Síniúl
|
Céim 5: Cuir Straitéisí Talún éifeachtacha i bhfeidhm
- Nascadh ina áit amháin idir talaimh analógacha agus digiteacha (de ghnáth ag an ADC).
- Úsáid plúranna soladacha, leathan airgid do chosáin talún—laghdaigh fós agus innductáidéireacht go minic.
- Úsáid traisí cosanta agus plúranna airgid timpeall shínithe analógacha íogair.
Céim 6: Bainistiú Fhorbartha Cumhachta agus Díchumhlascadh
6.1 Úsáid Soláthairtí Cumhachta Dírithe
- Scarraigh rialacha analógacha agus digiteacha. Úsáid LDOanna do analógacha, scagaire aistriúcháin/feirít do dhigiteacha.
- Soláthair ADCanna agus comhpháirteanna eile ard-cruinneas ón riala is glaine is féidir.
6.2 Capacitors Díchumar le Haghadh Scaoilte
- Cuir comhcheangal capacitorard-mhinicíochta (0.01–0.1 µF) agus bulk (1–10 µF) MLCCanna ag gach IC.
- Laghdaigh limistéar fholcadh trí dhóibh a choinneáil mar is giorra is féidir ó chaplaí go bpinn.
|
Cineál chapa
|
Luas
|
Cur Chun Cinn
|
|
MLCC
|
0.01uF
|
Soláthar digiteach ard-mhinicíochta/ADC
|
|
MLCC
|
0.1UF
|
Bypass áitiúil meán-mhinicíochta
|
|
Tantalum
|
10uF
|
Scagadh bulc le haghaidh comhlachtaí cumhachta
|
Céim 7: Treorú Anaileog agus Digiteacha a Rialú go Éifeachtach
- Ná croisigh trasa anaileogacha agus digiteacha riamh —coimeád treorú il-ardra, scartha.
- Seachain trasa ard-luas a rith thar scoilte nó bearnaí sa talamh fillte.
- Meastar fad trasanna do pharaí ard-luas/difreálacha; úsáid neart-ríomhlagóirí ionduchtachais chun leitheadanna cruinn a fháil.
Céim 8: Cuir Straitéisí Bainistíochta Teasa i bhfeidhm
- Aitheantáil comhpháirteanna ina mbuíonn teocht (rialaitheoirí, tiomántóirí ard-srutha, próiseálaitheoirí).
- Úsáid thermal Vias agus póiríní copair dédiqthe (boscaí teasa) chun teocht a tharraingt chuig na haicmí istigh nó aicmiú ar an taobh eile.
- Maidir le aer ghéaraithe, scolpa teasa, nó fiú copair fostaithe má tá dlús cumhachta ard.
Céim 9: Comhthátháil Dáileadh Clog i bhFeabhsú Dearbhfhormaíocha Meascán-Sínigh
- Fan as cloganna le comhbhrúcháin íseal-scaoilte.
- Bóithreáil cloganna ag úsáid traicléirit gearra, díreacha, liathróidte ag plánaí talún.
- Seachain tracáil clog thar talaimh roinnte—coimeád plánaí tagartha leanúnacha.
Céim 10: Chur Ar Fáinne Cosc don Riamh
- Úsáid Cageanna Faraday , cannaí cosc mótartha, nó boscaí copair shlán do na hearrainn aonálacha/RF áirithe is éifeachtaí riamh.
- Ceangail vias talún díonta timpeall na gceantar liathróidte agus garbh na mbord.
Céim 11: Imitiú Dearbhaidh PCB Ilshlí MPLA Meascán-Sínigh
-
Úsáid uirlisí imitithe SI/PI (HyperLynx, Ansys SIwave, Keysight ADS, Altium Designer SI) chun anailís a dhéanamh ar:
- Iompúlacht leanúnach
- Diagrama súl agus meiteáil
- Caorthainc cumhachta
- Cosán filleadh agus míbhuntáistí trasphléite
Céim 12: Ullmhaigh agus Íoslódáil Comhaid Táirgeachta
- Athbhreithnigh agus críochnaigh tarraiscintí, sonraí móide eochracha (mar shampla, téacht Choppar , tairisean di-leictreach, cineálacha traseolais).
- Tuigear rialú Impidínse agus glaochlaí pointe tástála is soiléir sa Gherbers.
- Cuir tagairtí breitheamh le leathnú, cosaint traseolais, agus traseolais teasa.
- Áiríshuimliú iomlán agus inrochtain tástála oibre do bheirt na ndomhan.
6. Tuismithe ar Vias agus a nÉifeacht ar Chumhlánctha an Chomhartha
Vias —na naisc ingearacha bheaga a nascann na scamaill i mbrat féir bord meascán sínál —a bhíonn deacrachtaí ann le feabhas lag, integritéacht na signála . Áfach, mar a théann rátaí cloc thar chinn de mhéad is cúig céad MHz nó fiú isteach sa raon GHz, tá tionchar faoi lán ag struchtúr na via ar gach rud ó imfhágáil trasmiseáin go dtí crostalk agus ground bounce. Chun feidhmniú láidir a bheith againn i gcórais ard-luas nó córais analógacha, tá sé ríthábhachtach tuiscint a fháil ar charachtaristiciúl na via agus iad a uastionlacú.
Cineálacha Vias agus a nGníomhaíocht ar Bhordanna Meascán-Signail
Tagann vías i bhformáidí éagsúla, agus bíonn tionchar sonrach ag gach ceann ar cháilíocht an chomhartha:
|
Córas
|
Cur Síos
|
Tionchar SI
|
Cá Bhfuairt É
|
|
Tríd an bhBulla
|
Slenaíonn sé ón scamaill barr go dtí bun
|
Is é is mó inductance/capacitance ann; parasitics 'gach áit'
|
Luas íseal, cumhacht, áit agusála
|
|
Blind
|
Nascann an taobh amach le abhaile amháin istigh amháin
|
Ísle inductáid ná tréith iomlán; éifeacht lú stampa
|
Bordanna HDI, analóg dhlúth
|
|
Folaithe
|
Nascann scamaill inmheánacha amháin (ní thar ceann na háite)
|
Áitiúil; féadann sé cabhrú le neartachtanna barr-líne a laghdú
|
Cumhacht/filleadh, chúlphláta
|
|
Micre-bhia
|
Drillte le lasair, an-ghearr
|
Parasites is lú; tacann sé le feidhmniú GHz+
|
Soghluaiste, RF, HDI, cloganna
|
Éifeacht an Inductáinse agus an Dúileáinse Tríd an mBealach
Ar nós imeagta pCB ard-luas , inductáins tríd an mbealach agus capacitance ar eolas ar a dtugtar comhpháirteanna parasitic —na hathruithe neamhthacaithe a dhéanann damáiste do shiocair ghearr luath. Is os cionn na heimealtaí seo a bhíonn na heifeachtaí seo fánacha go háirithe i inscne Rialaithe (mar shampla, 50 Ω singil-ionnartha, 100 Ω difreálach) timpeallachtaí.
Príomh-Eifeachtaí:
-
Indúchtas párasaitice cúiseanna:
- Bordáin níos mall, laghdú ar shiorathraithe minicíochta ard
- Tuarascálacha, forshúmhaigh sianshochair agus crith
-
Cumas párasaitice cúiseanna:
- Laghú áitiúil in impedans, distortiún ag bhordáin tapa
- Méadú ar chrosbhruth idir vía nó chuig phlánaí in aice láimhe
Sampla: Líne Sonraí 10 Gbps
Is féidir le vía le stub 1 mm (codach neamh-iomlánaithe taobh istigh den PCB) comhfhreagrú a thabhairt ar néil is cúis le distrioptú mór ar shiombail shéarálach 10 Gbps. Cuireann stub a bhaint nó a ghortú (tríd an bpá vía a dhroim nó úsáid vía bhreacta folamh) feabhas ar amhlaid fóirgnimh, leithead súl, agus earráid ama ar ais laistigh de na sonraí teicniúla.
Straitéisí do Uasmhéadrú Vía agus Integrasacht Siombail
Is é uasmhéadrú úsáide vía ceann de na cinntí is airde-leverage i meascardáin ard-luaise agus meascán íogair. Seo iad prionsabail oibre is fearr:
- Laghdaigh trí chuntas má théann sé tríd gach traicíocht analógach shásartha nó ar aird iardhroch leasaithe.
- Úsáid micre-via nó via dhorcha gearra in ionad via tréithe fada i mbéimeanna GHz+.
- Seachain via stob :
-
- Nuair is féidir, bain úsáid as cúl-dhrilláil chun an barr breis via a bhaint ón bhfhoirmseachta faoi bhun an ilín ghníomhach.
- Nó teorainn trasdhlútháil via go “ilín-go-ilín” gan lámh imorthuirthi.
- Uasmhédaigh áitrithe via :
-
- Coinnigh comhionannas i bpáirteacha difreálacha.
- Coinnigh via ar aird leasaithe in aice le via talún tagartha (via stitching) chun limistéar fholach a laghdú agus cosaint a thabhairt do phárthach ais.
- Thart ar chuidí talún : Do shínghin digiteacha agus meascán, cuir i gcónaí tréid talún gar do gach tréid shínghine, laghdú ar an riosca EMI a scaoileann sa spás.
Tábla: Treoracha um Uastiprótáil Tréid
|
Teicniocraolt
|
Is fearr le
|
Leide Praicticiúil
|
|
Micre-bhia
|
RF/Micreothón, HDI, cloganna
|
Úsáid do lís géag, ní don stac domhain
|
|
Drilladh ar ais
|
SerDes, biseanna GHz+
|
Sonraigh i nótaí fab; meidh a thabhairt ar an gcostas
|
|
Vias Dhomhain
|
Meascán denseshruth
|
Comhcheangal le planc soladach, fad teoranta
|
|
Comhoiriúnacht
|
Páirtí difréiseacha
|
Comhaoinigh le háiteanna drill go beacht
|
|
Talamh trí
|
Gach bealach comhartha
|
Cuir laistigh de 2 mm de gach comhartha trí
|
Is é an t-ábhar a úsáidtear chun an táirge a dhéanamh ná an táirge a dhéanamh.
Coibhneas Chéim (trí dhomhainn an phoill go trastomhas) tionchar a imirt ar an dá fabricatibility agus cáilíocht an chomhartha. Déanann cóimheas ard ghnéithe nach bhfuil an plátaíocht iontaofa (riosca folúntais nó bairr oscailte) agus a ardú trí choimhthithiú, go háirithe i ndearadh HDI.
- Comhréireacht ghnéithe molta: ≤10:1 le haghaidh an t-ollstádart; i bhfad níos ísle le haghaidh micreovía
- Cás úsáide: Do phláta leictreonaíochta 1.6 mm tiubh, ceadaítear drililárnád minimum 0.16 mm (6.3 mil) chun galvanáil slán a dhéanamh
Sampla Cás SI: Microvia vs. Through-Hole ar Shraith Arddráis
D’imsigh dearthóir teileacumarsáide pára SerDes 12-chniúcha measca meascán iolrach trí vía tréidhe shiombailithe a ionadú le microvía dromchla ar ais ar pháirsí 6.25 Gbps. Thit an jitter samhail súl de 31%, laghdaíodh an crostalk (ag 5 GHz) go leath, agus rinne an dearadh triail cheardchumarsáide RF ar an gcéad uair—agus mar sin chruthaigh sé an tsochar díreach ó straitéis nuashonraitheacha vía ar son SI.
Achoimre ar na hOiriúntais Is Fearr
- Roghnaigh cineálacha vía agus struchtúir bunaithe ar integritéacht na signála riachtanais, ar fhaisnéis faoi tháirgeáilteacht agus ar stacán na mbórd.
- Déan imitheoir (ag baint úsáide as Ansys SIwave, HyperLynx nó uirlisí SI Altium) ar aon bheartú, comhfhreagrú nó riosca idirghabhála vía—go háirithe ar línte os cionn 500 Mbps nó ar shínseáin analógacha criticiúla.
- Cothromaigh i gcónaí riachtanais SI le hacmhainní DFM ó do ghiniúnaí pláta leictreonaíochta chun foirgnimh oiriúnacha a bhaint amach.

7. Straitéisí Plána Talún do Phlátaí Leictreonaíochta Arddráis agus Measca
Tionscnamh réadúil go beacht cúlra Talmha is é an chaomhnóir taighdeach ar chomhlánacht shíniúla i ngach ceann ard-feidhmíochta bord meascán sínál . Peacadh leasaithe digiteacha agus méadú cruinneas analógach, bíonn an córas talún ann mar bhealach filleadh tábhachtach do gach síniúl, an scíth a dhíríonn sé ar EMI, agus an tagairt „volt nialas“ do gach tomhas analógach agus digiteach. Ach is féidir le earráidí futa sa leagan amach plána talún droch-ghníomh a dhéanamh ar dheisiúin, fiú na cinn is mó réabhlóideacha.
An Ról a Bhíonn ag Pláiní Talún i mBordanna PCB Iomearcaigh-Síniúla
Sa dá cheann bord analógach agus bord digiteach fo-thacsaim, bíonn trí fheidhm bhunúsach ag an sraithtalún:
- Bealach filleadh shíniúla: Achiníonn bealaí íseal-impídáinse, díreach idir foinse agus lucht don iomlán de shíniúil digiteacha ard-luas agus análaitheoga síothe.
- Cosc ar EMI: Soláthraíonn scíth leanúnach a absaillíonn agus a choinneál craoltachtaí rádiáite, ag teorannú crostbhrath inmheánach agus glacadh tráidire ón amharcas.
- Stabilité tagartha: Coinníonn tagairt voltas leanúnach, ríthábhachtach do ADU comhionannú agus tomhais análaitheacha cruinn.
Practices is Fearr le haghaidh Chur Chun Cinn Phlána Talmhan
1. Úsáid Plána Talmhan Soladach, Gan Bhriseadh
- Dedal láir aonair (nó il-láir) don talamh gan bhriseadh.
-
Seachain gearradh, slabharú nó scaradh an phlána seo faoi thrasaithe sínigh.
- Fact: Forcann aon slab nó briseadh sa phlána talún faoi thrasacht ard-athraithe ar shruthanna fillte timpeallú, ag méadú go mór ar limistéar an chorrchothlainne, EMI, agus íograis i gcoinne gutháin.
- Cuir circuits ard-aisnéise agus analógacha os cionn a gcuid talún tagartha go díreach, ag gcur na 'chorrcruthanna' fillte níos giorra agus ag laghdú ar innductáinste parasitic go minice.
2. Dealghaigh Talmhaí Analógacha agus Digiteacha—Le Dóichíocht
- Don mhórchuid de phláta PCB comhchainte, is cliste loighciúil (nach gcoibhneoidh i gcónaí go fisiciúil) talmhaí analógacha agus digiteacha a scaradh, ag iompar leo ag pointe amháin pointa réalta —go minic go díreach ag an ADC nó an DAC. Cuireann sé seo béim ar chosc a chur le hathchúrsaí digiteacha salaithe a dhéanamh do thagairtí analógacha.
- Úsáid scoilteanna fisiciúla amháin má tá gá leis ; ná déan scolb gan chúis, agus cuir droichead íosta-fhorthaise i gcónaí ag na pointí iompair/téarmaí tábhachtacha.
- Seachain rithanna fada comhthreomhra de shlotaí talún analógacha agus digiteacha a d’fhéadfadh feidhmniú mar aintinní.
3. Ceangail Plánaí Talún le Vias
- Úsáid ceangal trí via timpeall zon scailde, ceannraibh an bharda, agus in aice le vias shínigh ard-luas. Soláthraíonn vias talún dlúth-chlóscríofa (≤2mm) coinneáil éifeachtach ar EMI agus lánann siad an t-eitleog sínithe ar ais.
- Do pharaí difreálacha nó ard-luas a chroisíonn phlánaí, déan cinnte go bhfuil vias talún ag gabháil leis na vias shínigh chun treorú cheart a chur ar an sruth ar ais.
4. Úsáid Plánaí Talmhaigh Il-ailt le haghaidh Iarratais Chriticiúla
- Ba chóir do PhCBoí il-ailt (mar shampla, 4, 6, nó níos mó bailbín) a bheith i gcónaí le níos mó ná aon phlán talún amháin chun filleadh íseal-inmpidáinse agus scáthú breise a sholáthar. Meastu ar mhodh 'trastáil-talún' le dhá phlán talún ar thaobhanna gach bailbín shíniúla.
-
Sampla Stacála:
- Bailbín 2: Talún soladach don dhigiteach
- Bailbín 4: Talún analógach (nasctha ag an bpointe réalta ADC)
- Bailbín 6: Talún córa nó scáthán (don ghabhalún nó iarratais RF)
Treoracha Praicticiúla um Phláin Talmhaigh—Tábla
|
Prasacht Dhian
|
Cén fáth go bhfuil sé tábhachtach
|
Sugachtaí um an Scagadh
|
|
Plán copair leanúnach
|
Laghdaíonn EMI, laghdaíonn inmpidáins
|
Rúta faoi na sainchomharthaí tapa agus cruinn uilig
|
|
Ceangal réalta-phointe loighciúil
|
Cosc ar ghuaim dhigiteach i GND analógach
|
Áit faoi ADCanna, DACanna, CODECanna
|
|
Trí stitch ag imeall an bhord
|
Laghdaíonn sé EMI radaithe agus íogaireacht
|
Úsáid ≤2mm
|
|
Ní bhíonn aon sliotáin/bearnaí faoi thrasanna
|
Cinntíonn sé go bhfuil cosáin athfhillteacha glan agus díreacha ann
|
Athbhreithniú PCB stacking-up le haghaidh gearrthóga roimh fab
|
|
Tír ilscríofa
|
Uaine do SI, EMI, PDN
|
2 nó níos mó plána i mbunadh
|
|
Seachain oileáin aonair
|
Cuir cosc ar chomhdhúil, guthán fuar
|
Úsáid plódanna copaire agus dhlúthdhóiteáin
|
8. Integrasacht Cumhachta: Cinntiú Líonra Soláthairte Cumaighthe
Dearadh don láidir cumhacht Chomhtháthaithe (PI) níl sé simplí faoi mhéad soláthar voltas do do ghléasanna— tá sé faoi chinntiú go bhfaighidh gach tosaí analógach íogair, gach comhartha digiteach ard-luas, agus gach tiontaire cruinnithe tacaíocht stábilte saor ó ghuth faoi aon nóschaighde i dtipéist an domhain, I ndearadh PCB shainsealamh-mhíchruinne, dáileadh cumhachta straitéisí go bhfuil siad chomh criticiúil integritéacht na signála mar fhundúcháin agus rialú iniompachta.
Cén fáth a bhfuil Tionscalacht Cumhachta tábhachtach i mBordanna PCB Meascán-Sígnail
Líonra soláthar cumhachta lochtach nó lag power delivery network (PDN) a dh'fhéadfadh cur bac ar an leagan analógach nó digiteach is fearr. Breathnaigh ar:
- Is féidir leathdhraoidhteacht an chumhachta soláthair a ghlacadh go díreach i Neamhúsáid ADC , ag laghdú réadaithe éifeachtach agus SNR, agus ag cruthú jitear ar chomhéadanacha cloga
- Titimí tréimhsiúla (“dipthe talún”) ó idirdhealú digiteach tapa a chruthaíonn léim an talún nó crost-blabhra, a fhéadfaidh chóimheáil analógacha a mhéadú nó a dhíchódú
- Neamhleithéar capacitors díospóige nó condansálóirí móra míshuite go mícheart a ligean do rialacha voltáis oscilláil nó caoineadh, ag baint leasúchán staid lojic agus léitheamh sonraí
Straitéisí do Sheachadáil Cumhachta Glan
1. Dealú Comhthéacsanna Cumhachta Analógacha agus Digiteacha
- Úsáid raillíní analógacha agus digiteacha ar leith i gcónaí in ann. Soláthraigh an chumhacht don chúlra analógach ó rialálaitheoirí líneacha íseal-gutha (LDOs), agus is féidir le soláthairtí tacaíochta ard-éifeachtacha (SMPS) freastal ar na cúlraí digiteacha.
- Do shneachtaí criticiúla nó ADCanna ard-rezolúchán, cuir spiorad breise soláthairte ana-loighciú (LC nó craobh iarnmhar + capacitor).
- Déan scoilt fhisiciúil idir aeráin nó lárchaibhrí cumhachta analógacha agus digiteacha chun scoiteanna íogaire a dhioscaoileadh níos mó.
2. Bain úsáid as Ailíniú PDN agus Spriocann Impedáinse
- Sainigh agus imirí do PhDN le Anailíséir PDN uirlisí (HyperLynx, Keysight ADS, Ansys, srl.) chun cinntiú go bhfaigheann gach chip voltas stádach ag a uasmhéid iompair.
- Bunús sprioc impedeáinse (Z_target) do gach rail. D'fhéadfadh sé seo a bheith chomh íseal le 10–20 mΩ do bhealaí ard-choimhlint do loighic núalua (raillíní 1.2V, 1.8V, 3.3V).
3. Cuir Ionchur Capacitíoch Deascóipeála ar Ilscríobh
- Cuir comhcheangal de MLCCs (0.01 μF, 0.1 μF, 1 μF) i dtreo gach pinn slánaíochta ar nós is féidir níos gaire—ideálach go díreach faoi nó in aice láimhe trí an trasaill is gearr.
- Úsáid caipicéid mhóra bulk (10 μF, 22 μF, tantalum nó ceirmeach) ar fud na gcruach ICs nó ag iontráil na slánaíochta.
- Do ICs digiteacha ard-luas (FPGA, MCU, DDR), úsáid deacrannadh áitiúil breise chun fuaim baineann le hathrú cothrománach (SSO) a laghdú.
Sampla: Tábla Chaipicéad Deacrannaithe do Phráinneach BHF le Comhartha Meascán
|
Iarnróid
|
Sampla Gléas
|
Caipicéid Molta
|
Nótaí
|
|
digiteach 3.3V
|
MCU, cuimhne
|
0.1 μF (MLCC) ag gach VCC
|
1 μF bulk in aghaidh gach grúpa
|
|
1.8V Core
|
FPGA, CPU
|
0.01 μF + 0.1 μF @ gach spinéal
|
10 μF in aghaidh gach rialaí
|
|
analógach 5V
|
ADC, comhthionól oibre, DAC
|
0.1 μF gar do IC
|
10–22 μF gar gach ADC
|
|
VREF
|
ADC Precisiúnach
|
1 μF + 10 μF @ spinnéal VREF
|
Is fearr an ESR íseal
|
4. Laghdaigh Neamhordúlacht agus Comhréiríocht na Cinnimh Cumhachta
- Uasmhéadaigh tiubhais an chuidrigh cumhachta (≥1 oz/ft²) agus an limistéar do rialacha analógacha criticiúla le laghdú ar an neamhordúlacht.
- Coinnigh cruthanna na gcinnimh simplí agus neamhbhriste. Seachain béaláin caol nó craobhshamhla a ardúonn an t-ordúlacht áitiúil.
- Bog trasa ghiorra, leathan ón bhfuinneog (rialálaí) go dtí an lucht, gan pasáil thar cheantair ard-ghlao.
- Seachain forlíneáil trasai siombail ard-luas thar chinnimh chumhachta glaosta nó roinnte nuair is féidir.
5. Beads Foiréite, Scagaire LC, agus Dáileadh
- Cuir beads foiréite ar iontrálacha rialacha analógacha chun ghlao athsholáthair dhigiteach a chosc (mar shampla, ghlao croí MCU, chórais clogála).
- Úsáid scagairí líonra-Pi LC le haghaidh rialacha ADC faoi-mheáchan nó spreagadh sonraí.
Tástás Cás: Ag ceartú Ghlao ADC i mBord Iomsháraithe Siombail
Thaispeáin modúl sensoir IoT tionsclaíoch leapaí ar thosca anailís agus léargas nuair a thosaigh an trasraitheoir uimhriúil trasmiseáil sonraí ar shiúl ard. D'fhreagair anailís PDN go raibh reachtacha ard ag dul i ngleic trí rial 3.3V comhroinne, ag baint leis an tagairt ADC. Tar éis iarnbhearta, de-chuirleáil áitiúil breise, agus an VREF analógach a scaradh ón VCC digiteach a chur leis, feabhsaíodh SNR ADC um 22 dB agus scriosadh na leapaí sioscor go hiomlán.
9. Dearadh do Tháirgeáil agus Comhoibriú le Cruthaitheoirí
Cuir in ann cé mhéad is mó do bord meascán sínál dhearadh nó cé mhéad is minic do integritéacht na signála simuláidí, bíonn rath do phláta ag bronnadh ar an mbealach is féidir é a tháirgeáil, a thástáil, agus a chur le chéile ag do gcruthaitheoir roghnaithe. Cruthú don Bhunsain (DFM) —agus an ealaín chomhoibriú le cruthaitheoirí PCB—cinntíonn go dtéann do chuid spriocanna SI go léir i bhfeidhm go héasca i hardwear fíor, iontaofa.
Cén fáth a bhfuil DFM Chriticiúil do Mheascán-Sígnal PCB agus Rathanú SI
Úsáidtear go minic comhpháirteanna le céimeanna fíochaimse, cruachanna HDI, smacht cruinn impedans, eilimintí tríd an mbord denses, agus leaganacha cumhacht/talamh áirithe ar phríomhbhordanna meascán sígnál. Má ní dhéanfaidh do dhearbhúchán tógálacha ardchaighdeáin ar scála—nó má éilíonn sé athchóiriú go minic mar gheall ar gnéithe nach féidir iad a dhéanamh—beidh gach iarracht a rinne tú ar shaintréalaíocht na sígnálaí caillte.
Mionsonraí tábhachtacha DFM le haghaidh Dearbhúnacha Meascán Sígnál agus Sígnal Ardspeed
1. Cruach agus Fáilteáil Ábhar
- Dearbhaigh do chruach príomhbhord atá ina intinn le do fhurnaitheoir roimh dhul i bhfeidhm ar an leagan—cuir ceist ar líon na gcloic, tiubhais íosta dielectric, agus meáchain miallais.
- Úsáid ábhair atá ar fáil ón dtogra (FR-4, Rogers, laminátas íseal-chailleadh) a chomhlíonann do spriocanna saintréalaíochta sígnálaí le haghaidh impedans rialaithe, íseal-chroschainte, agus ardscaradh.
- Dearbhaigh comhionannas an chruach (chun crochadh a laghdú), go háirithe do bhoird ardspeed agus HDI.
2. Cineálacha Tréd, Comhréir Aspect, agus Teorainneacha Drileála
- Roinn riachtanais do thionscadal riachtanais tréd (trí-chraiceann, micrivía, dromchla/iondúil) agus cinntigh go bhfuil do dhearadh comhoiriúnach le féimsíocht na hoifigéireachta.
- Fan le rátaí méid ≤10:1 do thruailli nó glac le micrivía staircithe/stacáilte le haghaidh HDI.
- Laghdaigh "próiseáil speisialta" (mar shampla, bacáil ar chúlaí) mura bhfuil uimriú i ndáiríre de dhíth ar SI—mar a chuireann siad costas leis agus d’fhéadfadh siad toradh a laghdú.
3. Rialú Impidinse—Ó Shamhlú go Réaltacht
- Cumraigh impidinsí sprioc do gach líne trasduithe (50 Ω, 100 Ω difreálach, srl.) agus tagair don ghéoméadracht stacála i do nótaí fab.
- Iarr cipíní tástála nó seicthe impidinse le linn próiseála chun cinntiú go mbeidh na línte criticiúla comhoiriúnach le sonraí teicniúla.
- Dearbhaigh féimsíochtaí an fhobair maidir le géarphléascadh, galvanáil agus rialú di-leictreach.
4. Tíosú Medhair, Fána Annular, agus Leithead Traice/Spás
-
Socraigh do leithead traice/spás agus tiús an mhéidibhir bunaithe ar threoirlínte IPC agus ar réimsí an déantóra.
- Do na lár agus trasnaí réimsí íogair, cuir iúl le ≥1 oz/ft² copar chun solúbthacht PI láidir agus titim íseal voltáis.
- Laghdaigh fáinní páirti timpeall na mbealaí (le haghaidh míreasa stiallta) a d’fhéadfadh a bheith ar an gcrích is lú de chuid an mhonarálaitheoir.
- Dearbhaigh na glacadh bánais leasaithe íseal—go háirithe i réimsí measctha sainchiniúla agus BGA.
5. Tástáil agus Rochtain Arbhharra
- Áirith go pointí tástála ar na nósanna analógacha agus digiteacha; oibrigh le do thógálaí chun dearbhú go mbeidh seadail in ann teacht ar gach líon ríthábhachtach gan comhbhrú le comhdhéanta ard, nascóirí, nó cannaí scuirte.
- Deargh dhuit do thástáil i gciorcal agus feidhmniúil—cuireann na cumais seo go minic i dtreo earráidí SI nó tógála.
Comhoibriú go héifeachtach le monarálaitheoirí PCB
- Roinn go luath agus go minic: Soláthraigh cruach, spriocanna éadóimpeas, leaganacha eite, agus léarscáin dhlús dá bhfuil agat chuig do mhonarálaitheoir chomh luath agus is féidir.
- Iarr athbhreithniú DFM: Cuireadh béim ar aisphlé ar aon 'briseoga deirge' (mar shampla, neamh-instealáilte trí struchtúir, glanadh copair faoi fhoréigean, dúshláin bainistiú teasa).
- Fiafraigh faoi phróisis le luach leartaithe: Tairgeann roinnt monaróirí similiú SI istigh, dearbhú nascleanún uathoibríoch, nó tástáil/scagadh casta (mar shampla, x-ray do HDI).
- Athbhreithniú comhmaithithe ar dhroichead prótáitéip: Déan iniúchadh ar bhunús an mhionsamhlach chun lochtanna ballaíochta, caipéisíocht/inducmhas ionadúla, nó poinnte teasa SI/EMI a aimsiú—agus athdhéan mar is gá sula méadaíonn tú.
Seicliosta DFM & Comhoibriú Monaróra
|
Limistéar
|
Ceist Bhunúsach DFM
|
Éifeacht SI/PI
|
|
Barróg
|
An féidir leis an bhfab instealú na scéimeanna/saintí atá i gceist?
|
Fíordhioscaireacht, crostáil, tuirse
|
|
Rialú Impidínse
|
An bhfuil sé docha le traicéid chriticiúla a n-aonair i dtaisc mhonaraithe?
|
Tuarascálacha, dúntas súl, EMI
|
|
Tríd/Borlainn
|
An bhfuil méid/cineál/luaistí na tríd ina bhfuil inréimis ar scála?
|
Seachraionn tabhartha SI (stub), caillteanas turais
|
|
Pointí Tástála
|
An bhfuil gach réimse inrochtanaí do thástáil/bhailíochtú?
|
Cumasaíonn fiosrúchán ar acmhainní SI
|
|
Copró/Spás
|
An féidir traicéid agus riththe a dhéanamh go minic?
|
Seachain gearrduithe, oscailt, fadhbanna PDN
|
|
Máinléiriú
|
An bhfuil gach lamináid agus prepreg atá i gceist ar fáil?
|
Consaintíocht Dk, athdhéanamh bailis
|
Sampla ón saol réalta: Ag ceartú Torthaí Táirgeachta le DFM
Theip ar phlódóireacht idmholta ar an ngné USB difreálach ar bhosca leictreonach 10-ardán do IoT wiriteas i rith an chéad rith táirgeachta. An chúis fhíor: thugbabhsuithe neamhbheartaithe ar an prepreg íse-Dk a cuireadh síos ar imshruthú na ndroichead ó 100 Ω go 115 Ω, teipthe ar choimeádadh. Trí comhoibriú díreach leis an dtógálaí, tréithniú ar gach ábhar, agus sonraí maidir le bailiúcháin a chur leis na comhad Gerber, shroich an dearadh triail arna éineacht ar SI agus EMI/EMC sa lótháin chéanna eile—ag tabhairt toraidh 100%.
10. Tástáil Boscanna Leictre-Shainiúil Meascán le haghaidh Forlíontachais
Tástáil dhomhain is cosc dheiridh í do bord meascán sínál gné agus integritéacht na signála . Fiú is féidir leis na bordanna is cúramacha a dearadh fabhtanna monaróireachta, saincheisteanna SI, nó neamhordanna fíor-aimhsithe a bheith acu. Trí straitéisí bailíochta iomlána a úsáid a sheachnaíonn anailís agus foighneacha digiteacha, cuireann tú cosc ar chumasú do tháirge, ar chliapáil, agus ar dhílseacht fhadtéarmach.
Cén fáth a bhfuil tástáil iomlán chomh tábhachtach
Bíonn cláir leictreonacha measctha sígnail (mixed-signal PCBs) áirithe mar gheall ar íograis a n-íslíochtaí analógacha agus a gcroitha digiteacha ard-luas—ag cruthú timpeallacht tástála ina bhféadfadh tionchair bheaga nó éifeachtaí pharasatach cuardach earráidí ar leibhéal an chóras. D’fhéadfadh ceisteanna nach ndearna dearmad orthu, cosúil le ground bounce, idirdhéanaimh cumhachta, nó jitter clog, míniú mhíshásúil a thabhairt ar mhíonna dearbhaithe agus neart réimse a mhoillsiú.
Cineálacha Tástála Bunúsacha le haghaidh Clár Leictreonacha Measctha Sígnail
1. Tástáil Fheidhme
- Cuspóir: Deimnigh go bhfeidhmíonn an chearnóg analógach agus digiteach de réir sonraíocht an dhearbhaithe.
-
Modhanna:
- Cuir sígnailí analóga aitheanta isteach agus seiceáil feidhmeacha Aistrithe ADC/DAC maidir le líneacht, SNR, agus THD.
- Úsáid anailíséirí loighce agus tástálaithe prótacal chun busanna digiteacha (SPI, I2C, CAN, USB, HDMI) a fhíorú maidir le hamas ceart, iomlánuithe saor ó earráidí, agus comhlíonadh prótacal.
- Úsáid patrúin dromchla agus rithchláir firmware féinfhíoraíocha le haghaidh tosaithe ar leibhéal an bhord.
2. Tástáil Streiceála Timchiollach
- Cuspóir: Faigheann míbhuntáistí folaithe nó míshláintí SI amach faoi théamhacht, criochfhachtanas agus traochtaí fórsa.
-
Modhanna:
- Rothlú teasa (mar shampla, –40 °C go +85 °C), le cumhacht agus gan chumhacht.
- Tástálacha fósála criochfhachtanas, go háirithe tábhachtach do thoscaireacht analógach nó I/O ard-luas a dhéantar in ann an timpeallacht a phlé.
- Samhlú traochta agus buille—rainsíniú do gortuithe sínigh, ground bounce, nó saincheisteanna SI gaolta le naisc.
3. Tástáil Comhlíonachta EMI/EMC
- Cuspóir: Achinneoidh go bhfuil seoltaí agus íslithe an bhord laistigh de theorainneacha rialacháin (FCC, CISPR, carr, leigheas, srl.).
-
Modhanna:
- Seolta rádiata: Scanaigh an bord i seomra an-éadach chun EMI a mheá a fháil ó chloicní gallda, línte sonraí tapa, agus réimsí cumhachta.
- Éifeachtaí cuardaithe: Meas má tá guth á chur ar líne cumhachta na bord.
- Tástáil éifeachtachtaí: Scuab an bhoird le fuinneamh RF nó léim leadán ESD agus deimhnigh oibríocht shlán ailgéabrach/digitach.
Uirlisí Coitianta do Thástáil Bhordanna PCB Iolracha-Sínéal
|
Cineál Tástála
|
Uirlisí Bunúsacha
|
Paraiméadair SI/PI Mheas
|
|
Féidir leis
|
Scóip Dhioscirt, Anailíséir Loighce
|
Diagram súl, tógáil/imhillt, aimseart, SNR
|
|
Comhshaol
|
Seomra Teochta, Stimiláid
|
Droim, teacsa SI/PI neamhthábhachtach
|
|
EMI/EMC
|
Anailíséir Speictream, Antainn
|
Aschuir i ndáil nó fána, míshásúlacht
|
|
Integritéacht na signála
|
TDR, VNA, Uirlisí Samhlú SI
|
Athrú speictream, easpa comhtháthaithe, croiseán
|
|
Cumhacht Chomhtháthaithe
|
Anailíséir PDN, Stáisiún Próib
|
Foscadh voltas, léim an talún, géarphéintse
|
Próiseas Tástála is Fearr
- Pléanáil pointí tástála i mbeartú: Áirith go bhfuil rochtain ar chódach agus digiteach—cinntigh limistéir gan bhruscar le haghaidh oscilloscóp, prób loighicí nó tomhas RF.
- Rith impleachtaí réamh-tháirgeadh SI/PI: Dearbhaigh na líonraí criticiúla sa phrótatíopa fíorúil sula ndéantar tiomantas a dhéanamh ar hardwear.
- Prótatíopa, débógáil, agus cáilithe: Anailísigh tógálacha luath le sonrascanna i SI (dúnadh súl, jit, guth) agus logáil cúiseanna fhréamh/naiscimh cheartaithe.
- Déan tástáil iomláin comhsheasmhachta: Bainfidh fáisnéis nach bhfuil rátáilte buntas as tástáil EMI/EMC, a léiríonn go minic fadhbanna neamhthomhaisteacha SI a chuireann míréir, talú nó difríochtaí ar aispeantóireacht leo.
- Faighteoir a mheasúnú le linn an chéad fháiltithe: Tá feidhm an-mhór ag feedback ón saol fíorúil ar bheartas tarraingteach SI, go háirithe nuair a bhaineann iarratais le comhthéacsanna atá ag athrú.