优化数字电路PCB设计规则
关键的外卖
数字电路的电气和制造要求。
建立设计规则组件放置、路由和金属的飞机。
额外使用先进的数字电路PCB设计规则。
紧密地放置在电路板组件
人都提出了一个印刷电路板无疑是熟悉PCB设计规则和约束。介绍了在PCB设计CAD工具的发展,规则和约束最初使设计师一起从做空不同的网,但也就这么多了。虽然这是一个巨大的帮助,PCB设计者继续要求更多的功能在他们的设计规则,涵盖不同类型的电路配置使用。
在今天的CAD系统,设计规则和约束已经增强,给设计师控制他们所需要的类型。这是一个受欢迎的救济,作为设计师经常发现自己处理复杂的设计,整合力量,模拟,射频,数字电路都在同一个板。在本文中,我们将探讨的一些需求与数字电路PCB设计规则和如何最佳优化这些规则你的下一个布局。
数字电路的电气和制造要求
电路板电运营和生产没有错误,它必须根据一组特定的设计规则。不仅这些规则支配的大小和形状不同的元素在电路板上,但他们也执行元素之间的间距。的元素都是由这些设计规则可以包括组件、组件之间的连接网络的痕迹,通过不同层之间的互连的痕迹。
组件的位置
电路板上的部分需要把战略提供最好的连接长度。使用高速时尤为如此设计,在几个组件可能是整个高速信号路径的一部分。其他组件,如旁路电容,需要接近权力销放在他们被分配到的设备和电源组件需要尽可能接近对方。
那样亲密的相互位置要求,部分仍需定位最好的促进PCB制造业。电路板组件需要在他们之间有足够的间隙自动装配,焊接过程和人工返工。连接器和其他人类的接口要求的可访问性和部分也必须位于与热冷却牢记。
跟踪路由
微分对印刷电路板的路由
而良好的比例的电路板的跟踪路由可以处理默认值,许多网需要独特的痕迹宽度和间距值,包括以下:
- 差动双路由:微分信号需要两个相同的信号,一个是倒置,将一个完整的数据信号。信号的信息破译倒和non-inverted信号之间的区别。这降低了噪声和电磁干扰,但需要两个信号痕迹与一致的宽度和间距相等的长度(如上图所示)。
- 时钟和数据行:时钟信号协调的活动将触发电路和脉冲数据的输入和输出。这需要足够的间距这些敏感线长度和其他信号以及具体的跟踪,确保时钟和数据行相互匹配。
- 阻抗控制路由:电容和电感高频跟踪创建一个反对的电流信号,可以降低信号的质量。控制这需要特定的层板的厚度和介电材料分层盘旋飞行,精确的跟踪宽度和厚度,靠近飞机上相邻参考信号的返回路径层。
通过
不同的通过的大小和形状根据使用蚊帐使用它们。例如,电力和地面网将通常需要通过比常规信号网。通过还可以具有不同的类型,用高速路由使用较小的盲目和埋通过或微通过物理空间和电气性能。
这些不同的电气和制造业需求可以由设计控制规则建立的PCB布局工具(如下图所示)。然而,仍然有更多的要求,需要考虑设计。
的一个例子如何建立微分双路由的数字电路PCB设计规则
权力、地面和参考平面
电力和地面的痕迹可以有几种不同的跟踪宽度和间距值取决于电路的要求。路由跟踪在电力供应数字板,例如,可以呼吁异常广泛的痕迹来处理增加的电流和温度。宽阔的痕迹还将帮助董事会权力的完整性降低电感和控制串扰噪声。
虽然会有短连接痕迹,必须宽度和间距控制,大部分的力量将通过多层电路板铜倒和金属平面层。这些也必须确保你的控制功率输出网络(生产)是为所有必要的组件提供清洁能源。幸运的是,这些权力路由宽度和飞机连接都可以控制通过设计规则(如下所示)。
设置规则和约束对权力和地面PCB设计
生产的另一个重要部分是地面飞机在板层分层盘旋飞行。这些层信号和至关重要电源完整性董事会,并提供以下好处:
- 明确的返回路径:消除噪声的机会被流浪的信号返回创建,地面参考面提供了一个清晰和直接返回路径高速信号。
- EMI屏蔽:地面飞机还提供屏蔽保护敏感电路外部电磁干扰的威胁。
- 开关噪声过滤:数字电路之间切换的高和低,他们可以创建另一个地面电路噪声的来源。用一个大金属平面上,所产生的噪音会减少飞机的低阻抗与路由跟踪地面。
- 散热:地面的飞机也有助于散热hot-running组件的散热片。
电力和地面飞机的另一个重要部分是控制与热垫。这些spoke-shaped元素阻止大金属平面作为散热片的焊接工作,同时仍然提供足够的连接好电源完整性。
所有这些组件、路由、通过和飞机注意事项必须控制通过使用PCB设计规则。接下来,我们将看看如何建立这些规则和优化设计的最大利益。
设置为数字电路PCB设计规则
今天大多数PCB设计CAD系统在使用有能力转移之间的规则原理图和布局。设计团队,这是一个巨大的好处,因为它允许示意图来驱动设计规则,而不是等着输入上的所有约束布局。这种级别的组织给电气工程师的能力建立特定的网络和组件规则,为他们设计的电路是必不可少的。布局团队也不需要依赖书面或传送指令,净规则已经存在于数据库设计。
以下领域的数字电路PCB设计规则应该专注于确保电路板布局正确:
默认值:大多数设计工具将开始一系列的设计规则的默认值。这些可以从以前的设计或“剩饭”真正的系统默认值。现任在排版设计确认这些价值观在他们开始之前确保他们不是路由错误跟踪宽度或放置组件彼此太接近。
类:虽然大多数设计规则可以设置个人网或组件,这可以非常乏味的工作,如果你有几百个对象需要独特的规则和约束。大多数设计工具提供一个系统的设置类网和组件来简化规则和约束设置。例如,您可以设置独特的痕迹宽度和间距要求+ 5 v, 5 v, v + 15, -15 v, 3.3 v网,或者您可以创建一组规则为一个电源类并添加这些蚊帐。时钟和数据类网也是一样和不同类型的组件。
高速设计规则:设计规则也可用于高速约束和团队应该使用完整的功能布局的设计规则最大的好处。例如,可以设置特定的痕迹的长度以及长度匹配其他痕迹,这是非常有用的,当路由的时钟和数据行。微分对可以设置路由的痕迹在一起彼此距离和独特的跟踪拓扑可以指定为特定网络特征。跟踪宽度也可以自动设置impedance-controlled路由和通过类型和大小可以专门分配给网或净类。
有许多不同的设计规则特性在现代数字电路PCB设计CAD系统;到目前为止我们只覆盖路由约束。接下来,我们来看看其他的一些规则和约束,可以设置。
设计组装规则在节奏快速的约束管理器
额外的用途PCB设计规则和约束
除了标准的PCB设计规则为数字circuits-including组件放置,跟踪路由、权力和地上的规则,可以设置专门为制造业。在这些规则焊料面具带子,锡膏覆盖率,丝网印刷重叠,和测试点间距。PCB设计CAD工具,如节奏的快板PCB编辑器电路板制造和组装的具体规则集包含这些和其他许多规则。你可以看到上图中装配约束的一个例子。
设计规则和约束也使用在导入数据从机械CAD系统之间的间隙检查对象到董事会和系统附件。许多系统,如节奏快板,全3 d帆布功能,允许用户查看和检查他们的设计导入的机械数据或者其它PCB设计。,一旦设计规则已经完全建立和完善,他们可以被导出并保存用于未来的设计。
找到更多关于一些高级功能的PCB设计规则和约束在处理适应型和MCAD数据,看看这个电子书。
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