Ich bin ein bisschen neu im PCB-Design. Ich habe ein paar Verwirrungen in meinem Platinenlayout, um EMI beim Routing zu reduzieren. Ich entwerfe ein zweischichtiges PCB-Design
Ich bin mir bewusst, dass, wenn Sie Leiterbahnen über verschiedene Schichten leiten und sich kreuzen, eine Kopplung zwischen dem Querschnittsbereich auftritt, in dem sich die beiden Leiterbahnen treffen, wenn sie eine parasitäre Kapazität erzeugen. Aber wenn es definitiv kreuzen muss, dann muss es bei 90 Grad kreuzen. Meine Frage ist: Gilt dies für alle Arten von Spuren, bei denen eine Stromspur eine analoge oder digitale Spur kreuzt?
Da die Leistungsspur aufgrund ihrer breiteren Spur die niedrigste Impedanz hat, ist es möglich, zwei Leistungsspuren auf verschiedenen Ebenen zu kreuzen?
Wie breit sollte die Leiterbahnlänge sein, wenn ich sie für eine Sternverbindung über die gesamte Platine nehme (da Daisy-Chaining eine schlechte Praxis ist)?
Ist es richtig, Entkopplungskondensatoren auf der Querschnittsfläche über der schwächeren Leiterbahn hinzuzufügen?
Ich arbeite mit Low-Power-Schaltungen, bei denen die Spannung 3,3 V beträgt und der Mikrocontroller mit 8 MHz läuft, einem 1-MHz-Buck-Boost mit ein paar analogen und digitalen Sensoren. Ich habe auch darauf geachtet, dass die analoge und digitale Masse getrennt sind und sich direkt am Ursprung (also einer Batterie) treffen.
Gibt es auch eine Open-Source-Simulationssoftware für die Signalintegrität?
Auch darüber hinausgehende Anregungen und Tipps sind willkommen. Danke schön.
Die Punkte, die Sie hervorgehoben haben, sind alle gültig, gelten jedoch nicht wirklich für Ihr Design, da ein 8-MHz-Mikrocontroller nicht wirklich als Hochgeschwindigkeit gilt. In Bezug auf EMI sollten Sie eher auf die Anstiegszeit als auf die Taktfrequenz achten, da die 8-MHz-Frequenz selbst keine wirklichen Probleme verursacht, aber ein 1-Hz-Signal mit einer schnellen Anstiegszeit Chaos verursachen kann.
Um Ihre Fragen zu beantworten:
Wie Sie sehen können, gibt es keine goldene Regel, beim PCB-Design geht es hauptsächlich um Kompromisse. Sie könnten alle Best Practices für die Signalintegrität befolgen, und Sie würden am Ende eine sehr teure Multilayer-Platine haben, die weltraumtauglich ist, aber Sie müssen sich die Frage stellen: „Brauche ich das?“
Der erste Schritt beim Design besteht darin, sich das empfohlene Layout im Datenblatt anzusehen. Wenn Sie das befolgen, sollten Sie in 99% der Fälle in Ordnung sein, insbesondere im Buck / Boost-Wandler. Das Design, an dem Sie arbeiten, klingt sehr danach, als wäre es einem Arduino-Board sehr ähnlich. Sie können die Designdateien herunterladen und sich das Layout ansehen. Das gibt Ihnen ein
2) Um EMI zu reduzieren, ist es schön, eine Schicht zu haben, auf der Sie die Signale haben, und eine, auf der Sie nur Masse haben. Bei Signalen ist das natürlich nicht immer möglich, aber bei Stromspuren ist es sehr zu empfehlen. Wenn Sie ein 2-Schicht-Design haben und sich zwei Leistungsschichten überlappen, bedeutet dies, dass Sie nur eine große Antenne bauen, die alle möglichen EMI-Probleme verursachen kann, ganz zu schweigen davon, dass Ihr Stromsignal nicht sauber ist.
3) Die Breite der Strombahnen hängt davon ab, wie viel Strom durch sie fließen soll, aber auch davon, wie dick die Kupferschicht ist (35 um, 70 usw.); Am Ende haben Sie einen Temperaturanstieg, der akzeptabel sein sollte. Es gibt viele Hilfen (Spurweitenrechner).
4) Entkopplungskondensatoren sollten so nah wie möglich an den relevanten ICs platziert werden. Grundsätzlich können Signalbahnen problemlos unter Widerständen oder Kondensatoren hindurchgeführt werden. Wenn Sie es vermeiden können, platzieren Sie keine empfindlichen Signale unter ICs (und niemals unter getakteten DC/DC-Wandlern!).
Andi aka
Analogsystemerf