Überprüfung des PCB-Designs

Ich entwerfe eine Steuerplatine für einen analogen Audioverstärker mit einer Touchscreen-Oberfläche.

Dies ist meine erste Platine, die ich je ausgelegt und geroutet habe, und ich habe mich nur gefragt, ob die Leute meinen Design-Look überprüfen, bevor ich ihn zum Drucken versende.

Kurzer Überblick über die Anschlüsse auf der Platine:

  • J7 ist die 18-V-Wechselspannung, die von einem Transformator kommt
  • J2 ist ein 20-poliger jtag-Anschluss
  • JX ist mit einem LCD-/Touchscreen-Modul verbunden
  • J3R & J3L sind Steuerleitungen, die zu einem digitalen Potentiometer führen, um die Verstärkung und die Lautstärke zu steuern

Unten ist die Stückliste

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bildschirmaufnahme des Boards, es ist ein vierschichtiges Board, wobei die obere innere Schicht eine Grundebene ist.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Lassen Sie mich wissen, was immer Sie denken. Wie ich schon sagte, ist dies das erste Mal, dass ich ein Board auslege, also habe ich den Auto-Router verwendet und ihn an einigen Stellen repariert. Ich würde lieber brutal ehrlich sein und mir sagen, dass ich das Design notfalls neu gestalten soll, bevor ich 66 Dollar für ein Board verschwende, das nicht funktionieren wird.

Ein Schaltplan wäre sehr hilfreich. Außerdem scheint es, als könnten Sie diese mit einer 2-Lagen-Platine auslegen, wobei die untere Schicht meistens eine Grundebene ist.
Ja, bitte fügen Sie mindestens einen Schaltplan hinzu. Werfen Sie auch einen Blick auf meta.electronics.stackexchange.com/a/2520/10157 für andere Dinge, die Sie tun können, damit eine Designüberprüfung gut verläuft.
@abdullahkahraman Hast du dieses Board automatisch geroutet?
Eine Frage, wenn dies Ihr erstes Routing ist, warum haben Sie sich für eine 4-Lagen-Leiterplatte entschieden? Wenn Sie sich die Komponenten ansehen, können Sie dies problemlos innerhalb von 2 Schichten tun, wodurch Ihr Board viel kleiner wird, die Komponenten eng beieinander liegen und mit hoher Wahrscheinlichkeit funktionieren.
Und ein Ratschlag: VERWENDEN SIE NIEMALS AUTO ROUTER. Ein Profi wird das niemals tun und es ist eine gute Lernpraxis. Betrachten Sie es einfach als Zeichnen, je mehr Mühe Sie darauf verwenden, desto besser wäre das Ergebnis.
Warum sagen Sie "AUTO ROUTER NIEMALS VERWENDEN"? Profis verwenden täglich Router für ASICs, weil sie Menschen bei großen Designs weit übertreffen können.
Dieser Frage fehlt eine direkte Anfrage. JWL, wir können Sie besser unterstützen, wenn Sie Ihre Frage eingrenzen und konkretisieren können. Leider ist diese Seite nicht für "was denkst du"-Fragen gemacht.
@NickAlexeev Das ist nicht meine Frage? :)
@ David: Unsinn. Ein Auto-Router ist ein nützliches Werkzeug. Wie bei jedem Werkzeug müssen Sie wissen, was es kann, wann es angebracht ist, wann nicht, und wie Sie es richtig steuern. Es kommt sehr selten vor, dass ich den Autorouter nicht zumindest für einen Teil eines Boards verwende, das ich entwerfe. Zu sagen, dieses Tool niemals zu verwenden, ist ein schlechter Rat und klingt in erster Linie eher nach einer religiösen Überzeugung.
Okay, die Härte ist das, was ich erwartet hatte. Ich habe das obige Design verworfen und mich entschieden, ein 2-Lagen-Board vollständig von Hand zu routen. Sobald ich fertig bin, werde ich die Frage aktualisieren und mit allen Fragen, die ich noch habe, viel genauer sein. Danke für den Einblick.
@trav1s, Sie können sehen, was die automatische Route tut. Ich habe unzählige Leiterplatten gebaut, aber ich habe nie Autoroute verwendet, weil es keinen Nutzen hat.
@OlinLathrop, soweit meine Erfahrung reicht, habe ich gesehen, dass die automatische Route die Dinge nur noch schlimmer macht. Sie können zwar ein kleines Segment der Leiterplatte automatisch routen, was in Ordnung ist, aber nicht die gesamte Platine, auf die ich abzielte.
Wenn Sie wirklich denken, dass Autorouter nichts nützen, dann versuchen Sie, 10.000 Logikzellen mit >90% Platzierungsdichte über 7 Metallschichten zu routen. Oh, und stellen Sie sicher, dass Ihr Routing keine Verstöße gegen Designregeln, Timing-Verstöße oder Probleme mit der Signalintegrität verursacht. Und Sie haben dafür weniger als 5 Minuten Zeit. Wenn Sie das nicht können, sollten Sie solche pauschalen Aussagen nicht machen, denn ein Auto-Router kann das.
@trav1s Sie vergleichen Äpfel und Orangen (PCB-Autorouter mit ASIC / FPGA-Autoroutern), es sind sehr unterschiedliche Dinge mit demselben Namen. Natürlich routen Sie einen ASIC mit mehr als 20.000 Netzen nicht von Hand, aber ich route eine Leiterplatte mit 3.000 Netzen und 1.000 Komponenten von Hand. Wenn ich eine Platine mit 20K-Netzen hätte, könnte ich versucht sein, auch darauf einen Autorouter zu verwenden.
Es ist eher so, als würde man Äpfel mit leicht unterschiedlich gefärbten Äpfeln vergleichen. Es gibt Autorouter, die für Leiterplatten erfolgreich arbeiten können, sogar für kleine Designs, schneller als Menschen. Sie müssen jedoch mit den richtigen Regeln, Einschränkungen und Befehlen gefüttert werden. Mein Punkt ist, dass pauschale Verallgemeinerungen wie „niemals Autorouter verwenden“ einfach nicht rational sind. Vielleicht war es vor 10 oder 20 Jahren, aber die Zeiten haben sich geändert und die Werkzeuge wurden besser. Du schuldest es dir selbst, dasselbe zu tun.
@trav1s Das ist das Internet. Pauschale Verallgemeinerungen sind so verbreitet wie Trolle und Katzenvideos. Trotzdem habe ich noch nie einen Autorouter verwendet, der bessere Arbeit leisten kann als ich oder schneller (unter Berücksichtigung der Zeit zum Einrichten der Regeln usw.) - also route ich fast jedes Board, das ich mache, manuell. Und ich habe einige sehr teure und leistungsfähige Autorouter verwendet. Der, den ich jetzt habe und ein paar Mal benutzt habe, kostet mehr als ein SUV. Während pauschale Verallgemeinerungen hyperbolisch sind, ist es in diesem Fall verständlich.

Antworten (4)

Nur ein paar zufällige Punkte. Ich habe keine vollständige Analyse durchgeführt, hauptsächlich weil das, was ich sah, ernst genug war, um dies nicht zu rechtfertigen.

  1. Wechseln Sie zu SMD-Keramikkappen. Die Bleiinduktivität von TH-Kappen macht sie praktisch unbrauchbar (wir sprechen von den normalen 0,1-uF-Kappen, nicht von Bulk-Kappen).
  2. Vielleicht auch auf SMD-Widerstände umsteigen.
  3. Stromspuren sehen sehr dünn aus. Besonders die Leitungen zu den Linearreglern.
  4. Ich habe kein Vertrauen, dass Sie die Wärmeableitung der Linearregler berechnet haben oder dass Sie eine Möglichkeit haben, sie zu kühlen.
  5. Die Vias sehen sehr groß aus. Möglicherweise können sie kleiner gemacht werden, um eine bessere Signalführung zu ermöglichen.
  6. Auf dem Bild ist es sehr schwer zu erkennen, aber ich denke, dass Sie Durchkontaktierungen so nahe beieinander haben, dass sie Schlitze / Hohlräume in den Strom- / Erdungsebenen bilden.

Das Layout der Kristalle sieht nicht richtig aus.

  1. Laut Stückliste befindet sich der X1 im R145-Paket (es ist ein zylindrisches Paket). Im Layout sieht es eher nach HC-49-Paket aus.
  2. Auf Seite 17 des ST-App-Hinweises AN2867 gibt es Tipps zum PCB-Layout für den Quarz . Weitere Diskussionen zum Layout des Kristalls finden Sie in diesem Thread .
@JWL Hast du dieses Board automatisch geroutet?
Ja, damals wusste ich nicht, dass es so eine schlechte Idee war, das zu tun. Ich werde versuchen, das Board mit nur 2 Lagen auszulegen und das Ding von Hand leiten zu müssen.
Die Verwendung eines Autorouters für das allererste Board ist in der Tat keine gute Idee. Autorouter hat seinen Nutzen. Aber Anfänger überbeanspruchen Autorouter normalerweise.

Sie können breitere Spuren verwenden, wenn Sie keine besonderen Platzbeschränkungen haben. Insbesondere Strom- und Masseleitungen müssen so breit wie möglich sein. Und natürlich sind SMD-Kondensatoren besser geeignet als TH und wichtig ist, dass Kondensatoren so nah wie möglich am Mikrocontroller und Filterkondensatoren am Leistungsregler (falls verwendet) platziert werden müssen, und sie müssen breit sein

Sie sollten auch versuchen, rechtwinklige Spuren zu vermeiden. Dies führt zu einer Signalflanke, wenn Sie ein Oszilloskop daran anschließen, was zu Problemen führen kann

Sehen Sie sich dies von Sparkfun an, um viele der Grundlagen abzudecken.

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