PCB ' s y el diseño de las conexiones de alimentación

Question

He diseñado un par de PCB ahora, pero nunca pensado mucho en las buenas prácticas. Eran pequeñas tablas y la mayoría en el énfasis se puso en simplemente asegurarse de que todo lo que necesita para estar conectado estaba conectado.

Ahora quiero llegar más graves en hacer bien diseñado tablas. He diseñado y rediseñado mi actual proyecto varias veces tratando de llegar con un buen diseño de aspecto.

Este proyecto se basa en el ATXMega256 mCU que se ejecuta en un cristal de 16Mhz, alrededor de un total de 60 componentes y 7 u 8 de ellos IC.

Para mi próximo rediseño, he pensado en dar el "Manhattan de Enrutamiento de" ir a por lo menos intentar ayudar con loco trazas de ir cada cual manera, pero eso es un poco fuera de tema.

El problema me parece que en la mayoría es la comprensión de un método apropiado de potencia corriente para cada una de las IC. Normalmente, sólo quiero conectar en cadena, pero que se dice que es una mala práctica.

Aquí están mis preguntas relativas a la alimentación

1. He oído hablar de la "Configuración de Estrella", donde todos los circuitos de lazo directamente en el regulador, pero no he visto un ejemplo de la vida real de que así no estoy seguro de cómo el diseño que en mis proyectos. Suena como un lío de los restos procedentes de una almohadilla en mi mente. Puedes publicar un ejemplo de un bien diseñado en Configuración de Estrella?

2. ¿Cuáles serían algunas de las ventajas y desventajas del uso de la configuración de estrella frente a un plano de alimentación, aparte de la obvia de poder estar en todas partes con un plano.

3. Cuando es aceptar o no aceptar el uso de un avión para VCC, específicamente para un 2 tablero de la capa como he oído que no es tan común en un 2 tablero de la capa?

4. Si no debería usar un plano de alimentación, que es mejor en el caso de las huellas que tienen que cruzar cada uno de los otros: el uso de via para GPIO o a través del poder?

5. Si está bien usar un plano de alimentación en un 2 tablero de la capa, debe VCC estar en la capa superior o inferior, obviamente me gustaría tener un plano de Tierra, así.

Sé que no hay un win/win respuesta a estas preguntas porque cada proyecto es diferente y requiere de planificación diferentes, pero creo que el concepto básico detrás de esto debe ser algo universal que la gente los siga. Usted tiene que saber las reglas antes de que usted pueda romper.

También me doy cuenta de que estas preguntas pueden estar más allá del alcance de discusión en línea, pero estoy buscando más respuestas generales que pueden ayudar a empujar a mí en la dirección correcta.

Answer 1

Yo recomiendo mirar el Diseño de PCB Directrices Para la Reducción de EMI por Texas Instruments.

Mientras que se centra en la reducción de EMI, ofrece consejos o respuestas a todas sus preguntas, excepto a "Manhattan de Enrutamiento".

La sección 2.1 (alrededor de 12 páginas) es sobre Tierra y poder. Incluye estos las secciones útiles:

2.1.7 Plano de Alimentación debe y No debe Hacer para Cuatro Capas Juntas
2.2.1 Único Punto de Distribución Multipunto vs
2.2.2 Estrella De Distribución
2.2.3 disposición en cuadrícula para Crear Planos

Se muestra cómo obtener cerca del PWB de 4 capas EMI rendimiento con el uso de un 2-capa de la junta. Parte de la reducción de EMI es asegurarse de que existe una buena alimentación y conexión a tierra de enrutamiento y la disociación.

Answer 2

Esto no es estrictamente una respuesta - no sé si realmente hay una respuesta definitiva, o simplemente las opiniones de la gente. Es demasiado largo para un comentario, así que me demanda.

Como dije, esto no es realmente una respuesta, es sólo cómo puedo hacer mi diseño y enrutamiento - no sé cómo "derecho", o lo "correcto", pero a mí Me Funciona™.

Manhattan de enrutamiento, mientras que bonito, no es siempre la respuesta. Yo uso una especie de híbrido de Manhattan - una gran cantidad del tiempo de arriba/abajo e izquierda/derecha, pero no siempre, depende de la situación exacta. Me coloque a través de la reducción sobre la traza de la dirección - si puedo hacer un poco arriba/abajo izquierda/derecha del plano y eliminar la necesidad de 2 vias, a continuación, voy.

Como por el poder - que tienden a usar los bucles y semi-star. Piense en ello como una estrella con bucles en la final. Especialmente cuando uno chip tiene tal vez 5 o 6 pines de alimentación, el chip power trace forman un círculo alrededor de todas las clavijas y de vuelta al principio. Lo mismo con los grupos de fichas. Ellos no van siempre a la derecha de nuevo para el regulador / circuito de potencia, pero no regresa a una impedancia menor "tronco" traza que luego vuelve al regulador.

Vias de poder o de IO? Bueno, depende de la potencia y de la IO. Vias introducir el aumento de la inductancia y la resistencia. Demasiado muchas vias de energía puede causar el exceso de caída de tensión, o reducir la actual capacidad de manejo. Demasiado muchas vias de IO puede reducir la máxima velocidad de reloj y de datos, usted puede trabajar, y también aumentan las emisiones EMI. En general, aunque tiendo a preferir mantener las vias en el poder a un mínimo absoluto. Para ello yo suelo poner el poder huellas primero antes que nada.

Si usted debe tener un plano de alimentación en un 2 tablero de la capa (yo nunca lo hacen - planos de tierra, sí, pero no los aviones de potencia) creo que es mejor hacerlo en la parte superior. Principalmente debido a que el plano de tierra, que estaría en la parte inferior, normalmente se adyacente al chasis - y si eso es de metal conectado a tierra y entonces el suelo está próximo a la tierra y no pueden causar desagradables cortos. De potencia próximo a la tierra podría causar cortocircuitos.