タグ付けされた質問 「pcb-design」

電子回路のコンポーネントを搭載するボードの設計について。それらを構築することについての質問については、代わりにPCB製造を使用してください。質問が特定のCADツールに固有のものである場合は、使用しているツールとバージョンを伝えます。

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競合するPCB Crystalレイアウトの推奨事項
これはこの質問に関連しています。水晶発振器のレイアウトはどうですか? 私はマイクロコントローラー用に12MHzの水晶をレイアウトしようとしています。私は、特に水晶および高周波設計に関するいくつかの推奨事項を読んでいます。 ほとんどの場合、彼らはいくつかの点で同意しているようです: トレースはできるだけ短くしてください。 差動トレースペアをできるだけ同じ長さに近づけます。 クリスタルを他のものから隔離します。 水晶の下にグランドプレーンを使用します。 信号線のビアは避けてください。 トレース上で直角に曲がらないようにします これが私の水晶用に現在持っているもののレイアウトです: 赤は上部のPCB銅を表し、青は下部のPCB層を表します(2層設計です)。グリッドは0.25mmです。クリスタル(青の層)の下には完全なグラウンドプレーンがあり、クリスタルを囲むのは、いくつかのビアを使用してボトムグラウンドプレーンに接続されたグラウンドです。クロックピンの隣のピンに接続するトレースは、uCの外部リセット用です。〜5Vに保持する必要があり、グランドに短絡するとリセットがトリガーされます。 まだいくつか質問があります: 負荷コンデンサをICの近くに配置する推奨レイアウトと、それらを遠い側に配置するその他のレイアウトを見てきました。2つの間にどのような違いを期待できますか?また、どちらが推奨されますか(ある場合)? 信号トレースの真下からグランドプレーンを削除する必要がありますか?それが信号線の寄生容量を減らす最良の方法だと思われます。 より厚いまたはより薄いトレースをお勧めしますか?現在、10milのトレースがあります。 2つのクロック信号をいつまとめる必要がありますか?私は、uCに向かう前に2本の線が本質的にお互いに向かっている推奨事項と、現在のようにそれらが離れてゆっくりとまとめられている推奨事項を見てきました。 これは良いレイアウトですか?どのように改善できますか? 私がこれまでに読んだソース(これがそれらのほとんどをカバーすることを願っています。 高速レイアウトガイドラインに関するTIの推奨事項 AtmelのAVRハードウェア設計の考慮事項 発振器のPCBレイアウトに関するAtmelのベストプラクティス 編集: ご提案ありがとうございます。レイアウトに次の変更を加えました。 uCの下の最下層は5V電源プレーンとして使用され、最上層はローカルグランドプレーンです。グランドプレーンには、グローバルグランドプレーン(下層)への単一のビアがあり、5Vがソースに結合され、2つの間に4.7uFのセラミックコンデンサがあります。ルーティンググランドと電源をはるかに簡単にしました! クリスタルケースのショートを防ぐために、クリスタルの下の上部の接地要素を取り外しました。 @RussellMcMahon、ループ領域を最小化することで何を意味するのかわかりません。クリスタルリードをuCに送信する前にまとめた、改訂されたレイアウトをアップロードしました。これはあなたが意味したものですか? 水晶の周りのガードリングループをどのように完成させることができるのか完全にはわかりません(今はフックのようなものです)。2つのビアを実行して(グローバルグランドから分離された)両端を接続するか、部分リングを削除するか、そのままにしておく必要がありますか? クリスタル/キャップの下からグローバルアースを削除する必要がありますか?

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なぜ市販のPCBにこれほどの手直しが必要なのですか?
いくつかの手直しが行われたPCBを見つけました。私はそれを見たとき、私は誰かが購入後に実際にそれを修理したと思いました: 追加の配線(白と茶色)があり、ホットグルーの下に2つのセラミックコンデンサがあります。コンデンサには絶縁スリーブが付いています(見にくい)。デカップリングコンデンサのような臭いがします。 私は自分のボードを変更することは理解できますが、これは成功している会社(Labtec)の商用スピーカーです。 この作業はメインアンプチップ(TDA2005)に基づいているようです。私はボードに対する他のポストデザインの変更を見てきましたが、それはあちこちでPCBを横切るワイヤに過ぎませんでした。この手直しの状態で商用ボードが売られるのはなぜですか? PS。また、左上の手で太くなったトラックに注意してください。 PPS。2つの円は、基板のこちら側に追加された手はんだ表面実装コンデンサも示しています。これは明らかにスルーホール設計です。

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プロトタイプの作り方
プロのEE環境でプロトタイピングはどのように行われますか?プロトタイプをブレッドボード、銅張ボード、マンハッタンスタイルで作成しますか、それとも回路図を描いて、PCBを作成して組み立て、それらを操作し、必要に応じてあちこちでハッキングしますか?

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なぜそれほど多くのトランジスタが必要なのですか?
トランジスタは、電気回路で複数の目的、つまりスイッチを使用して電子信号を増幅し、電流などを制御できます... しかし、最近、ランダムなインターネット記事の中でも特にムーアの法則について読みました。最近の電子機器には膨大な数のトランジスタが詰め込まれており、現代の電子機器に搭載されているトランジスタの数は数十億ではないにしても数百万の範囲にあります。 ただし、とにかく多くのトランジスタが必要なのはなぜでしょうか?トランジスタがスイッチなどとして機能する場合、なぜ私たちの現代の電子デバイスでは、そのような途方もなく大量のトランジスタが必要なのでしょうか?現在使用しているトランジスタよりも少ないトランジスタを使用できるように、物事をより効率的にすることはできませんか?

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IC上の複数のGNDおよびVCCの理由
ほとんどのIC(MCUなど)に(A / D)GNDおよび(A)VCCピンが複数ある理由は何ですか? ICのパフォーマンスを向上させる場合、パフォーマンスにどのように役立ちますか?または、IC設計者がいくつかのピンを外部で接続する方が簡単ですか? ICの一部のフットプリントはケースの下にGND接続がありますが、どのように役立ちますか?必要ない場合でも、ケースの下にGNDを引くと、ICのパフォーマンスが向上しますか?

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Altiumと同等の優れたフリーウェア/オープンソースPCB設計ソフトウェアを探している[非公開]
私は職場のAltium PCB設計ソフトウェアに精通しています。しかし、それは維持するのに高価なスイートです。ペットプロジェクトに自宅で使用できるまともなフリーソフトウェアはありますか?ExpressPCBを試しましたが、満足していません。どんな提案でも大歓迎です。私は通常、自宅プロジェクト用に最大4層のPCBを設計します。

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マンハッタンルーティングとは何ですか?
では光子によって答え、彼はPCBの設計に関しては「マンハッタンルーティング」に言及しています。インターネットでこの用語に関する多くの関連情報を見つけていません。したがって、質問:マンハッタンルーティングとは何ですか?

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PCBの電圧分離のためにエアギャップを配線する理由
電源用のPCB設計について学習すると、レイアウトの低電圧セクションと高電圧セクションを分離するために配線されたギャップのあるボードがよく見られます。 銅をエッチングで除去して同じレベルの絶縁を作成する必要がある場合、なぜエアギャップを配線するという問題に直面しますか?空気の絶縁破壊電圧はFR4よりもはるかに高いですか? このようなギャップは、銅が完全にエッチングで除去されない状況を回避するために使用されると思います。
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「波形」PCBトレースの目的
一部のPCBデザインでは、特定のトレースが奇妙な方法で配線されています。これはおそらく、私がよく知らない高周波設計の考慮事項と一般的な信号の動作に関係しています。 このPCB(Webのどこか)を例として見てみましょう。SATAルーティングとDDR2 RAMを備えたPCIeカードの一部を示しています。 異常なトレースレイアウトとして適格な4つの領域を強調しました(私の観点から)。 これらの形状は何を達成することになっていますか?デザイナーはどのようなパターンが必要かをどのように考え出しますか? ルーティングのような波形のアンテナの別の例。 これはかなりまれです。しかし、明らかに設計者は意図的に45°トレースを避けました。どうして? 曲線とトレース内の単一の「パルス」。これはどのように重要な効果がありますか? それでは、この手法の使用例と利点は何ですか? 将来のPCB設計を行う際にこれらを考慮に入れたいと思います。

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廃棄のリスクを心配する必要がありますか?
同僚が(明らかに失敗しました:-))私にトゥームストーンのリスクを納得させようとしました 次の状況で: 彼は、R55とR59のパッド1には2つのトレースが残されているため、はんだ付け中に熱がより速く失われると主張していますが、パッド2には1つしかなく、これがトゥームストーンを引き起こします。率直に言って、このような4022抵抗器でもPCB上に完全に平らに配置されていることに気づいたことがありません。私も不注意ですか? (トレースの幅は0.2mmです) 編集 さらに、4つのスポークを介して1つのパッドが銅注に接続された0402パーツを表示することもできますが、これはさらに悪化するはずですが、何の問題もありません。

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グランドプレーンを本当にアナログ部分とデジタル部分に分割する必要がありますか?
卒業プロジェクトの一環として、最初のPCBを設計しようとしています。もちろん、最初のステップとして、できるだけ多くを学ぼうとします。私がこの3部の記事を見つけた研究の一部は、必要ではなく、場合によってはグラウンドプレーンをアナログとデジタルの部分に分割することさえ有害であることを示唆しています。これは教授から学んだことと矛盾しています。また、このサイトのグラウンドプレーン/プールに関係するすべてのスレッドを読みます。大多数はこの記事に同意しますが、分割地板を支持する意見がまだいくつかあります。例えば https://electronics.stackexchange.com/a/18255/123162 https://electronics.stackexchange.com/a/103694/123162 PCB設計の初心者として、誰が正しいか、どのアプローチを取るべきかを判断するのは混乱を招き、難しいと感じています。それでは、グランドプレーンをアナログ部分とデジタル部分に分割する必要がありますか?つまり、PCBカットまたはDGNDとAGNDに別々のポリゴンを使用する(接続されていないか、1点で接続されている)物理的な分割を意味します おそらく、私の将来のPCBに合わせた推奨事項を作成できるようにするために、それについて説明します。 PCBはEagle => 2レイヤーの無料版で設計されます PCBは、リチウム電池のテストと正確な測定(電流と電圧)用です。ボードは、Raspberry Piからデジタルインターフェイス(GPIO / SPI(40 kHz))経由で制御されます。ボードには3つのデータコンバーター(AD5684R、MAX5318、AD7175-2)があり、デジタル側にはビルド済みRTCモジュール用のコネクターがあります。アナログ電源は、オンボードのLT3042電圧レギュレータ(5.49 V)を介した外部安定化電源から供給されます。さらに、LT6655B 5 V電圧リファレンスがあります。アナログ部分は基本的にDC回路であり、実際にHFのみがADCの内部16 MHzマスタークロックです。 デジタル3.3 V(主にデジタルインターフェイスの給電用)は、Raspberry PIから供給されます。したがって、2つのグランド接続があります。外部電源とRaspberry Piのデジタルインターフェイスです。 これに関連する別の質問:図3を参照して、デジタルインターフェイスからのリターン電流が正しい接地接続に流れることを確認するにはどうすればよいですか(2つあることを思い出してください)。 追加の懸念:配電回路は高感度測定を妨げる可能性がありますか?最下層の電源をルーティングすることでそれらを分離していましたが、モノリシックグランドプレーンの場合はもはや良い考えではありません そして、私はまだ質問しています:下部のモノリシックグランドプレーンと上部の信号/コンポーネント層を多かれ少なかれ仮定して、バイパスコンデンサのマイナス側をグランドプレーンに接続する最良の方法は何ですか?

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垂直スルーホール抵抗を回避する理由は何ですか?
私はPCBのレイアウトに取り組んでおり、いくつかのプルアップ抵抗を含める必要があります。私が取り組んでいるボードは概念実証であり、おそらく1つ(および2つを注文)だけで十分でしょう。そうは言っても、私はボード領域を小さくしたいと思います。さらに、改訂を容易にするためにスルーホールコンポーネントを使用しています。 これらのプルアップ抵抗器を垂直に取り付けると、代わりに水平に取り付けるのではなく、スペースとコストを節約できます。ただし、商業製品または工業製品では、垂直に取り付けられた抵抗器はほとんど見られません。したがって、前もってコストを節約できるとしても、垂直抵抗の使用は避けるべきですか? 私の質問への答えをGoogle検索すると、私はこれらの二つのリンクに出くわした: http://www.head-fi.org/t/162556/any-reason-why-i-shouldnt-use-resistors-vertically ます。http: //www.proaudiodesignforum.com/forum/php/viewtopic.php?f=6&t=90 コンセンサスは、次の理由により、垂直抵抗器はあまり人気がないということです。 自動挿入マシンは、垂直抵抗器を使用することはできません(または使用することは好ましくありません)。ボードを自分ではんだ付けするので、これは私にとっては問題ではありません。 水平に取り付けると、ストレスがより軽減されます。私のボードはコンセプトを証明するために光を使用するだけのエンクロージャで安全なので、これも問題ありません。 見落としている他の理由はありますか?確かに、最新のデザインのほとんどは、SMTコンポーネントを使用しており、さらに少ないスペースを占有しています。私の特定の状況に対する最善の答えが、SMTコンポーネントを分解してハンダ付けすることを学ぶことである場合、水平抵抗器がより人気がある理由についての背景知識が欲しいです。


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所定のスルーホールリード径に適したパッドホール(ドリル)サイズは?
まださまざまなライブラリにないコンポーネント用に、Eagleでいくつかの新しいスルーホールパーツを作成しています。ドリルのサイズはリードの直径よりも少し大きくする必要があることに気付きましたが、どのくらいかはわかりません。 では、いくつかの 研究は、私は次のような情報を見つけました: コンポーネントが手ではんだ付けされているか、機械はんだ付けされているかによって「依存する」 リード直径に6ミルを追加 63/37はんだの場合、7〜15ミル(直径ギャップ) 鉛フリー/ RoHSはんだの場合、5〜10ミル(直径ギャップ) この情報をサポートするための経験則やガイドはありますか?誰かがプリント基板設計の業界標準(IPC-2221)に言及しましたが、IPCは、$ 100USを支払わない限り、ドキュメントの目次のみを提供しているようです。 63/37はんだを使用してコンポーネントを手ではんだ付けすることを計画しています。

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SMDパッドに直接ビアがありますか?
TIが提供するサンプルボードの回路図を見ていて、かなり奇妙なことに気付きました。ビアはSMDパッドに直接配置されていました。これは従うべき通常の/受け入れられる慣行ですか?または、短いトレースを配置してからビアを使用することをお勧めしますか?

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