2-लेयर पीसीबी डिजाइन, होल टेक्नोलॉजी और ग्राउंड प्लेन के माध्यम से

11

मैं ऑडियो अनुप्रयोगों (कोई डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स, केवल एनालॉग) के लिए एक पीसीबी के लेआउट को डिजाइन कर रहा हूं।

सभी घटक छेद के माध्यम से हैं, पीसीबी बहुत बड़ा है (लगभग 16 सेमी x 10 सेमी) और इसमें 2 परतें हैं। छेद के माध्यम से मढ़वाया प्रौद्योगिकी मैं उपयोग कर रहा हूँ द्वारा समर्थित हैं। सर्किट में एक दोहरी आपूर्ति है।

निम्नलिखित में से कौन सा और क्यों) मार्ग संकेतों, बिजली आपूर्ति पटरियों और जमीन के लिए सबसे अच्छा समाधान है?

शीर्ष परत: जमीन विमान; बॉटम परत: संकेत और आपूर्ति लाइनें;
शीर्ष परत: सिग्नल और बिजली आपूर्ति लाइनें: BOTTOM परत: जमीन विमान;
शीर्ष परत: जमीन विमान और आपूर्ति लाइनें; बॉटम परत: संकेत;
शीर्ष परत: संकेत; बॉटम परत: जमीनी विमान और आपूर्ति लाइनें;

— अम्बर्टो डी।
स्रोत

2

इस प्रश्न के लिए एक तरह के सामान्यीकरण की आवश्यकता होती है जो या तो डिजाइन पर निर्भर करता है या पूरी तरह अप्रासंगिक। सबसे कम-कौशल-आवश्यक संस्करण में एक निर्बाध जमीन विमान है , इसलिए # 1 ठीक लगता है। आवश्यकतानुसार बाईपास करें और संवेदनशील निशानों को शोर संकेतों से दूर रखें।

— डैनियल

1

सामान्य तौर पर आपके सिग्नल लाइनों के आसपास की जमीन शायद ही कभी दर्द करती है। चाहे यह नीचे या ऊपर के तल पर किया गया हो, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता, मैं #

— 3/4 के

सर्किट में शामिल @ डैनियल नाममात्र आवृत्तियों 5k से नीचे हैं, क्योंकि सर्किट गिटार सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए एक एनालॉग प्रभाव है।

— अम्बर्टो डी।

@ डैनियल ... और आपूर्ति वोल्टेज एक रैखिक बिजली की आपूर्ति के माध्यम से उत्पन्न होते हैं, कोई स्विचिंग पीएसयू नहीं।

— अम्बर्टो डी।

4

मुझे लगता है कि ये सभी अन्य जवाब इस मुद्दे को उलझा रहे हैं। के माध्यम से छेद डिजाइन कई मामलों में वैध हैं, और इसलिए 2 परत बोर्ड हैं।

मैं एक ग्राउंड प्लेन और एक सिग्नल / पॉवर प्लेन का उपयोग करने की सलाह दूंगा जब तक आपके पास कोई कारण न हो। यह डिज़ाइन विधि आजमाई गई और सत्य है और मुझे ऐसा कोई कारण नहीं दिखाई देता है जिसका आपको उपयोग नहीं करना चाहिए। मुझे लगता है कि यह वास्तव में मायने नहीं रखता है कि आपने संकेतों को किस तरफ रखा है।

ग्राउंड प्लेन में आपको कुछ जंपर्स करने होंगे, लेकिन अगर आप बड़े कट लगाने से बचते हैं तो इससे कोई समस्या नहीं होगी। मैंने चित्रण करने के लिए एक त्वरित और भयानक छवि बनाई:

जैसा कि नील ने उल्लेख किया है, आपके ग्राउंड रिटर्न पथ मायने रखते हैं, जब आप ग्राउंड प्लेन में प्रवेश करते हैं तो आपको उन्हें समाप्त करने पर विचार नहीं करना चाहिए।

— ड्रयू
स्रोत

14

एक विधि जो मैं सुझाऊँगा वह वह है जिसका आपने उल्लेख नहीं किया है।

आमतौर पर, बिजली, जमीन, संकेतों में रिक्त स्थान का कोई भी मनमाना विभाजन आपको कुछ दुःख देने वाला है, क्योंकि एक अच्छा परिणाम प्राप्त करने के लिए न तो उन्हें विभाजित करना आवश्यक है, न ही पर्याप्त।

यदि बोर्ड 'कठिन' था, तो मिश्रित एनालॉग / डिजिटल, उच्च गति के संकेत, उच्च धाराएं, एसएमपीएस, तो एक पूर्ण विमान के साथ शुरू करने में लाभ होगा। लेकिन यह पर्याप्त नहीं है, आपको यह जानना होगा कि इसमें वापसी की धाराएं कहाँ बह रही हैं, क्योंकि आप अभी भी खुद को पैर में गोली मार सकते हैं, यहां तक कि एक ग्राउंड प्लेन के साथ भी।

मैं मैनहट्टन लेआउट की सिफारिश करूंगा, जिसमें एक ग्राउंडेड ग्राउंड होगा।

मैनहट्टन का महान लाभ यह है कि आप हमेशा अपने ट्रैक के लिए एक मार्ग पा सकते हैं। आपको कभी भी समझौता नहीं करना पड़ता है और सिग्नल को एक वापसी मार्ग से दूर जाने के मार्ग पर ले जाना पड़ता है, या अपनी अखंडता को नष्ट करते हुए, एक ट्रैक प्लेन को ट्रैक से काटने के लिए काटना पड़ता है।

मैनहट्टन रूटिंग में उत्तर-दक्षिण कनेक्शन के लिए एक परत और पूर्व-पश्चिम कनेक्शन के लिए दूसरी परत शामिल है। अब आप हमेशा ए से बी तक आम तौर पर एक के माध्यम से प्राप्त कर सकते हैं, और आपको कभी भी आश्चर्य नहीं करना चाहिए कि आप कैसे एक ट्रैक को पार कर सकते हैं।

अब आपके पास अपने बोर्ड को रूट करने के लिए एक व्यवस्थित तरीका है, एक ग्राउंडेड ग्राउंड से शुरू करें। एक परत पर, प्रत्येक 20 मिमी या तो कॉलम में एक ट्रैक डालें। दूसरी परत पर, पंक्तियों में भी ऐसा ही करें। उन्हें हर चौराहे पर एक साथ बिठाया। अब आपके पास एक ऐसा मैदान है जो एक विमान की तरह लगभग उतना ही अच्छा है, और कहीं अधिक उपयोग करने योग्य है, क्योंकि दोनों परतें अभी भी आपकी सभी शक्ति और संकेतों को प्राप्त करने के लिए उपलब्ध हैं। सभी तरीकों से अपने ICs को हटाने के लिए ग्राउंड ट्रैक्स को थोड़ा सा घुमाएँ, लेकिन उन्हें बहुत दूर न खिसकाएँ।

पोस्टस्क्रिप्ट - ग्राउंड प्लेन बनाम ग्रिड्ड ग्राउंड।

मेरे पास Umberto, Scott और Olin की कुछ दिलचस्प टिप्पणियां हैं, जो बताती हैं कि मुझे अपनी बात पूरी नहीं लगी। नीचे दिए गए मेरे तर्क का दस्तावेजीकरण करते हुए मैं शायद स्पष्ट करूँगा कि ऊपर क्या है।

मैं अब सेवानिवृत्त हो गया हूं, और जीवन भर के बाद जूनियर इंजीनियरों का उल्लेख करते हुए, सबसे बड़ी समस्याओं में से एक वे एक ग्राउंड प्लेन बोर्ड पर खराब डिजाइन का सामना कर रहे हैं। उन्हें लगता है कि ग्राउंड प्लेन 'उस अलगाव सामग्री का ध्यान रखेगा' और वे सोचना बंद कर देते हैं। नतीजतन, वे संवेदनशील धाराओं के साथ उच्च धाराओं को चलाते हैं, और अन्यथा रिटर्न धाराओं के प्रभावों को बताने में विफल होते हैं।

इन बोर्डों को डिबग करने में उनकी मदद करने के लिए, मैं जमीनी विमान को हटाता हूं, और उन्हें सभी वापसी धाराओं पर विचार करने के लिए मजबूर करता हूं क्योंकि अलग-अलग पटरियों में असतत प्रवाह होता है। एक बार दोषी पाए जाने के बाद, और तय लेआउट, जमीन को बहाल किया जा सकता है।

एक 4 परत बोर्ड पर, एक ठोस जमीन को समर्पित करने के लिए पर्याप्त जगह है। 2 लेयर बोर्ड पर, रूटिंग स्पेस पर एक प्रीमियम है। यही कारण है कि मैनहट्टन, जो आपको ए से बी तक किसी भी ट्रैक को व्यवस्थित करने का एक व्यवस्थित तरीका देता है, बहुत उपयोगी है। यदि आप अपनी 2 परतों में से एक को जमीन में समर्पित करते हैं, तो किसी भी गैर-तुच्छ लेआउट का परिणाम एक, या दो (या कई, हे, यह केवल एक और होता है) जमीन को काटकर अलग करता है, इसकी अखंडता को नष्ट करता है।

ग्राउंड प्लेन के साथ, एक ग्राउंडेड ग्राउंड अगली सबसे अच्छी चीज है। यह लचीला है, आप उन ज़मीन की पटरियों की संख्या बढ़ा सकते हैं जहाँ आपको ज़रूरत है। यह मैनहट्टन मार्ग के साथ पूरी तरह से संगत है। जब आप लेआउट को पूरा कर लेते हैं, तो हर तरह से जमीन तांबे से भर जाती है। आप किसी चीज़ के साथ खत्म हो जाएंगे, जो कटा हुआ ग्राउंड प्लेन की तुलना में बेहतर है, क्योंकि आप उन सभी रिटर्न धाराओं के बारे में सोचने में सक्षम हैं, जिन्हें आपने अन्यथा ठीक किया होगा।

अच्छा बोर्ड डिजाइन लगभग एक कला जितना विज्ञान है। आप कलाकारों को बनाना नहीं सिखा सकते, आप इंजीनियरों को 'महसूस' करना नहीं सिखा सकते जहाँ धाराएँ प्रवाहित हो रही हैं, जब तक कि वे इसे प्राप्त नहीं करते। ग्राउंड प्लेन के बिना डिजाइन करना 'प्राप्त करने' की प्रक्रिया में तेजी लाने का एक तरीका है।

— Neil_UK
स्रोत

3

मुझे यकीन नहीं है कि मैं देख रहा हूं कि यह एक विमान के रूप में क्यों अच्छा है। यह वास्तव में इस बात पर निर्भर करता है कि आपके ग्रिड पर वर्तमान में क्या चूसने वाला है, और यह महसूस करता है कि पर्याप्त देखभाल के परिणामस्वरूप ग्राउंड लूप नहीं हो सकता है।

— स्कॉट सेडमन

1

मैं मैनहट्टन रूटिंग की सिफारिश कर सकता हूं। कम गति वाले डिज़ाइन (<10Mhz) के लिए, यह एक त्वरित तरीका है जिससे बोर्ड को किया जा सकता है।

— जेरोएन 3

1

@ScottSeidman ने मेरे जवाब को बहुत ध्यान से पढ़ा, मैं कहता हूं 'लगभग बहुत अच्छा ...'। आप सही हैं, पर्याप्त देखभाल के परिणामस्वरूप सभी प्रकार की बुरी चीजें हो सकती हैं, कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप किस 'प्रक्रिया' का पालन कर रहे हैं।

— नील_यूके

1

@ScottSeidman मुझे आपकी चिंता है।

— Umberto D.

2

मैं मानता हूं कि "अच्छी" ग्रिड वाली डिजाइन प्रभावी हो सकती है, लेकिन मेरा मानना है कि खराब ग्रिड वाला डिजाइन खराब हो सकता है, और यह भी कि किसी के लिए यह मुश्किल हो सकता है कि डिजाइन कब खराब हो जाए, यह जानने के लिए ग्राउंड डिजाइन का ध्यान न रखें। उदाहरण के लिए, एक उच्च-वर्तमान ऑडियो आउटपुट ड्राइवर के साथ पंगा लेना बहुत विनाशकारी हो सकता है। हालांकि, टूटी हुई जमीन के विमानों के साथ भी ऐसा ही हो सकता है।

— स्कॉट सेडमन

8

सभी घटक छेद के माध्यम से होते हैं

इस कारण से मैं नीचे तल पर एक ग्राउंड प्लेन का उपयोग करने पर विचार करूंगा ताकि घटकों को इस बात की चिंता किए बिना रखा जा सके कि क्या उनके शरीर जमीन के तांबे से संपर्क बना सकते हैं।

यह देखते हुए कि यह एक गिटार इफेक्ट बॉक्स के लिए है, जिसमें पैर नियंत्रित बटन और नियंत्रण के कारण संभावित रूप से बहुत अधिक कंपन और आंदोलन होता है, मैं यह भी विचार करूंगा कि मेरे पहले पैराग्राफ में बताई गई समस्या से बचने के लिए कंपेनेंट्स के तहत सिग्नल कैसे रूट किए जाते हैं।

लेकिन, अपने आप को दो परतों तक सीमित क्यों रखें - पूरी तरह से शीर्ष परत से सिग्नल ट्रैक प्राप्त करें और 4 परत बोर्ड का उपयोग करें। लागत बहुत अधिक नहीं होगी और मन की शांति एक अच्छी बात है।

— एंडी उर्फ
स्रोत

1

2-लेयर की तुलना में 4-लेयर बोर्ड अधिक महंगे हैं। मान लें कि 2-लेयर पीसीबी का उपयोग किया जाता है, मुझे लगता है कि शीर्ष पर ग्राउंड प्लेन और वोल्टेज सप्लाई ट्रैक बेहतर हो सकते हैं। चूंकि बड़े ट्रैक और वायस का उपयोग किया जाता है, इसलिए मुझे संपर्क करने के बारे में चिंता करने के लिए इतना नहीं दिखता है। इसके अलावा, मिलाप आसानी से प्रवाह के माध्यम से ... आपको क्या लगता है?

— अम्बर्टो डी।

1

जब आप "पर्यावरण के मुद्दों" पर विचार करते हैं और खराब डिज़ाइन के कारण संभावित विफलताओं की संख्या और ग्राहक विश्वास और rework / फिक्सिंग लागत की संभावना को कम करते हैं, तो आपको अपने आप को विश्वास दिलाना होगा कि सीधे-सीधे "अतिरिक्त" पीसीबी लागत सबसे अच्छा कारण है केवल दो परतों का उपयोग करें।

— एंडी उर्फ

मैंने शायद आपकी चिंता को गलत समझा। आप घटकों के धातु शरीर के अवांछित संपर्कों के बारे में चिंतित हैं। सही बात?

— उम्बर्टो डी।

1

हां मैं हूं और गालियों की प्रकृति को देखते हुए कि इस तरह का उत्पाद गिटारवादक के चरणों में प्राप्त होता है, यह सावधानी बरतने के लिए समझ में आता है।

— एंडी उर्फ

7

आपका कोई भी प्रस्तावित लेआउट अच्छा नहीं है। आपके द्वारा उल्लेखित एक बेहतर योजना एसएमडी भागों का उपयोग करना है। इसके कई फायदे हैं:

भागों की एक विस्तृत श्रृंखला उपलब्ध है।
वही हिस्से सस्ते होंगे।
बोर्ड पर भागों को मिलाप करने के लिए बहुत कम परेशानी और समय लगेगा।
यह आपको रूटिंग के लिए अधिक लचीलापन देता है।

एक दो परत बोर्ड के लिए, भागों को शीर्ष पर रखें। आप जितना संभव हो उतने इंटरकनेक्शन के लिए शीर्ष परत का उपयोग करें। जमीनी तल के रूप में नीचे की परत को आरक्षित करें, और इसका उपयोग अन्य संकेतों के केवल "कूदने वालों" के लिए करें।

इन जंपर्स को एक-दूसरे से अलग रखें ताकि जमीन की धाराएँ एक-दूसरे के चारों ओर अलग-अलग प्रवाहित हो सकें। आप ग्राउंड प्लेन में किसी भी छेद के अधिकतम आयाम को कम करना चाहते हैं, न कि छेदों की संख्या को। एक और तरीका रखो, बहुत सारे बिखरे हुए विघटन एक अकेले बड़े व्यवधान से बेहतर हैं।

प्रत्येक पिन द्वारा अलग-अलग vias अधिकार के साथ सभी ग्राउंड कनेक्शन बनाएं, जिसे जमीन से जोड़ा जाना है। यह प्रत्येक ग्राउंड कनेक्शन को ठोस बनाता है, और अन्य निशानों को रूट करने के तरीके से ग्राउंड कनेक्शन को कम से कम करता है।

बेशक आपको अभी भी सिग्नल के निशान को पार करने पर ध्यान देना होगा। ऑडियो शोर अनुपात उच्च करने के लिए संकेत रखने के बारे में है। उदाहरण के लिए, संवेदनशील इनपुट निशानों के पास प्रवर्धित आउटपुट निशान को रूट न करें।

अधिक जानकारी के लिए, यह उत्तर देखें ।

— ओलिन लेट्रोप
स्रोत

5

आह, लेकिन अगर आप एक ऑडियोफाइल थे तो आपको पता होगा कि छेद के माध्यम से ध्वनि बेहतर होती है! / s लेकिन गिटार पेडल बिल्डिंग समुदाय में गंभीरता से छेद के माध्यम से एक सौंदर्यशास्त्र की बात है

— जोर से

5

@OlinLathrop मैंने इस कारण से अस्वीकृत कर दिया कि आपके उत्तर का होल राउटिंग से कोई लेना-देना नहीं है, जो कि ओपी के लिए है। अगर वे एसएमटी करना चाहते थे, तो मुझे यकीन है कि उनके पास होगा। यह उत्तर 'यहाँ मेरी राय है, और यह है कि इसका उपयोग कैसे किया जाए।' तो वह मेरा कारण था। मेरे लिए, आपके उत्तर का पहला वाक्य अनावश्यक था।

— जिज्ञासु

1

ओलिन, आपने डाउनवोटर्स को यह बताने के लिए क्यों कहा कि यदि आप उत्तरों को संबोधित नहीं करने जा रहे हैं तो उन्होंने क्यों डाउनवोट किया है? 4 अपवोट्स से, ऐसा लगता है कि @Curious उन विचारों के साथ अकेला नहीं था

— MCG

1

@ ओलिन, मैं मानता हूँ, बर्बर पतन बहुत बार होता है! मैंने आपको कुछ समय देखा है अब मान लेते हैं कि लोग व्यक्तिगत हैंगअप या धार्मिक कारणों के कारण काम करते हैं ... यह हमेशा ऐसा नहीं होता है। इस तरह की चीजों के साथ, यह वास्तव में कोई फर्क नहीं पड़ता कि वे छेद के माध्यम से उपयोग क्यों करना चाहते हैं ... शायद वे इसे पसंद करते हैं, शायद यह एक ऐसा काम है जिसे वे सेट कर चुके हैं, जो जानता है, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता। सिर्फ इसलिए कि वे आपके द्वारा देखे गए कुछ के साथ मदद के लिए पूछते हैं, इसका मतलब यह नहीं है कि आपको मदद की पेशकश नहीं करनी चाहिए और इसके बजाय अपनी राय के आधार पर कुछ का जवाब देना चाहिए।

— एमसीजी

1

शायद वह एक शुरुआत है। जब मैं सीख रहा था तो मैंने शुरुआत में ही छेद के माध्यम से उपयोग करना शुरू कर दिया था। मेरे पास केवल बहुत ही बुनियादी उपकरण थे और सतह माउंट सामान बनाने के लिए उपकरण नहीं थे। इसलिए मैंने तब तक छेद के माध्यम से डिजाइन किया जब तक मैं सही उपकरण नहीं दे सका। आपको सिर्फ यह स्वीकार करना चाहिए कि हर कारण धार्मिक या व्यक्तिगत लटका हुआ नहीं है, और मान लेना बंद कर दें। यदि आप विधि से सहमत नहीं हैं, तो इसका उत्तर न दें! अगर मैं ओपी था और छेद डिजाइन के माध्यम से करना चाहता था, तो यह एक बेकार जवाब है। कुछ लोग आपको अलग तरह से डिजाइन करते हैं। इससे निपटें, आपको हर किसी को अपने सोचने के तरीके पर नहीं लाना है

— MCG

0

यदि आप जमीन के विमानों के बारे में सोच रहे हैं, तो आपको छेद के माध्यम से भूलना होगा! सभी धाराओं के लिए कम-प्रतिबाधा पथ बनाए रखने के बारे में समर्पित जमीन और बिजली की परतें हैं। थ्रू-होल घटकों में केवल उनके भारी आकार और उनके तारों से बहुत अधिक प्रतिबाधा होती है।

यदि आप थ्रू-होल से चिपकना चाहते हैं, तो मैं एक बोर्ड की सिफारिश करता हूं जो योजनाबद्ध की तरह बहुत सुंदर दिखता है। ऊपर और नीचे की परत दोनों के बीच में जमीनी क्षेत्रों का उपयोग करें। V + और V- रास्तों के लिए लंबे किनारों का उपयोग करें। रेडियल घटकों के लिए खाते में जमीन से V + / V- या इसके विपरीत "तांबे की उंगलियां" बनाएं। यदि आपके एम्पलीफायर सर्किट को तीन या चार वोल्टेज की आवश्यकता होती है, तो एक वोल्टेज जोड़ी के लिए शीर्ष परत और दूसरे के लिए पीछे की परत का उपयोग करें।

कृपया यह भी याद रखें, एसी दृश्य से, V +, V- और GND सिर्फ एक ही हैं। यह कम प्रतिबाधा V + और V- GND के रूप में महत्वपूर्ण है।

नीचे की ओर भरा हुआ स्थान लगातार होता है जहां V + / V- उंगलियां शीर्ष एक को तोड़ती हैं, और इसके विपरीत। दो जीएनडी फिल्स के कनेक्शन के लिए टीएचटी कंपोनेंट के वायस का उपयोग करें। इस तरह आप थ्रू-होल को अस्तित्व का कारण देते हैं। जहाँ आवश्यकता हो, अतिरिक्त वास का उपयोग करें।

यह एक डिजिटल सर्किट की जरूरत के बोर्ड डिजाइन से ठीक विपरीत है। अब मिश्रित-संकेत बोर्ड बनाने के सिरदर्द की कल्पना करें।

— Janka
स्रोत

1

मुझे समझ में नहीं आता है कि जब छिद्र घटकों का उपयोग किया जाता है तो एक ग्राउंड प्लेन क्यों उपयोगी नहीं है। मैं समझता हूं कि कनेक्शन का बड़ा प्रतिबाधा घटक खुद ही होता है और घटक लीड (एसएमडी की तुलना में) के कारण तांबे की परत होती है। हालांकि, मुझे लगता है कि एक गोरंड प्लेन सर्किट के शोर को कम करने में योगदान देता है, क्योंकि पीसीबी के टॉप-राइट ज़ोन में एक कंपोनेंट का ग्राउंड लेवल लगभग उसी तरह होगा जैसा कि बॉटम-लेफ्ट एरिया में रखे गए कंपोनेंट का ग्राउंड होता है। पीसीबी का, ... आपको क्या लगता है?

— उम्बर्टो डी।

यह एक समर्पित जमीनी विमान होने के बारे में है, जो जमीन के ऊपर और नीचे दोनों परतों में भरा है। स्पष्ट रूप से, उत्तरार्द्ध में सर्किट के आस-पास के हिस्सों के बीच सबसे प्रचलित धाराओं के लिए आंतरिक प्रतिरोध कम होता है (क्योंकि दो तांबे की परतें।)

— जिका