Návrh plošných spojů pro logické obvody

Napájecí napětí elweb.cz
Při návrhu desek plošných spojů by měly být vodiče Ucc a GND taženy blízko u sebe a měly by být co možná nejkratší, aby nevznikalo rušivé napětí, které by mohlo ovlivnit funkci obvodů. Ke každému integrovanému obvodu nebo alespoň každých cca 5cm se zapojuje blokovací kondenzátor o hodnotě přibližne 10 - 100nF mezi Ucc a GND. Zabrání se tím průniku vysokofrekvenčního rušení do napájení a pojistí stabilita napájecího napětí na čipu při krátkých výkonových špičkách. Tento kondenzátor by měl být umístěn v těsné blízkosti čipu, nejlépe přímo z druhé strany spojů v provedení smd. Následující obrázek znázorňuje špatné a správné zapojení napájecího napětí. elweb.cz
elweb.cz
1) Špatně: elweb.cz

• Ucc a GND je příliš daleko od seba a vznikají induktivní smyčky, které mohou negativně ovlvnit funkce obvodů.
• Vodiče mezi blokovacími kondenzátory a čipy jsou příliš dlouhé. Při prudké změně odběru proudu (rozsvícení více led..) nebudou kondenzátory spolehlivě držet napětí.
• Všechny vodiče se zbytečně prodlužují

2) Správně
elweb.cz
Ostatní vodiče a nevyužité vstupy elweb.cz
Všechny vodiče by měly být co možná nejkratší a to i za cenu většího množství drátových propojek. Nejprve navrhneme vodiče v jednom směru a potom v kolmém směru doplníme drátové propojky nebo použijeme dvojstranný plošný spoj. Nepoužité vstupy všech integrovaných obvodů zapojíme do Ucc nebo GND podle funkce. Především obvody CMOS jsou velice citlivé a pokud by byl nepoužitý vstup nezapojen, snadno by na něm vzniklo rušivé napětí. Možná se vám zdá zbytečné u čipu se čtyřmi hradly zapojovat všechny vstupy, když použijete jen jedno hradlo, ale opak je pravdou. Na nezapojeném vstupu vznikne snadno rušivé napětí, které obvod může rozkmitat. Odebíraný proud čipu je přímo úměrný frekvenci, takže pokud se obvod takto rozkmitá, může místo pár mA odebírat desítky až stovky mA. Rozkmitání jednoho hradla v čipu vlivem rušivých napětí může ale ovlivnit i funkci ostatních obvodů.
elweb.cz
Zemní smyčky elweb.cz
Zemní smyčky vznikají při nesprávném propojení zemí (GND) u logických čipů a výkonových částí (relé, žárovka, ale třeba i led). Při zatížení společného vodiče proudem I vznikne podle Ohmova zákona na vodiči o odporu R úbytek napětí U = R*I, který může způsobit "neplechu" na vstupech obvodů, zvláště pokud má zatížení nárazový charakter. Tyto zemnící vodiče musejí být vedeny zvlášť do jednoho společného uzlu. Pokud propojujete více plošných spojů dráty, tak platí totéž. Zemní smyčka je asi nejhorší chybou a dokáže celý obvod vyřadit z funkce, a proto je lepší ji nepodceňovat. Správné a špatné propojení zemí: elweb.cz

elweb.cz

obrázek/schéma ve formátu gif
obrázek/schéma ve formátu gif