Минимальная ширина дорожек для сигнальных цепей – 0,2 мм при использовании стандартного FR4. Для силовых линий увеличивайте до 0,5 мм на каждый 1 А тока. Толщина меди 35 мкм выдерживает до 3 А при ширине 1 мм без перегрева.
Заземляющий полигон на нижнем слое снижает помехи на 40% по сравнению с точечными соединениями. Разделяйте аналоговую и цифровую землю звездой, соединяя их только в одной точке возле разъема питания.
Как правильно организовать трассировку схем
Минимизируйте длину цепей питания. Чем короче путь от источника до компонента, тем меньше потерь и наводок. Для питания микросхем используйте широкие дорожки (не менее 0.5 мм для тока до 1 А) или полигоны.
Размещайте компоненты логически. Группируйте элементы по функционалу: аналоговые и цифровые блоки разделяйте, высокочастотные цепи держите подальше от чувствительных узлов. Это снизит взаимное влияние.
Для сигналов выше 50 МГц соблюдайте согласование импеданса. Рассчитайте ширину проводника (например, 0.3 мм для 50 Ом на FR4 толщиной 1.6 мм) и контролируйте длину линий.
Избегайте острых углов. Оптимальный изгиб – 45° или плавная дуга. Прямые углы увеличивают паразитную емкость и могут вызывать отражения в ВЧ-цепях.
Заземляющие полигоны на нижнем слое уменьшают помехи. Для многослойных вариантов выделяйте отдельный слой земли – это улучшит стабильность сигналов.
Проверяйте зазоры. Минимальное расстояние между проводниками должно быть в 1.5 раза больше толщины диэлектрика. Для плат с напряжением 220 В оставляйте не менее 3 мм.
Используйте тестовые точки для ключевых сигналов. Диаметр контактной площадки – от 1 мм, расстояние между точками – не менее 2 мм.
Как правильно выбрать ширину дорожек для разных токов
Для тока 1 А ширина медной дорожки должна быть не менее 0.3 мм при толщине слоя 35 мкм. Если ток выше, используйте таблицу:
Рекомендации для стандартных условий
Ток 1–2 А: 0.5–1.0 мм (35 мкм).
Ток 3–5 А: 1.5–2.5 мм (35 мкм).
Ток 10 А: 4.0–5.0 мм (70 мкм).
Для высоких токов (более 10 А) увеличивайте толщину меди до 105 мкм или дублируйте дорожки на разных слоях.
Коррекция для температуры
При нагреве выше 20°C добавьте 10% к ширине на каждые 10°C. Например, для 5 А при 50°C: 2.5 мм × 1.3 = 3.25 мм.
Проверяйте падение напряжения: если превышает 50 мВ на 10 см – расширяйте трассу.
Ошибки, вызывающие наводки, и способы их устранения
Неэкранированные сигнальные линии рядом с высокочастотными цепями. Размещайте чувствительные трассы под углом 90° к источникам помех или экранируйте их заземленными полигонами. Минимальное расстояние – 3-4 толщины диэлектрика между слоями.
Длинные параллельные проводники с разными потенциалами. Сокращайте длину параллельных участков до 10 мм, увеличивайте зазор до 0.5 мм при напряжении выше 12 В. Для аналоговых цепей используйте витую пару в шлейфах.
Неоптимальное расположение слоёв. В 4-слойных структурах размещайте землю и питание на внутренних слоях, сигнальные линии – на внешних. Для 6-слойных: сигнал-земля-сигнал-питание-сигнал-земля.
Петли заземления. Применяйте звездообразную топологию для аналогового и цифрового «нуля». Точка соединения – у разъёма питания. Сечение проводников заземления должно быть на 20% шире сигнальных.
Резкие изгибы трасс под острым углом. Используйте скругленные углы 45° или дуги радиусом 2-3 мм. Для высокочастотных цепей (выше 100 МГц) допустимы только кривые Безье.
Несогласованные импедансы. Рассчитывайте ширину проводников для заданного волнового сопротивления: 50 Ом (RF), 75 Ом (видео), 90-120 Ом (USB, HDMI). Допуск – ±10%.
