PCB ดิจิตอล: วงจรสมัยใหม่ที่ทำงานบนสัญญาณดิจิตอลไบนารี

PCB ดิจิตอล-เกือบทุกส่วนของเศรษฐกิจโลกและแม้กระทั่งชีวิตของเราพึ่งพาระบบดิจิทัลเพื่อทำให้สิ่งต่างๆ สำเร็จ ดังนั้น PCB ดิจิทัลจึงมีความจำเป็นต่อความต้องการของตลาด

หากคุณเป็นผู้ผลิตหรือนักออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คุณต้องมีความเข้าใจในเชิงลึกเกี่ยวกับแผงวงจรเหล่านี้เพื่อให้มีความเกี่ยวข้องในด้านการปฏิบัติงานของคุณ ในบทความนี้ เราจะเจาะลึกเข้าไปในโลกของแผงวงจรดิจิทัล ดังนั้นอ่านต่อเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม! 

ดิจิตอล PCB คืออะไร?

เช่นเดียวกับ PCB แบบแอนะล็อก แผงวงจรดิจิทัลประกอบด้วยแทร็ก แผ่นอิเล็กโทรด และคุณสมบัติอื่นๆ โดยรวมแล้ว คุณลักษณะเหล่านี้สนับสนุนและเชื่อมต่อส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แบบกลไกและตามลำดับ

อย่างไรก็ตาม PCB ประเภทนี้มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวเนื่องจากกระบวนการผลิต/การประกอบแบบดิจิทัล และขั้นตอนการออกแบบ เป็นผลให้มีการทำงานที่ดีขึ้นเช่นการควบคุมการสูญเสียการแทรกบนสายส่งและการจับคู่อิมพีแดนซ์

ตัวควบคุมแบบดิจิตอล (Hitachi J100A)

แหล่งที่มา: วิกิมีเดียคอมมอนส์

PCB ดังกล่าวประกอบด้วยไมโครโปรเซสเซอร์หลายตัวและส่วนประกอบบอร์ดประสิทธิภาพสูงอื่นๆ ที่มีความสามารถในการจัดการงานหลายพันล้านรายการในแต่ละวินาที ตัวอย่างบางส่วน ได้แก่ PCB นาฬิกาดิจิตอลและ PCB โวลต์มิเตอร์

ความคล้ายคลึงกันระหว่างแผงวงจรพิมพ์แอนะล็อกและดิจิตอล

PCB แบบอะนาล็อกและดิจิทัลมีความคล้ายคลึงกันทางเทคนิคและการออกแบบมากมาย แต่คุณต้องเข้าใจความจุเพื่อทำความเข้าใจความคล้ายคลึงนี้

ความจุกาฝากพัฒนาเมื่อสายไฟสองเส้นอยู่ใกล้กับ PCB ในการตั้งค่าดังกล่าว แรงดันไฟกระชากอย่างกะทันหันบนสายเส้นหนึ่งจะทำให้เกิดพัลส์ปัจจุบันในอีกสายหนึ่ง

นอกเหนือจากการแยกส่วนของวงจรดิจิตอลและแอนะล็อกแล้ว คุณต้องแยกความแตกต่างระหว่างการทำงานของสวิตช์ดิจิตอลจากบอร์ดแอนะล็อกและความถี่ต่ำจากความถี่สูง

แผงวงจรสังเคราะห์เสียงพูดแบบอะนาล็อก

แหล่งที่มา: วิกิมีเดียคอมมอนส์

ทั้งสองมีความคล้ายคลึงและความแตกต่างในการเดินสายหลายประการ และนี่คือภาพรวมอย่างใกล้ชิด:

ความคล้ายคลึงกันของกลยุทธ์การเดินสายระหว่าง PCB อนาล็อกและดิจิตอล

ความจุบายพาส/ดีคัปปลิ้ง

เครื่องจำลองและอุปกรณ์ดิจิทัลต้องใช้ตัวเก็บประจุ โดยเฉพาะเมื่อเดินสาย สิ่งเหล่านี้จะเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุใกล้กับจุดต่อพลังงานซึ่งปกติคือ 0.1uF ด้านอุปทานยังต้องการประเภทความจุ (10uF)

ทั้งบอร์ดดิจิตอลและแอนะล็อกต้องใช้พินที่ใกล้กับอินพุตพลังงานมากที่สุด

แหล่งจ่ายไฟของ PCB

แหล่งที่มา: Flickr

สายไฟและสายกราวด์ควรอยู่ใกล้กับ PCB ของแผงโมโน หากคุณไม่ตรงกันทั้งสอง มันจะสร้างวงจรของระบบที่ก่อให้เกิดเสียงรบกวน ดังนั้นการจัดวางดังกล่าวจะช่วยลดโอกาสของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า

ความแตกต่างของกลยุทธ์การเดินสายระหว่าง PCB แอนะล็อกและดิจิทัล

เครื่องบินภาคพื้นดินที่ท้าทาย

แนวปฏิบัติทั่วไปในการเดินสาย PCB คือการมีระนาบกราวด์อย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะลดผลกระทบ dl/dt ในวงจรดิจิทัล ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงศักย์กราวด์ ซึ่งจะสร้างสัญญาณรบกวนในส่วนแอนะล็อก

ดังนั้น การแยกวงจรดิจิทัลออกจากด้านแอนะล็อกบนระนาบกราวด์จึงจำเป็นต่อการลดสัญญาณรบกวนที่ฝั่งสัญญาณแอนะล็อก

ระนาบกราวด์ PCB

แหล่งที่มา: วิกิมีเดียคอมมอนส์

วิธีที่ดีที่สุดในการทำเช่นนี้คือการต่อระนาบกราวด์แอนะล็อกแยกจากการเชื่อมต่อกราวด์

หรือวางส่วนประกอบแอนะล็อกและวงจรไว้ที่ปลายสุด เป้าหมายคือลดการรบกวนสัญญาณแอนะล็อกให้เหลือน้อยที่สุด

อย่างไรก็ตาม วงจรดิจิทัลไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงเรื่องนี้ เนื่องจากสามารถทนต่อระดับเสียงรบกวนได้สูง

การจัดวางส่วนประกอบ

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ ส่วนดิจิตอลของวงจรมีสัญญาณรบกวนสูงในขณะที่ส่วนอนาล็อกเงียบ ดังนั้น ควรแยกส่วนประกอบดิจิทัลออกจากส่วนประกอบแอนะล็อก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากสร้างระบบสัญญาณผสม

วงจรรวมสัญญาณผสม

แหล่งที่มา: วิกิมีเดียคอมมอนส์

การออกแบบ PCB สร้างส่วนประกอบที่เป็นกาฝาก

เมื่อออกแบบ PCB มันง่ายที่จะสร้างส่วนประกอบกาฝากสองชิ้นที่อาจทำให้เกิดการเหนี่ยวนำหรือความจุของกาฝาก เนื่องจากความทนทานต่อสัญญาณรบกวนในแผงแอนะล็อกต่ำกว่า วิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพที่สุดคือการเปลี่ยนขนาด/ระยะห่างระหว่างเส้น

อีกวิธีหนึ่ง คุณสามารถต่อสายดินระหว่างสองเส้นเพื่อสร้างอิมพีแดนซ์ต่ำที่ทำให้สนามไฟฟ้าอ่อนแอลงซึ่งทำให้เกิดการรบกวน

ประโยชน์ของ PCB ดิจิทัล

มีเสียงรบกวนที่เกิดจากการกระจายพลังงาน

ช่วยในการควบคุมอิมพีแดนซ์ (การจับคู่)

รักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณ

ลด crosstalk ระหว่างร่องรอยที่อยู่ติดกัน

ลดเอฟเฟกต์ที่สร้างขึ้นจากการเด้งอ้างอิงพื้น

มีภูมิคุ้มกันสูงต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า

การประยุกต์ใช้แผงวงจรดิจิตอล

เครือข่ายการสื่อสาร

สถานีฐาน 5G และสวิตช์อินเทอร์เน็ต

อุปกรณ์ IoT

คอมพิวเตอร์ความเร็วสูง

ระบบทดสอบไอซี

อุปกรณ์ทางการแพทย์

อุปกรณ์ทางการแพทย์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ติดตั้งกับผู้บริโภค เช่น ตู้เอทีเอ็ม

วิทยุ

แอสเซมบลี PCB ดิจิตอล

ก่อนที่จะไปประกอบ จำเป็นต้องเข้าใจว่าแผงวงจรดิจิทัลใช้ระบบเลขฐานสอง

นอกจากนี้ยังอาศัยลิงก์ดิจิทัลสำหรับจุดโอนและรับข้อมูลระหว่างการประกอบ เธรดนี้เปิดใช้งานการปรับเปลี่ยนตามเวลาจริงเพื่อรักษาหรือปรับปรุงคุณภาพการประกอบ

แม้ว่าระบบไบนารีจะดูเรียบง่าย แต่ก็สามารถมีความซับซ้อนได้หลายระดับใน PCB ดิจิทัล แต่ข้อดีคืออุปกรณ์ดิจิทัลสามารถควบคุมและตั้งโปรแกรมได้

PCB ดิจิตอลไฮเทคพร้อมไมโครชิปและโปรเซสเซอร์

ดังนั้น คุณสามารถใช้ระบบไบนารี ซึ่งจะช่วยให้คุณควบคุม หมุน และขับเคลื่อนอุปกรณ์ดิจิทัลอื่นๆ ที่ใช้ในแอพพลิเคชั่นต่างๆ ทั่วโลก

คำอธิบายโดยละเอียดของกระบวนการประกอบดิจิทัลนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจแอปพลิเคชันการแปลงเป็นดิจิทัล

กระบวนการประกอบ

การสร้างต้นแบบ PCBA

การสร้างต้นแบบเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนาคุณภาพในกระบวนการประกอบสำหรับ PCB ที่ซับซ้อนและทันสมัย จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องได้งานสร้างคุณภาพสูงและการทำงานที่เชื่อถือได้ คุณสามารถแบ่งกระบวนการผลิต PCB ออกเป็นสองส่วน:

การผลิตที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่า

คุณภาพของกระบวนการ (การผลิตบอร์ดคุณภาพสูงอย่างมีประสิทธิภาพ) เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการผลิตในปริมาณมากหรือน้อย

การประกอบประกอบด้วยหลายขั้นตอน เช่นเดียวกับขั้นตอนการผลิตบอร์ดและขั้นตอนการออกแบบ คุณลักษณะเหล่านี้อธิบายขั้นตอนการประกอบโดยละเอียด

คุณสมบัติการประกอบ PCB ดิจิตอล

ความเร็ว

คำสั่งซื้อของคุณควรได้รับการประมวลผลโดยเร็วที่สุด แต่นี่ไม่ใช่ปัญหาเพราะเครื่องดิจิทัลจัดการกระบวนการประกอบแผงวงจรทั้งหมด

การผลิต PCB แบบอัตโนมัติ 

ความแม่นยำ

เครื่องประกอบต้องมีความแม่นยำพอที่จะวางทุกอย่างในจุดที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของแผงวงจรพิมพ์ดิจิทัล

ความแม่นยำ

ความแม่นยำเป็นปัจจัยสำคัญในกระบวนการประกอบ เนื่องจากช่วยให้มั่นใจได้ว่าแผงวงจรดิจิทัลทำงานได้ตามที่ตั้งใจไว้

ความคล่องตัว

หากเกิดข้อผิดพลาดระหว่างการประกอบแผงวงจร กระบวนการควรมีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะดำเนินการทำงานต่อได้อย่างรวดเร็ว

ควบคุม

การควบคุมเป็นส่วนสำคัญของการประกอบแผงวงจรเพราะจะทำให้แน่ใจได้ว่าไม่มีสิ่งใดถูกเลิกทำ

การประกอบ PCB แบบธรรมดาหรือแบบดิจิตอล: คุณจะเลือกแบบไหน?

ตัวเลือกนี้ขึ้นอยู่กับผู้พัฒนาและผู้ผลิต PCB ดิจิทัล เกี่ยวกับผู้ผลิต แต่ละคนมีแนวทางการออกแบบสำหรับการประกอบ (DFA) ที่เฉพาะเจาะจงซึ่งขึ้นอยู่กับอุปกรณ์และกระบวนการในการควบคุมคุณภาพ

อุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิต PCB ขนาดเล็ก

นอกเหนือจากกระบวนการประกอบแบบอัตโนมัติแล้ว แผงวงจรดิจิทัลของคุณควรตรงตามข้อกำหนดและข้อกำหนดทั้งหมดของคุณ อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตบางรายต้องทำการตรวจสอบด้วยตนเอง ซึ่งอาจทำลายคุณภาพและทำให้เวลาตอบสนองช้าลง

เครื่องมือวัดสายตาอัตโนมัติตรวจสอบ PCB

ดังนั้น คุณต้องทำงานร่วมกับผู้ผลิต PCB ที่เชื่อถือได้ เช่น WellPCB เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด เราอยู่ในธุรกิจการผลิตและประกอบ PCB มาตั้งแต่ปี 2548 ดังนั้นเราจึงรวมประสบการณ์และอุปกรณ์ที่ดีที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่าคุณจะได้แผงวงจรดิจิทัลคุณภาพสูงในราคาที่เหมาะสม