Servicio de Diseño de PCB
South-Electronic

Si deseas crear diseños que funcionen bien, sean confiables y fáciles de fabricar, necesitas conocer las mejores prácticas para el diseño de placas de circuito impreso (PCBs). Dos de los aspectos más importantes que afectan estos factores son la integridad de la señal y la distribución de energía.

Diseño para la Integridad de la Señal

La integridad de la señal se trata de mantener las señales eléctricas limpias mientras viajan a través de la PCB. Una mala integridad de la señal puede causar pérdida de datos, ruido y circuitos que no funcionan correctamente. Aquí tienes algunas mejores prácticas para garantizar una buena integridad de la señal:

• Mantén las Trazas Cortas: Las trazas más cortas tienen menos resistencia, menos inductancia y menos riesgo de degradación de señales. Mantén las señales de alta velocidad lo más cortas posible.
• Controla la Impedancia: Diseña trazas con impedancia controlada, especialmente para circuitos de alta frecuencia, para evitar reflexiones y pérdidas. El emparejamiento de impedancia asegura una transmisión eficiente de señales.
• Usa Planos de Tierra de Forma Eficiente: Los planos de tierra sólidos brindan un punto de referencia para las señales, reducen el ruido y mejoran el funcionamiento del sistema eléctrico. También ayudan a disminuir la interferencia electromagnética (EMI).
• Separa las Señales: Mantén las señales de alta velocidad alejadas de las de baja velocidad o alta corriente para evitar interferencias. Usa trazas de tierra o zonas de cobre entre diferentes tipos de señales.
• Evita Cruces en las Vías: Demasiadas vías pueden interrumpir el flujo de señales y aumentar la inductancia. Utiliza menos vías para señales importantes y mantén las rutas rectas cuando sea posible.
• Rutea Correctamente los Pares Diferenciales: Para señales que viajan en pares diferenciales, mantén el mismo espaciado y longitud para que las señales se mantengan equilibradas y limpias.
• Termina las Señales Correctamente: Usa las técnicas de terminación adecuadas (como resistencias en paralelo o en serie) para emparejar la impedancia de la línea y evitar reflexiones.
• Cuida las Rutas de Retorno de Señales: Asegúrate de que las rutas de retorno de las señales sean directas y sin interrupciones. Coloca vías de tierra cerca de las vías de señales para mejorar las rutas de retorno.

Directrices para la Distribución de Energía

Un buen diseño de distribución de energía es importante para suministrar energía estable a todas las partes, reducir caídas de voltaje y minimizar el calor. Aquí tienes algunas pautas:

• Usa Trazas de Energía Anchas: Las trazas más anchas o vertidos de cobre pueden transportar más corriente con menos resistencia, reduciendo caídas de voltaje y generación de calor.
• Utiliza un Plano de Energía Dedicado: Un plano de energía dedicado permite distribuir la energía de manera uniforme y reduce las fluctuaciones de voltaje. También proporciona un camino de baja inductancia en todo el circuito.
• Usa Condensadores de Desacoplamiento: Coloca condensadores de desacoplamiento cerca de los pines de energía de los circuitos integrados (ICs) para filtrar picos de voltaje y suministrar energía instantánea en eventos rápidos.
• Usa una Topología Estrella para las Ramificaciones: Utiliza una topología estrella para ramificar las líneas de energía desde un punto central, reduciendo el área de los bucles de corriente y el ruido en las líneas de energía y tierra.
• Une Planos de Energía y Tierra con Vías: Usa vías para conectar planos de energía y tierra, reduciendo la inductancia en los bucles y asegurando caminos de tierra sólidos.
• Evita Rebotes de Tierra: No permitas que diferentes partes de la placa que transportan corriente pesada compartan el mismo camino de tierra. Así evitarás cambios dinámicos de voltaje que puedan afectar la tierra.
• Considera el Calor: Distribuye los componentes de energía para gestionar el calor. Usa disipadores de calor o vías térmicas para las partes que generan mucho calor.
• Verifica la Integridad de la Energía: Usa herramientas de simulación para comprobar la integridad de la energía y asegurarte de que el voltaje no se desvíe significativamente en ninguna parte de la placa.

Al aplicar estas mejores prácticas en tus diseños de PCB, podrás lograr una buena integridad de señal y una distribución de energía efectiva, lo que garantizará que tus productos electrónicos funcionen bien en una amplia variedad de situaciones.