許多電子系統(tǒng)和產(chǎn)品并不只使用 1 個(gè) PCB,而是可能包含多個(gè)電路板、單個(gè)電路板和多個(gè)外部模塊,或者通過電纜與外部設(shè)備連接。在多板系統(tǒng)中,兩個(gè)電路板之間可能會(huì)出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤,但如果沒有全面審查設(shè)計(jì),可能到電路板原型制作結(jié)束后,也無法發(fā)現(xiàn)這些錯(cuò)誤。幸運(yùn)的是,您可以采取一些簡(jiǎn)單的解決方案和設(shè)計(jì)選擇,避免電路板之間出現(xiàn)這些邏輯連接錯(cuò)誤。
01
什么是電路板之間的邏輯連接錯(cuò)誤?
邏輯錯(cuò)誤是指兩塊 PCB 之間的網(wǎng)絡(luò)連接錯(cuò)誤,這些 PCB 通過電纜、板對(duì)板連接器、邊緣連接器或其他方式互連。此類錯(cuò)誤通常源于兩塊電路板的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),隨后被引入到兩個(gè) PCB layout 中。當(dāng)設(shè)計(jì)軟件中兩個(gè) PCB 之間未建立直接的邏輯連接時(shí),就可能發(fā)生這種錯(cuò)誤。例如,如果您正在分別設(shè)計(jì)兩個(gè)項(xiàng)目,很容易誤認(rèn)為兩個(gè)不同電路板上的連接器之間存在網(wǎng)絡(luò)連接,從而導(dǎo)致意外短路、數(shù)據(jù)連接錯(cuò)誤、電源連接不當(dāng)或斷路等問題。
以下是多板互連中可能出現(xiàn)的四個(gè)常見問題,以及相應(yīng)的解決方案或預(yù)防措施:
01
網(wǎng)絡(luò)分配錯(cuò)誤
問題:最常見的問題出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)分配中。有時(shí),特定引腳上的網(wǎng)絡(luò)分配可能導(dǎo)致功能異常,甚至使電路板無法正常工作。如果這種情況發(fā)生在連接器引腳布局中的特定引腳上,兩個(gè)連接器的孤立引腳上的網(wǎng)絡(luò)分配可能不正確。
解決方案
除了全面審查設(shè)計(jì)和檢查連接器引腳上的網(wǎng)絡(luò)分配之外,還可以采用一種簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)流程策略來避免此類問題:
可以考慮在同一個(gè)項(xiàng)目中為兩塊電路板設(shè)計(jì)原理圖。這樣,您就可以在原理圖繪制軟件中檢查兩個(gè)器件之間的連通性。在完成設(shè)計(jì)驗(yàn)證并準(zhǔn)備進(jìn)入 PCB layout 階段時(shí),復(fù)制該項(xiàng)目并將電路分解到各個(gè)電路板。
02
板對(duì)板方向旋轉(zhuǎn)
問題:如果系統(tǒng)中的電路板連接方向錯(cuò)誤,可能是由于使用了不可旋轉(zhuǎn)的板對(duì)板連接器,并且其中一個(gè)連接器在組裝過程中放置不正確。在這種情況下,引腳排列也會(huì)旋轉(zhuǎn),導(dǎo)致電氣互連不匹配。
解決方案
在 PCB layout 數(shù)據(jù)中明確連接器方向,即可避免組裝錯(cuò)誤。如果使用了防旋轉(zhuǎn)連接器,需要檢查 footprint;絲印層中可能缺少引腳 1 標(biāo)記,或者方向不明確。要明確方向,還可在組裝層和絲印層中繪制連接器的正確輪廓。
其他預(yù)防措施包括:
使用防旋轉(zhuǎn)連接器組和引腳排列
使用具有混合防旋轉(zhuǎn) THT+SMD 焊盤圖案的連接器
使用能夠防止旋轉(zhuǎn)的插槽/鍵控連接器
03
引腳排列旋轉(zhuǎn)
問題:連接器主體方向正確,且電路板/電纜正確匹配,但其中一個(gè)連接器上的引腳排列發(fā)生旋轉(zhuǎn)。換句話說,必須將電纜或電路板完全旋轉(zhuǎn) 180 度,才能創(chuàng)建正確的連接。
解決方案
檢查其中一個(gè)連接器的 footprint;引腳編號(hào)可能被反向應(yīng)用。如果是這樣,那么方法很簡(jiǎn)單,只需選中所有引腳并圍繞 footprint 中心旋轉(zhuǎn)引腳的坐標(biāo),即可生成正確的引腳排列。
04
帶狀電纜上的引腳排列移位
問題:在某些與帶狀電纜連接的連接器對(duì)中,連接器引腳的排列可能出現(xiàn)顛倒或移位。這會(huì)導(dǎo)致在電纜組件中,引腳 1 連接出現(xiàn)移位,帶狀電纜結(jié)構(gòu)欠佳。這個(gè)問題也可能是設(shè)計(jì)師錯(cuò)誤移位。
解決方案
使用帶護(hù)罩的排針和鍵控帶狀電纜。這些連接器具有特定的引腳 1 連接,可確保正確映射在另一塊電路板上。只要始終保持一致的引腳 1 分配,即可確保帶狀電纜正確連接。記錄標(biāo)準(zhǔn)帶狀電纜連接器上的關(guān)鍵位置,如下所示。
引腳 1 的方向與帶狀電纜組件上的凹槽一致。
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