我可以在FR4 PCB的I2C线路走线上放置过孔吗?


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我在100kHz的I2C上使用MSP430FR2633微控制器和ADS122C04IPWR DAC。

我可以将I2C线穿过2层PCB中的过孔吗?


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只需两层,似乎不必要地痛苦。有任何正当理由吗?费用不是正当理由。
隆丁

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如果您要用自己的口袋里的钱作为业余爱好者的原型,成本是一个很合理的理由。2层板很便宜。超过2层会很快变得昂贵。
特里斯坦,

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@Lundin如果将其分成4层,则10个板的价格将从7.24美元跃升至34.24美元。对于业余爱好者而言,这是至关重要的。
纳文

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@Navin不知道您在哪里购买PCB,但您却越来越难。

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@Amarth随时联系更好的供应商。我总是pcbshopper.com选择一个。请注意,我的价格包括运往美国的运费。
纳文

Answers:


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在I2C速度下,过孔绝对不会给您带来任何问题。

至少在走线电阻,电容或电感方面没有问题。但是,如果您使用的是两层板,则最好系统地使用两层板,否则您可能会遇到麻烦。

许多人要做的是将一块木板专用于地面。这通常效果很好,直到他们开始用另一层上的“仅一条轨道”劈开地面。当这条轨道被“另一个”连接时,地面最终看起来像是花边窗帘。它无法完成工作,而且很难确定在哪里以及如何将其缝合在一起,特别是如果您没有经验的话。更糟糕的是,有些会绕过所有线路,然后进行“倒铜”,希望这能形成良好的地面。

如果您使用2层信号,则最好从计划开始。使用“曼哈顿”跟踪安排,一层在东西向,另一层在南北。从“地面倾斜”开始,每10毫米左右放置一条平行的轨道,并在每个交叉点通过它们。它的工作原理几乎与地平面一样好,而且在I2C速度下绝对是一样好。现在,您已经有了一种系统的方法,可以从任何地方到任何地方运行一条轨道,并且可以准确地跳到板子的另一侧,而不会干扰现有的地面连续性。

一种替代方法是使用接地层,但要避免在所有信号上都停留在信号层上,从而将其切碎。通过在组件下传递轨道来交叉轨道。您可以为此目的购买“零欧姆”电阻,尽管在I2C电阻水平上1欧姆甚至10欧姆的电阻与导线一样好。


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为避免切碎接地平面,它有助于使轨道尽可能短。仅使用它穿越轨道,不能覆盖任何距离。它还有助于查看组件与公共接地之间的实际电气距离。例如,从去耦电容到IC,它们应该去耦(通常人们只看VDD线)。
迈克尔,

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@Michael你当然是对的。在完全不提及布局与给出彻底的布局答案之间,我感到非常痛苦。也许这个部分的答案介于两个层面之间。我们处理接地问题的能力很大程度上取决于经验。
Neil_UK '19

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总的来说-是的。100 kHz的信号非常宽容。确保以相似的方式同时布线SDA和SCL。

还请记住,I2C总电容限制为400 pF(如果走线真的很长,则可能会遇到该问题)。


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应该不是问题。我们正在I²C上使用通孔,这些通孔的频率高达800 kHz,没有任何问题。

我看到的最坏的情况是通孔不良,它在I²C线中产生了串联电阻。这严重影响了电路板的摆率,以至于I²C通信失败。但这是在原型板上,到目前为止从未在生产板上发生过。


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100kHz非常容易移动。我们的设备在系统的用户可更换部件中安装了I2C EEPROM,因此,更换该部件时校准的更改将由控制器自动读取。用于此的电缆可以长一米,到目前为止,一切正常。诚然,我们确实有低电容电缆,但PCB通孔并不重要。

请注意,尽管100kHz是原始的I2C标准频率,但这还不是故事的结局。I2C“快速模式”允许高达400kHz,“快速模式增强”允许高达1MHz,“高速模式”允许高达3.4MHz。查看数据表,您的DAC确实支持高达1MHz的“ Fast Mode Plus”。只要您保持在100kHz,就可以基本上做任何您想做的事,因为它不够快,没关系,但是如果您将来可能想走得更快,那么应该研究更快的数字信号的设计规则。

也就是说,DAC本身每秒只能处理2K个样本。对于24位DAC加上相关的I2C开销,数据传输将仅占用100kHz链路上带宽的大约70-80%。如果在同一I2C链路上有多个DAC,则可能需要使用更快的链路来为它们提供全部服务,但是,如果只有一个DAC,则没有理由使频率超过100kHz。

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