Leiterplattentechnisch - Was sind die Grundregeln des PCB-Layouts?

Grundregeln der Komponente Leiterplattenlayout

1. Layout entsprechend Schaltungsmodulen und verwandte Schaltungen, die die gleiche Funktion realisieren, werden Modul genannt. Die Komponenten im Schaltungsmodul sollten das Prinzip der nahen Konzentration annehmen, und die digitale Schaltung und die analoge Schaltung sollten getrennt werden;

2.Keine Komponenten oder Vorrichtungen dürfen innerhalb von 1.27mm um nicht montierte Löcher wie Positionierlöcher, Standardlöcher und 3.5mm (für M2.5) und 4mm (für M3) Komponenten nicht um die Montagelöcher wie Schrauben montiert werden;

3. Vermeiden Sie das Platzieren von Löchern unter den Komponenten wie horizontalen Widerständen, Induktoren (Plug-ins), Elektrolytkondensatoren usw., um einen Kurzschluss zwischen den Durchgangslöchern und dem Bauteilgehäuse nach dem Wellenlöten zu vermeiden;

4. Der Abstand zwischen der Außenseite der Komponente und der Kante der Platte ist 5mm;

5. Der Abstand zwischen der Außenseite des Montagekomponentenpads und der Außenseite der benachbarten zwischenliegenden Komponente ist größer als 2mm;

6. Metallschalenkomponenten und Metallteile (Abschirmkästen usw.) sollten andere Komponenten nicht berühren und sollten nicht in der Nähe gedruckter Linien und Pads sein, und ihr Abstand sollte größer als 2mm sein. Die Größe des Positionierlochs, des Befestigungselement-Installationslochs, des ovalen Lochs und anderer quadratischer Löcher im Brett von der Kante des Brettes ist größer als 3mm;

7. Das Heizelement sollte nicht nah am Draht und dem wärmeempfindlichen Element sein; die Hochheizungsvorrichtung sollte gleichmäßig verteilt sein;

8. Die Steckdose sollte so weit wie möglich um die Leiterplatte herum angeordnet sein, und die Steckdose und die daran angeschlossene Busschienenklemme sollten auf derselben Seite angeordnet sein. Besondere Sorgfalt sollte darauf geachtet werden, keine Steckdosen und andere Schweißverbinder zwischen den Steckverbindern anzuordnen, um das Schweißen dieser Steckdosen und Steckverbinder sowie die Konstruktion und Bindung von Stromkabeln zu erleichtern. Der Anordnungsabstand von Steckdosen und Schweißverbindern sollte berücksichtigt werden, um das Ein- und Ausstecken von Netzsteckern zu erleichtern;

9. Anordnung anderer Komponenten: Alle IC-Komponenten sind auf einer Seite ausgerichtet, und die Polarität der polaren Komponenten ist klar gekennzeichnet. Die Polarität derselben Leiterplatte kann nicht in mehr als zwei Richtungen markiert werden. Wenn zwei Richtungen erscheinen, stehen die beiden Richtungen senkrecht zueinander.;

10. Die Verdrahtung auf der Leiterplattenoberfläche sollte dicht und dicht sein. Wenn der Dichteunterschied zu groß ist, sollte er mit Maschenkupferfolie gefüllt werden, und das Gitter sollte größer als 8mil (oder 0.2mm) sein;

11. Es sollte keine Durchgangslöcher auf den SMD-Pads geben, um den Verlust von Lötpaste zu vermeiden und Fehllöten der Komponenten zu verursachen. Wichtige Signalleitungen dürfen nicht zwischen den Steckdosen passieren;

12. Der Patch ist auf einer Seite ausgerichtet, die Zeichenrichtung ist die gleiche, und die Verpackungsrichtung ist die gleiche;

13. Soweit möglich sollten die polarisierten Geräte mit der Polaritätsmarkierungsrichtung auf derselben Platine übereinstimmen.

Fördern

Regeln für die Verdrahtung von Bauteilen

1. Zeichnen Sie den Verdrahtungsbereich innerhalb von 1mm vom Rand des Leiterplatte, und innerhalb von 1mm um das Montageloch, Verkabelung ist verboten;

2. Die Stromleitung sollte so breit wie möglich sein und sollte nicht weniger als 18mil sein; Die Signalleitungsbreite sollte nicht kleiner als 12mil sein; Die CPU-Ein- und Ausgangsleitungen sollten nicht kleiner als 10mil (oder 8mil) sein; der Zeilenabstand sollte nicht kleiner als 10mil sein;

3. Das normale durch ist nicht weniger als 30mil;

4. Dual in-line: 60mil Pad, 40mil Blende;

Widerstand 1/4W: 51*55mil (0805 Oberflächenmontage); Wenn in-line, ist das Pad 62mil, und die Öffnung ist 42mil;

Unendliche Kapazität: 51*55mil (0805 Oberflächenmontage); Wenn in-line, ist das Pad 50mil, und die Öffnung ist 28mil;

5. Beachten Sie, dass die Stromleitung und die Erdungsleitung so radial wie möglich sein sollten, und die Signalleitung sollte nicht geschleift werden.

Fördern

Wie kann die Störfestigkeit und die elektromagnetische Verträglichkeit verbessert werden?

Wie kann die Störfestigkeit und elektromagnetische Verträglichkeit bei der Entwicklung elektronischer Produkte mit Prozessoren verbessert werden?

1. Die folgenden Systeme sollten besonders auf anti-elektromagnetische Störungen achten:

(1) Ein System, bei dem die Mikrocontroller-Taktfrequenz extrem hoch ist und der Buszyklus extrem schnell ist.

(2) Das System enthält Hochleistungs-, Hochstrom-Antriebskreise, wie Funken produzierende Relais, Hochstromschalter usw.

(3) Ein System, das eine schwache analoge Signalschaltung und eine hochpräzise A/D Umwandlungsschaltung enthält.

2. Ergreifen Sie die folgenden Maßnahmen, um die anti-elektromagnetische Störfähigkeit des Systems zu erhöhen:

(1) Wählen Sie einen Mikrocontroller mit niedriger Frequenz:

Die Wahl eines Mikrocontrollers mit niedriger externer Taktfrequenz kann Rauschen effektiv reduzieren und die Störfestigkeit des Systems verbessern. Bei Quadratwellen und Sinuswellen gleicher Frequenz sind die Hochfrequenzkomponenten in der Quadratwelle viel mehr als die in der Sinuswelle. Obwohl die Amplitude der Hochfrequenzkomponente der Quadratwelle kleiner ist als die Grundwelle, je höher die Frequenz, desto einfacher ist es, als Rauschquelle auszustrahlen. Das einflussreichste Hochfrequenzrauschen, das vom Mikrocontroller erzeugt wird, beträgt etwa das Dreifache der Taktfrequenz.

(2) Verringerung der Verzerrung bei der Signalübertragung

Mikrocontroller werden hauptsächlich unter Verwendung der Hochgeschwindigkeits-CMOS-Technologie hergestellt. Der statische Eingangsstrom der Signaleingangsstelle beträgt etwa 1mA, die Eingangskapazität beträgt etwa 10PF und die Eingangsimpedanz ist ziemlich hoch. Die Ausgangsklemme der Hochgeschwindigkeits-CMOS-Schaltung hat eine beträchtliche Tragfähigkeit, das heißt einen relativ großen Ausgangswert. Der lange Draht führt zum Eingangsanschluss mit ziemlich hoher Eingangsimpedanz, das Reflexionsproblem ist sehr ernst, es verursacht Signalverzerrung und erhöht das Systemrauschen. Wenn Tpd>Tr, wird es zu einem Übertragungsleitungsproblem, und Probleme wie Signalreflexion und Impedanzanpassung müssen berücksichtigt werden.

(3) Verringern Sie die Interferenz zwischen Signalleitungen:

Ein Schrittsignal mit einer Anstiegszeit von Tr an Punkt A wird über Leitung AB an Klemme B übertragen. Die Verzögerungszeit des Signals auf der AB-Leitung ist Td. An Punkt D wird aufgrund der Vorwärtsübertragung des Signals von Punkt A, der Signalreflexion nach Erreichen von Punkt B und der Verzögerung der AB-Leitung ein Seitenimpulssignal mit einer Breite von Tr nach Td-Zeit induziert. An Punkt C wird aufgrund der Übertragung und Reflexion des Signals auf AB ein positives Impulssignal mit einer Breite von der doppelten Verzögerungszeit des Signals auf der AB-Leitung, das heißt 2Td, induziert. Dies ist die Cross*Interferenz zwischen Signalen.

(4) Reduzieren Sie Geräusche von der Stromversorgung

Während das Netzteil dem System Energie liefert, fügt es auch sein Geräusch zur Stromversorgung hinzu. Die Reset-Leitung, Interrupt-Leitung und andere Steuerleitungen des Mikrocontrollers in der Schaltung sind am anfälligsten für Störungen durch externe Rauschen. Starke Störungen des Stromnetzes gelangen über die Stromversorgung in den Stromkreis. Selbst in einem batteriebetriebenen System weist der Akku selbst hochfrequente Geräusche auf. Das analoge Signal in der analogen Schaltung ist noch weniger in der Lage, den Störungen durch das Netzteil standzuhalten.

(5) Achten Sie auf die Hochfrequenz-Eigenschaften von gedruckten Verdrahtungsplatten und Komponenten

Im Falle der Hochfrequenz können die Leitungen, Durchkontaktierungen, Widerstände, Kondensatoren und die verteilte Induktivität und Kapazität der Anschlüsse auf der Leiterplatte nicht ignoriert werden. Die verteilte Induktivität des Kondensators kann nicht ignoriert werden, und die verteilte Kapazität der Induktivität kann nicht ignoriert werden. Der Widerstand erzeugt die Reflexion des Hochfrequenzsignals, und die verteilte Kapazität der Leitung spielt eine Rolle. Wenn die Länge größer als 1/20 der entsprechenden Wellenlänge der Rauschfrequenz ist, wird ein Antenneneffekt erzeugt, und das Rauschen wird durch die Leitung emittiert.

(6) Das Layout der Komponenten sollte angemessen unterteilt werden

Die Position der Bauteile auf dem Leiterplatte sollte das Problem der anti-elektromagnetischen Störungen vollständig berücksichtigen. Eines der Grundsätze ist, dass die Leitungen zwischen den Komponenten so kurz wie möglich sein sollten. Im Layout, der analoge Signalteil, der Teil der digitalen Hochgeschwindigkeitsschaltung, and the noise source part (such as relays, Hochstromschalter, etc.) should be reasonably separated to minimize the signal coupling between each other.

(7) Den Erdungsdraht handhaben

Auf der Leiterplatte sind die Stromleitung und die Erdungsleitung die wichtigsten. Das wichtigste Mittel zur Überwindung elektromagnetischer Störungen ist die Erdung.