Leiterplattentechnisch - Zusammenfassung der Erfahrung im Leiterplattendesign

1. Die Größe der Leiterplatte und das Layout des Geräts

Leiterplattengröße sollte moderat sein. Wenn es zu groß ist, Die gedruckten Linien sind lang und die Impedanz steigt, was nicht nur die Geräuschbeständigkeit reduziert, aber auch die Kosten erhöhen. In Bezug auf das Gerätelayout, wie andere Logikschaltungen, Die miteinander verbundenen Geräte sollten so nah wie möglich platziert werden, damit eine bessere Lärmschutzwirkung erzielt werden kann. Der Uhrengenerator, Kristalloszillator, und der Takteingang der CPU sind alle anfällig für Rauschen, so sollten sie näher beieinander sein. Es ist sehr wichtig, dass geräuschgefährdete Geräte, Niederstromschaltungen, Hochstrom- und Hochstromschaltungen sollten so weit wie möglich von Logikschaltungen ferngehalten werden. Wenn möglich, separate Leiterplatten sollten hergestellt werden.

2. Konfiguration des Entkopplungskondensators

In der DC-Stromversorgungsschleife verursacht die Änderung der Last das Stromversorgungsgeräusch. Zum Beispiel in digitalen Schaltungen, wenn die Schaltung von einem Zustand in einen anderen wechselt, wird ein großer Spitzenstrom auf der Stromleitung erzeugt, der eine transiente Rauschspannung bildet. Die Konfiguration von Entkopplungskondensatoren kann Geräusche unterdrücken, die durch Laständerungen verursacht werden, was eine gängige Praxis beim Zuverlässigkeitsdesign von Leiterplatten ist.

Die Konfigurationsprinzipien sind wie folgt:

Ein 10-100uF Elektrolytkondensator ist über den Stromeingang angeschlossen. Wenn die Lage der Leiterplatte es zulässt, ist der Antiinterferenzeffekt der Verwendung eines Elektrolytkondensators über 100uF besser.

Konfigurieren Sie einen 0.01uF Keramikkondensator für jeden integrierten Schaltungschip. Wenn der Platz auf der Leiterplatte klein ist und nicht installiert werden kann, kann für jeden 4-10 Chip ein 1-10uF Tantal Elektrolytkondensator konfiguriert werden. Die Hochfrequenz-Impedanz dieses Geräts ist besonders klein, und die Impedanz ist weniger als 1Ω im Bereich von 500kHz-20MHz. Und der Leckstrom ist sehr klein (weniger als 0.5uA).

Bei Geräten mit schwacher Rauschfähigkeit und großen Stromänderungen beim Ausschalten und Speichergeräten wie ROM und RAM sollte ein Entkopplungskondensator direkt zwischen der Stromleitung (Vcc) und Masse (GND) des Chips angeschlossen werden.

Der Leitungsdraht des Entkopplungskondensators sollte nicht zu lang sein, insbesondere der Hochfrequenz-Bypass-Kondensator sollte keine Leitungsdrähte haben.

Drei, Design der Wärmeableitung von Leiterplatten

Aus der Perspektive der förderlichen Wärmeableitung wird die gedruckte Platte am besten aufrecht installiert, der Abstand zwischen der Platte und der Platte sollte nicht kleiner als 2cm sein, und die Anordnung der Geräte auf der gedruckten Platte sollte bestimmten Regeln folgen:

1. Für Geräte, die freie Konvektionsluftkühlung verwenden, ist es am besten, integrierte Schaltkreise (oder andere Geräte) vertikal anzuordnen; Für Geräte, die Zwangsluftkühlung verwenden, ist es am besten, integrierte Schaltkreise (oder andere Geräte) horizontal Way-Reihe anzuordnen.

2. Die Geräte auf derselben Leiterplatte sollten so weit wie möglich nach ihrem Heizwert und Grad der Wärmeableitung angeordnet sein. Geräte mit geringem Heizwert oder schlechter Hitzebeständigkeit (wie kleine Signaltransistoren, kleine integrierte Schaltkreise, Elektrolytkondensatoren usw.) sollten platziert werden. Der oberste Strom des Kühlluftstroms (am Eingang), und die Geräte mit großer Wärmeerzeugung oder guter Wärmebeständigkeit (wie Leistungstransistoren, großflächigen integrierten Schaltkreisen usw.) sind am unteren Teil des Kühlluftstroms platziert.

3. In horizontaler Richtung werden Hochleistungsgeräte so nah wie möglich an der Kante der Leiterplatte platziert, um den Wärmeübertragungsweg zu verkürzen; In vertikaler Richtung werden Hochleistungsgeräte so nah wie möglich an der Oberseite der Leiterplatte platziert, um die Temperatur anderer Geräte zu senken, wenn diese Geräte funktionieren. Aufprall.

4. Das temperaturempfindliche Gerät wird am besten im niedrigsten Temperaturbereich (wie der Unterseite des Geräts) platziert. Stellen Sie es niemals direkt über das Heizgerät. Es ist am besten, mehrere Geräte auf der horizontalen Ebene zu stagnieren.

5. Die Wärmeableitung der Leiterplatte in der Ausrüstung beruht hauptsächlich auf Luftstrom, so dass der Luftstrompfad während des Entwurfs studiert werden sollte, und das Gerät oder die Leiterplatte sollte angemessen konfiguriert werden. Wenn Luft strömt, neigt sie immer dazu, an Orten mit geringem Widerstand zu strömen. Wenn Sie also Geräte auf einer Leiterplatte konfigurieren, vermeiden Sie, einen großen Luftraum in einem bestimmten Bereich zu verlassen.

Vier, elektromagnetische Verträglichkeit

Elektromagnetische Verträglichkeit bezieht sich auf die Fähigkeit elektronischer Geräte, koordiniert und effektiv in verschiedenen elektromagnetischen Umgebungen zu arbeiten. Der Zweck des elektromagnetischen Verträglichkeitsentwurfs besteht darin, elektronische Geräte zu ermöglichen, alle Arten von externen Störungen zu unterdrücken, so dass die elektronischen Geräte normalerweise in einer bestimmten elektromagnetischen Umgebung arbeiten können, und gleichzeitig die elektromagnetischen Störungen der elektronischen Geräte selbst auf andere elektronische Geräte zu reduzieren.

1. Wählen Sie eine angemessene Drahtbreite

Da die durch den transienten Strom auf den gedruckten Leitungen erzeugte Schlagstörung hauptsächlich durch die Induktivität der gedruckten Drähte verursacht wird, sollte die Induktivität der gedruckten Drähte minimiert werden. Die Induktivität des gedruckten Drahtes ist proportional zu seiner Länge und umgekehrt proportional zu seiner Breite, so dass kurze und präzise Drähte vorteilhaft sind, Interferenzen zu unterdrücken. Die Signalleitungen von Taktleitungen, Reihentreibern oder Busfahrern tragen oft große transiente Ströme, und die gedruckten Leitungen sollten so kurz wie möglich sein. Für diskrete Komponentenschaltungen, wenn die gedruckte Drahtbreite etwa 1.5mm ist, kann es die Anforderungen vollständig erfüllen; Bei integrierten Schaltungen kann die Leiterbreite zwischen 0.2mm und 1.0mm gewählt werden.

2. Nehmen Sie die richtige Verdrahtungsstrategie an

Die Verwendung von gleichem Routing kann die Drahtinduktivität verringern, aber die gegenseitige Induktivität und verteilte Kapazität zwischen den Drähten erhöhen sich. Wenn das Layout es zulässt, ist es am besten, eine gitterförmige Verdrahtungsstruktur zu verwenden. Die spezifische Methode besteht darin, eine Seite der Leiterplatte horizontal und die andere Seite der Leiterplatte zu verdrahten. Verbinden Sie dann mit metallisierten Löchern an den Kreuzlöchern. Um das Übersprechen zwischen den Leitern der Leiterplatte zu unterdrücken, sollte bei der Auslegung der Verdrahtung weitestgehend gleichwertige Weiterführung vermieden werden.

Fünf, Massedraht Design

In elektronischen Geräten ist Erdung eine wichtige Methode zur Kontrolle von Störungen. Wenn Erdung und Abschirmung richtig kombiniert und verwendet werden können, können die meisten Störprobleme gelöst werden. Die Bodenstruktur elektronischer Geräte umfasst grob Systemmasse, Chassis-Masse (Schildmasse), digitale Masse (logische Masse) und analoge Masse. Folgende Punkte sollten bei der Erdungsdrahtdesign beachtet werden:

1. Richtig wählen Einpunkt-Erdung und Mehrpunkt-Erdung

In der Niederfrequenzschaltung ist die Arbeitsfrequenz des Signals kleiner als 1MHz, seine Verdrahtung und die Induktivität zwischen den Geräten haben wenig Einfluss, und der zirkulierende Strom, der durch den Erdungskreislauf gebildet wird, hat einen größeren Einfluss auf die Störung, so dass eine Punkterdung angenommen werden sollte. Wenn die Signalbetriebsfrequenz größer als 10MHz ist, wird die Erdimpedanz sehr groß. Zu diesem Zeitpunkt sollte die Erdungsimpedanz so weit wie möglich reduziert werden, und die nächsten multiplen Punkte sollten für die Erdung verwendet werden. Wenn die Arbeitsfrequenz 1～10MHz ist, wenn eine Ein-Punkt-Erdung angenommen wird, sollte die Länge des Erdungsdrahts 1/20 der Wellenlänge nicht überschreiten, andernfalls sollte die Mehrpunkt-Erdungsmethode angenommen werden.

2. Trennen Sie die digitale Schaltung von der analogen Schaltung

Auf der Platine befinden sich sowohl Hochgeschwindigkeits-Logikschaltungen als auch Linearschaltungen. Sie sollten so weit wie möglich getrennt werden, und die Massedrähte der beiden sollten nicht gemischt werden, und sie sollten mit den Massedrähten der Stromversorgung verbunden werden. Versuchen Sie, die Erdungsfläche der Linearschaltung so weit wie möglich zu erhöhen.

3. Machen Sie den Erdungsdraht so dick wie möglich

Wenn das Erdungsdraht sehr dünn ist, ändert sich das Erdungspotential mit der aktuellen Änderung, wodurch der Timing-Signalpegel des elektronischen Geräts instabil ist und die Rauschfestigkeit sich verschlechtert. Daher sollte der Erdungsdraht so dick wie möglich sein, damit er den zulässigen Strom auf der Leiterplatte weiterleiten kann. Wenn möglich, sollte die Breite des Erdungsdrahts größer als 3mm sein.

4. Bilden Sie den Erdungsdraht in eine geschlossene Schleife

Wann PCB-Design das Massedrahtsystem der Leiterplatte, das nur aus digitalen Schaltungen besteht, Die Herstellung des Erdungsdrahts in eine geschlossene Schleife kann die Anti-Rausch-Fähigkeit erheblich verbessern. Der Grund ist, dass es viele integrierte Schaltungskomponenten auf der Leiterplatte gibt, besonders wenn es Komponenten gibt, die viel Strom verbrauchen, aufgrund der Begrenzung der Dicke des Erdungsdrahtes, eine große Potentialdifferenz wird an der Erdverbindung erzeugt, was zu einer Verringerung der Lärmschutzfähigkeit führt, Wenn die Erdungsstruktur zu einer Schleife geformt wird, wird der potenzielle Unterschied verringert und die Anti-Lärm-Fähigkeit von elektronischen Geräten verbessert werden.