Leiterplattentechnisch - Der Schlüssel zu PCB-Verdrahtungsfähigkeiten der PCB-Technologie

I. PCB-Design Schritte

Im Allgemeinen kann der grundlegendste Prozess des Designs einer Leiterplatte in drei Hauptschritte unterteilt werden. (1). Schaltplanentwurf Der Schaltplanentwurf wird hauptsächlich vom Schaltplanentwurfssystem PROTEL099 (Advanced Schematic) entworfen und gezeichnet.

Dabei sollten wir die verschiedenen Schaltplanzeichnungswerkzeuge und verschiedene Bearbeitungsfunktionen von PROTEL99 voll nutzen, um unser Ziel zu erreichen, nämlich einen korrekten und exquisiten Schaltplan zu erhalten.

(2). Netlist generieren Netlist ist die Brücke zwischen Schaltplanentwurf (SCH) und Leiterplattendesign (PCB). PCB ist die automatische Seele der Leiterplatte.

Die Netzliste kann aus dem Schaltplan bezogen oder aus der Leiterplatte extrahiert werden.

(3). Leiterplattendesign

Das Leiterplattendesign zielt hauptsächlich auf einen anderen wichtigen Teil der PROTEL99 Leiterplatte ab. Dabei nutzen wir die leistungsstarken Funktionen von PROTEL99, um das Layout der Leiterplatte zu realisieren und schwierige Aufgaben zu erledigen.

zwei. Zeichnen Sie einen einfachen Schaltplan 2.1 Schaltplan Design Prozess

Die schematische Gestaltung kann nach den folgenden Schritten durchgeführt werden. (1) Entwurfszeichnungsgröße Protel 99. Schema, zuerst müssen wir eine gute Teilezeichnung konzipieren und eine gute Zeichnungsgröße entwerfen.

Die Zeichnungsgröße basiert auf der Größe und Komplexität des Schaltplans. Die Festlegung der entsprechenden Zeichnungsgröße ist der erste Schritt beim Entwurf eines Schaltplans.

(2) Setzen der Protel 99-Schematic-Designumgebung Wenn Sie die Protel 99-Schematic-Designumgebung einstellen, einschließlich der Einstellung der Gittergröße und -typ, des Cursortyps usw., können die meisten Parameter auch die Systemdefault-Werte verwenden.

(3) Entsprechend den Bedürfnissen des Schaltplans dreht der Benutzer das Teil, entfernt das Teil in der Teilebibliothek und platziert es auf der Zeichnung und platziert die Teileseriennummer, und das Teil wird verpackt, um das Werkstück zu definieren und einzustellen.

(4) Verwenden Sie verschiedene Werkzeuge, die von Protel 99 zur Verfügung gestellt werden. Die Komponenten im Diagramm werden mit elektrisch bedeutsamen Drähten und Symbolen zu einem vollständigen Schaltplan verbunden.

(5) Schaltung einstellen. Der Schaltplan wird zunächst zur weiteren Anpassung und Modifikation gezeichnet, um den Schaltplan schöner zu machen.

(6) Berichtsausgabe Verschiedene Berichte werden durch verschiedene Berichtswerkzeuge erzeugt, die von Protel 99 zur Verfügung gestellt werden. Das wichtigste davon ist die Netzliste, die das anschließende Leiterplattendesign durch die Netzliste vorbereitet.

(7) File saving and printing output The last step is to save the file and print it out. The design principles of the microcontroller control board should follow the following principles: (1) In the Leiterplattenkomponente Layout, die zugehörigen Komponenten sollten so nah wie möglich sein. Zum Beispiel, Uhrengeneratoren, Kristalloszillatoren, und CPU-Takteingänge sind alle anfällig für Rauschen, und sollte näher platziert werden. Komm ihnen nahe..

Für die Geräte, die anfällig für Rauschen, Niederstrom-Schaltkreise, Hochstromschaltungen usw. sind, halten Sie sie von monolithischen Logik-Steuerkreisen und Speicherkreisen (ROM, RAM) fern, wenn möglich, können diese Schaltkreise in eine andere Leiterplatte gemacht werden, leitend gegen Interferenzen und verbessern die Zuverlässigkeit der Schaltungsarbeit. (2) Installieren Sie so weit wie möglich Entkopplungskondensatoren in Schlüsselkomponenten wie ROM, RAM und anderen Chips. Tatsächlich können Leiterplattenverdrahtungen, Stiftverdrahtungen und Verdrahtungen usw. große Induktivitätseffekte enthalten. Große Induktivitäten können starke Schaltrauschspitzen auf der VCC-Leitung verursachen. Die einzige Möglichkeit, Schaltrauschspitzen auf der VCC-Leitung zu verhindern, besteht darin, einen 0,1uF elektronischen Entkopplungskondensator zwischen VCC und Netzteil zu platzieren. Wenn Sie Oberflächenmontage-Komponenten auf der Leiterplatte verwenden, können Sie diese am VCC-Pin befestigen und Chipkondensatoren verwenden, die direkt an den Komponenten befestigt sind. Aufgrund der geringen elektrostatischen Verluste (ESL) und der hohen Frequenzimpedanz des Kondensators sowie der mittleren Stabilität der Kondensatortemperatur und -zeit ist es am besten, einen Keramikkondensator zu verwenden. Versuchen Sie, keine Tantalkondensatoren zu verwenden, da diese eine höhere Impedanz bei hohen Frequenzen haben.

Achten Sie beim Aufstellen von Entkopplungskondensatoren auf folgende Punkte:

Am Leistungseingangsende der Leiterplatte ist der Elektrolytkondensator an etwa 100uF angeschlossen, und es ist besser, wenn das Volumen eine größere Kapazität zulässt.

Prinzipiell muss neben jedem IC-Chip ein 0.01uF Keramikkondensator platziert werden. Wenn der Spalt auf der Leiterplatte zu klein ist, um platziert zu werden, können 1~10 Tantalkondensatoren um jeden 10 Chips platziert werden.

Bei Komponenten mit schwacher Störfestigkeit ändert sich der Strom während der Abschaltzeit stark. Bei Speicherkomponenten wie RAM und ROM sollten Entkopplungskondensatoren zwischen der Stromleitung (VCC) und der Erdungsleitung angeschlossen werden. Die Leitung des Kondensators sollte nicht zu lang sein, insbesondere der Hochfrequenz-Bypass-Kondensator kann nicht geladen werden. (3) Im Ein-Chip-Mikrocomputer-Steuersystem gibt es viele Arten von Erdungskabeln, Systemen, Abschirmung, Logik, Analog usw. Ob das Erdungskabellayout vernünftig ist oder nicht, bestimmt die Störfestigkeit der Leiterplatte.

Bei der Auslegung des Massedrahts und des Aufnahmeortes sollten folgende Aspekte berücksichtigt werden: Logik und Analog werden getrennt verdrahtet und können nicht kombiniert werden, und ihre jeweiligen Massedrähte sind mit der entsprechenden Stromerde verbunden. In der Konstruktion sollte der analoge Massedraht so dick wie möglich sein, und die Erdungsfläche des Leadends sollte so weit wie möglich vergrößert werden.

Im Allgemeinen ist es für den Ein- und Ausgang analoger Signale am besten, die Schaltung mit dem Einzelchip-Mikrocomputer durch einen Optokoppler zu isolieren.

Beim Entwerfen der gedruckten Schaltungsversion der Logikschaltung sollte der Massedraht ein geschlossenes Schleifenformat bilden, um die Störfestigkeit der Schaltung zu verbessern. Der Erdungsdraht sollte so dick wie möglich sein. Wenn der Erdungskabel sehr dünn ist, ist der Erdungswiderstand groß, was dazu führt, dass sich das Erdungspotenzial mit dem Strom ändert, was zu einem instabilen Signalpegel und einer Abnahme der Störfestigkeit der Schaltung führt.

Wenn die Leiterplattenverdrahtung Platz erlaubt, Um sicherzustellen, dass die Breite des Haupt-Erdungsdrahts mindestens 2~3mm ist, Der Massedraht auf dem Bauteilstift sollte etwa 1 sein.5mm. Achten Sie auf die Auswahl eines Abholortes. Wenn die Signalfrequenz auf der Leiterplatte kleiner als 1MHz ist, weil der elektromagnetische Einfluss zwischen der Verdrahtung und den Komponenten gering ist, und die Schleife, die durch den Erdungskreislauf gebildet wird, hat einen größeren Einfluss auf die Störung, Es ist notwendig, einen Erdungspunkt zu verwenden, damit er keine Schleife bildet. Wenn die Signalfrequenz auf der Leiterplatte höher als 10MHz ist, Die Erdimpedanz wird aufgrund des offensichtlichen Induktivitätseffekts der Verdrahtung sehr groß. Zur Zeit, Die Bildung des Erdkreises ist kein großes Problem mehr.

Daher sollte eine Mehrpunkt-Erdung verwendet werden, um die Erdungsimpedanz zu minimieren.

Neben der Größe des Stroms sollte das Layout der Stromleitung so breit wie möglich sein. Die Stromleitung sollte auch bei der Verdrahtung, der Richtung des Drahtes und der Datenleitung in der Verdrahtung verwendet werden. Verwenden Sie schließlich das Erdungskabel, um die Unterseite der Leiterplatte ohne Verkabelung anzuschließen. Um die Schaltung zu stärken, sollte die Breite der Datenleitung so breit wie möglich sein, um die Impedanz zu reduzieren.

Die Breite der Datenlinie ist mindestens nicht kleiner als 0.3mm (12mil), und es ist idealer, wenn 0.46~0.5mm (18mil~20mil) verwendet wird. Da die Perforation der Leiterplatte 10pF-Kapazitätseffekt bewirkt, der zu viel Interferenz in der Hochfrequenzschaltung verursacht, sollte bei der Verdrahtung die Anzahl der Löcher minimiert werden. In jedem anderen Fall verringern zu viele Löcher auch die mechanische Festigkeit der Leiterplatte.