Leiterplattentechnisch - Printed PCB Design Prinzipien und Anti-Interferenz

Leiterplatte ist die Unterstützung von Schaltungskomponenten und Geräten in elektronischen Produkten. Es stellt elektrische Verbindungen zwischen Schaltungselementen und Geräten zur Verfügung. Mit der rasanten Entwicklung der Elektrotechnik wird die Dichte von PGB immer höher. Die Qualität des PCB-Designs hat einen großen Einfluss auf die Fähigkeit, Interferenzen zu widerstehen. Daher beim PCB-Design. Die allgemeinen Prinzipien des PCB-Designs müssen befolgt werden, und die Anforderungen des Anti-Interferenz-Designs müssen erfüllt werden.

Das allgemeine Prinzip des PCB-Designs besteht darin, die beste Leistung der elektronischen Schaltung zu erhalten, das Layout der Komponenten und das Layout der Drähte sind sehr wichtig. Um PCB mit guter Qualität und niedrigen Kosten zu entwerfen. Folgende allgemeine Grundsätze sollten beachtet werden:

1. Layout Betrachten Sie zuerst die Leiterplattengröße. Wenn die Leiterplattengröße zu groß ist, sind die gedruckten Linien lang, die Impedanz steigt, die Rauschfestigkeit sinkt und die Kosten steigen; Wenn die Leiterplattengröße zu klein ist, wird die Wärmeableitung nicht gut sein, und benachbarte Leitungen werden leicht gestört. Nach der Bestimmung der Leiterplattengröße. Bestimmen Sie dann den Standort der speziellen Komponenten. Schließlich sind gemäß den Funktionseinheiten der Schaltung alle Komponenten der Schaltung angeordnet.

(1) Versuchen Sie, die Verkabelung zwischen Hochfrequenzkomponenten so weit wie möglich zu verkürzen und versuchen Sie, ihre Verteilungsparameter und gegenseitige elektromagnetische Störungen zu reduzieren. Störanfällige Komponenten sollten nicht zu nah beieinander liegen, Eingangs- und Ausgangskomponenten sollten so weit wie möglich entfernt gehalten werden.

(2) Es kann einen hohen Potentialunterschied zwischen einigen Komponenten oder Drähten geben. Der Abstand zwischen ihnen sollte erhöht werden, um versehentliche Kurzschlüsse durch Entladung zu vermeiden. Die Bauteile mit hoher Spannung sollten so weit wie möglich an Stellen angeordnet werden, die beim Debuggen von Hand nicht leicht erreichbar sind.

(3) Komponenten, die mehr als 15g wiegen, sollten mit Klammern befestigt und dann geschweißt werden. Die Komponenten, die groß, schwer sind und viel Wärme erzeugen, sollten nicht auf der Leiterplatte installiert werden, sondern auf der Chassis-Bodenplatte der gesamten Maschine installiert werden, und das Wärmeableitungsproblem sollte berücksichtigt werden. Thermische Komponenten sollten weit weg von Heizkomponenten sein.

(4) Für das Layout von justierbaren Komponenten wie Potentiometern, einstellbaren Induktivitäten, variablen Kondensatoren, Mikroschaltern usw. sollten die strukturellen Anforderungen der gesamten Maschine berücksichtigt werden. Wenn es innerhalb der Maschine eingestellt wird, sollte es auf der Leiterplatte platziert werden, wo es für die Einstellung bequem ist; Wenn es außerhalb der Maschine eingestellt wird, sollte seine Position mit der Position des Einstellknopfes auf der Chassisplatte übereinstimmen.

(5) Die Position, die durch das Positionierloch der Leiterplatte und die feste Halterung eingenommen wird, sollte reserviert werden. Entsprechend der Funktionseinheit der Schaltung. Bei der Auslegung aller Komponenten der Schaltung müssen die folgenden Grundsätze erfüllt werden:

1) Ordnen Sie die Position jeder funktionalen Schaltungseinheit entsprechend dem Schaltungsfluss an, so dass das Layout für die Signalzirkulation bequem ist, und das Signal in der gleichen Richtung wie möglich gehalten wird.

2) Nehmen Sie die Kernkomponente jeder Funktionsschaltung als Zentrum und legen Sie sie um. Die Komponenten sollten gleichmäßig, sauber und kompakt auf der Leiterplatte angeordnet sein. Minimieren und verkürzen Sie die Leitungen und Verbindungen zwischen Komponenten.

3) Bei Schaltungen mit hohen Frequenzen müssen die verteilten Parameter zwischen den Komponenten berücksichtigt werden. Generell sollte die Schaltung möglichst parallel angeordnet werden. Auf diese Weise ist es nicht nur schön. Und es ist einfach zu installieren und zu schweißen. Leicht in der Massenproduktion.

4) Die Komponenten, die sich am Rand der Leiterplatte befinden, sind im Allgemeinen nicht weniger als 2mm vom Rand der Leiterplatte entfernt. Die beste Form der Leiterplatte ist rechteckig. Das Seitenverhältnis beträgt 3:2 bis 4:3. Wenn die Größe der Leiterplatte größer als 200x150mm ist. Die mechanische Festigkeit der Leiterplatte sollte berücksichtigt werden.

2. Verdrahtung Die Prinzipien der Verdrahtung sind wie folgt;

(1) Die Drähte, die für die Eingangs- und Ausgangsklemmen verwendet werden, sollten versuchen, zu vermeiden, parallel nebeneinander zu liegen. Es ist am besten, Erdungsdrähte zwischen Drähten hinzuzufügen, um Rückkopplung zu vermeiden.

(2) Die Mindestbreite des bedruckten Drahtes wird hauptsächlich durch die Haftfestigkeit zwischen dem Draht und dem isolierenden Substrat und den durch sie fließenden Stromwert bestimmt. Wenn die Dicke der Kupferfolie 0.05mm ist und die Breite 1~15mm ist. Bei einem Strom von 2A wird die Temperatur daher nicht höher als 3°C sein. Eine Drahtbreite von 1.5mm kann die Anforderungen erfüllen. Für integrierte Schaltungen, insbesondere digitale Schaltungen, wird normalerweise eine Drahtbreite von 0.02~0.3mm ausgewählt. Natürlich, so lange wie möglich, verwenden Sie eine so breite Linie wie möglich. Besonders das Netzkabel und Erdungskabel. Der minimale Abstand der Drähte wird hauptsächlich durch den schlimmsten Isolationswiderstand und die Durchschlagsspannung zwischen den Drähten bestimmt. Bei integrierten Schaltungen, insbesondere digitalen Schaltungen, kann der Abstand bis zu 5-8mm betragen, solange der Prozess es zulässt.

(3) Die Ecken von gedruckten Leitern sind im Allgemeinen bogenförmig, und rechte Winkel oder Winkel beeinflussen die elektrische Leistung in Hochfrequenzschaltungen. Versuchen Sie außerdem, die Verwendung von großflächigen Kupferfolien zu vermeiden, sonst dehnt sich die Kupferfolie leicht aus und fällt ab, wenn sie lange erhitzt wird. Wenn eine große Fläche von Kupferfolie verwendet werden muss, ist es am besten, eine Gitterform zu verwenden. Dies hilft, das flüchtige Gas zu beseitigen, das durch Erhitzen des Klebstoffs zwischen der Kupferfolie und dem Substrat entsteht.

3. Das Mittelloch des Pads ist etwas größer als der Durchmesser der Geräteleitung. Wenn das Pad zu groß ist, ist es leicht, ein falsches Lot zu bilden. Der Außendurchmesser D des Pads ist im Allgemeinen nicht kleiner als (d+1,2) mm, wobei d der Bleidurchmesser ist. Bei digitalen Schaltungen mit hoher Dichte kann der Mindestdurchmesser des Pads (d+1.0) mm betragen. PCB- und Schaltungsschutzmaßnahmen Das Anti-Jamming-Design von Leiterplatten ist eng mit der spezifischen Schaltung verbunden. Hier werden nur einige gängige Maßnahmen des PCB-Antijamming-Designs erläutert.

(1) Das Design des Netzkabels basiert auf dem Strom der Leiterplatte, versuchen Sie, die Breite des Netzkabels zu erhöhen, um den Schleifenwiderstand zu verringern. Gleichzeitig müssen die Richtung der Stromleitung und der Erdungsleitung mit der Richtung der Datenübertragung übereinstimmen, was zur Verbesserung der Lärmschutzfähigkeit beiträgt.

(2) Das Prinzip der Bodengestaltung des Losentwurfs ist:

1) Die digitale Masse wird von der analogen Masse getrennt. Wenn sich sowohl Logikschaltungen als auch Linearschaltungen auf der Leiterplatte befinden, sollten diese so weit wie möglich voneinander getrennt werden. Die Masse der Niederfrequenzschaltung sollte möglichst parallel an einem einzigen Punkt geerdet werden. Wenn die eigentliche Verkabelung schwierig ist, kann sie teilweise in Reihe geschaltet und dann parallel geerdet werden. Die Hochfrequenzschaltung sollte an mehreren Stellen in Reihe geerdet werden, der Erdungsdraht sollte kurz und geleast sein, und die gitterartige großflächige Erdungsfolie sollte so weit wie möglich um die Hochfrequenzkomponente herum verwendet werden.

2) Der Erdungsdraht sollte so dick wie möglich sein. Wenn der Erdungskabel eine sehr enge Leitung verwendet, ändert sich das Erdungspotential mit der Änderung des Stroms, was die Geräuschschutzleistung verringert. Daher sollte der Erdungsdraht so verdickt werden, dass er dreimal den zulässigen Strom auf der Leiterplatte durchlaufen kann. Wenn möglich, sollte der Erdungsdraht 2~3mm oder mehr sein.

3) Der Erdungsdraht bildet eine geschlossene Schleife. Die Leiterplatte PCB, die nur aus digitalen Schaltungen besteht, deren Erdungskreislauf in eine Gruppe von Schleifen angeordnet ist, kann die Rauschfestigkeit meist verbessern.

(3) Eine der herkömmlichen Methoden des PCB-Designs zur Entkopplungskondensatorkonfiguration besteht darin, geeignete Entkopplungskondensatoren auf jedem Schlüsselteil der Leiterplatte zu konfigurieren. Die allgemeinen Konfigurationsprinzipien von Entkopplungskondensatoren sind:

1) Schließen Sie einen 10,100uf Elektrolytkondensator über den Stromeingang an. Wenn möglich, ist es besser, eine Verbindung mit 100uF oder mehr herzustellen.

2) Grundsätzlich sollte jeder integrierte Schaltungschip mit einem 0.01pF Keramikkondensator ausgestattet werden. Wenn der Abstand der Leiterplatte nicht ausreicht, kann ein 1-10pF Kondensator für jeden 4~8 Chip angeordnet werden.

3) Für Geräte mit schwacher Rauschfestigkeit und großen Stromversorgungsänderungen, wenn ausgeschaltet, wie RAM- und ROM-Speichergeräte, sollte ein Entkopplungskondensator direkt zwischen der Stromleitung und der Erdungsleitung des Chips angeschlossen werden.

4) Kondensatorleitungen können nicht zu lang sein, insbesondere Hochfrequenz-PCB-Bypass-Kondensatoren. Darüber hinaus sollten Sie auch auf die folgenden zwei Punkte achten:

Beim Kontakt mit der Leiterplatte Leiterplatten-Schütze, Relais, Tasten und andere Komponenten. Wenn sie betrieben werden, werden große Funkenentladungen erzeugt, und die RC-Schaltung in der Abbildung muss verwendet werden, um den Entladestrom zu absorbieren. Im Allgemeinen ist R 1,2K und C 2.2,47UF.

Die Eingangsimpedanz von CMOS ist sehr hoch und induktionsanfällig, so dass bei Verwendung der ungenutzte Anschluss geerdet oder an eine positive Stromversorgung angeschlossen werden muss.