Leiterplattentechnisch - Verstehen Sie die Designprinzipien von PCBA-Leiterplatten

Der grundlegende Prozess kann in drei Schritte unterteilt werden: PCB-Schaltplan-Design, Netzlistenerzeugung, und Leiterplattendesign. Ob es sich um das Layout der Leiterplattenkomponenten auf der Platine oder den Leiterplatten-Leiterbahnen, etc., es gibt spezifische Anforderungen.

Beispielsweise sollte die Ein- und Ausgangsverdrahtung so weit wie möglich vermieden werden, um Störungen zu vermeiden. Die parallele Verlegung der beiden Signalleitungen muss durch den Massedraht getrennt werden, und die Verdrahtung zweier benachbarter Schichten sollte möglichst senkrecht zueinander sein. Eine parasitische Kopplung tritt wahrscheinlich parallel auf. Strom- und Erdungsdrähte sollten so weit wie möglich in zwei Schichten getrennt werden, um senkrecht zueinander zu stehen. In Bezug auf die Linienbreite kann ein breiter Erdungskabel als Schleife für die digitale Schaltungsplatine verwendet werden, um ein Erdungsnetzwerk zu bilden (analoge Schaltungen können auf diese Weise nicht verwendet werden), und eine große Fläche von Kupfer wird verwendet.

Der folgende Artikel erläutert die Prinzipien und einige Details, die beim PCB-Design der Mikrocontroller-Steuerplatine beachtet werden müssen.

1. Layout der Leiterplattenkomponenten

Im Layout der Komponenten sollten die zugehörigen Komponenten so nah wie möglich platziert werden. Zum Beispiel sind der Taktgenerator, der Kristalloszillator und der Takteingang der CPU alle anfällig für Rauschen, also sollten sie näher platziert werden.

Für Geräte, die anfällig für Geräusche sind, Leiterplattenstrom Schaltungen, Hochstromschaltkreise, etc., keep them away from the logic control circuit and storage circuit (ROM, RAM) of the microcontroller as much as possible. Wenn möglich, Diese Schaltungen können zu Schaltungen gemacht werden. Board, Dies ist förderlich für Interferenzschutz und verbessert die Zuverlässigkeit der Schaltungsarbeit.

2. Entkopplungskondensator

Versuchen Sie, Entkopplungskondensatoren neben Schlüsselkomponenten wie ROM, RAM und anderen Chips zu installieren. Tatsächlich können Leiterplatten-Leiterplatten-Leiterbahnen, Pin-Verbindungen und Verkabelungen usw. große Induktivitätseffekte enthalten. Große Induktivität kann zu starken Schaltrauschspitzen auf der Vcc-Spur führen.

Die einzige Möglichkeit, Schaltrauschspitzen auf Vcc-Leiterbahnen zu verhindern, besteht darin, einen 0,1uF elektronischen Entkopplungskondensator zwischen VCC und Strommasse zu platzieren. Werden Oberflächenbauteile auf der Leiterplatte verwendet, können Chipkondensatoren direkt an den Bauteilen eingesetzt und auf dem Vcc-Pin befestigt werden.

Es ist am besten, Keramikkondensatoren zu verwenden, da diese Art von Kondensator einen geringeren elektrostatischen Verlust (ESL) und eine hohe Frequenzimpedanz hat, und die Temperatur und Zeit der dielektrischen Stabilität dieser Art von Kondensator sind auch sehr gut. Versuchen Sie, keine Tantalkondensatoren zu verwenden, da ihre Impedanz bei hohen Frequenzen höher ist.

Achten Sie beim Aufstellen von Entkopplungskondensatoren auf folgende Punkte:

3. Leiterplattendesign

Im PCB-Einzelchip-Mikrocomputer-Steuersystem gibt es viele Arten von Massedrähten, wie Systemerde, Schirmerde, Logikgerde, analoge Masse usw. Das vernünftige Layout des Massedrahts bestimmt die Störfestigkeit der Leiterplatte. Beim Entwerfen des Erdungsdrahts und des Erdungspunktes der Leiterplatte sollten die folgenden Probleme berücksichtigt werden:

4. andere

Zusätzlich zum Layout der Stromleitung sollte die Breite der Leiterbahn entsprechend der Stromgröße so dick wie möglich sein. Im PCB-Layout-Design sollte die Routingrichtung der Stromleitung und der Erdungsleitung mit der der Datenleitung übereinstimmen. Verwenden Sie schließlich Erdungskabel, um die Unterseite der Leiterplatte abzudecken, wo keine Spuren vorhanden sind. Diese Methoden tragen alle dazu bei, die Störfestigkeit der Schaltung zu verbessern.

Die Breite der Datenleitung sollte 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 ein Durchgang auf der Leiterplatte 10pF des Kapazitätseffekts bewirkt, Dies führt zu viel Interferenz für Hochfrequenz-PCB-Schaltungen, bei der Gestaltung der Leiterplattenlayout, die Anzahl der Durchkontaktierungen sollte so weit wie möglich reduziert werden. Darüber hinaus, Zu viele Durchkontaktierungen verringern auch die mechanische Festigkeit der Leiterplatte.