Diseño electrónico - Conocimientos de cableado de placa de circuito impreso

Sé que mucha gente ha hablado de la experiencia del cableado del placa de circuito impreso, pero aquí quiero compartir mis propios sentimientos, que son ligeramente diferentes de los de otros maestros. Espero que les guste a todos.

El proceso básico de diseño de placa de circuito impreso que generalmente me gusta es el siguiente: Preparación preliminar -> diseño de la estructura de la PCB-> disposición de la PCB-> cableado -> optimización del cableado y serigrafía -> inspección de la red y DRC e inspección de la estructura -> fabricación de la placa.

Primero: preparación preliminar. Esto incluye la preparación de bibliotecas de componentes y esquemas. «Si quieres hacerlo bien, primero debes afilar tus herramientas». Para hacer una buena placa, además de diseñar los principios, hay que dibujar bien.Antes de proceder al diseño de la placa de circuito impreso, hay que preparar la biblioteca de componentes esquemáticos SCH y la biblioteca de componentes placa de circuito impreso.La biblioteca de componentes puede utilizar la propia biblioteca de Peotel,pero suele ser difícil encontrar una adecuada. Lo mejor es hacer su propia biblioteca de componentes basándose en los datos de tamaño estándar del dispositivo seleccionado. En principio, haga primero la biblioteca de componentes placa de circuito impreso y, a continuación, la biblioteca de componentes SCH. Los requisitos de la biblioteca de componentes placa de circuito son elevados, lo que afecta directamente a la instalación de la placa; los requisitos de la biblioteca de componentes SCH son relativamente laxos, siempre que preste atención a la definición de los atributos de los pines y a la relación correspondiente con los componentes placa de circuito. PD: Preste atención a los pines ocultos en la biblioteca estándar. Después de esto se diseña el diagrama esquemático, y cuando está hecho, está listo para empezar el diseño de la placa de circuito impreso.

Segundo: Diseño de la estructura de la placa de circuito impreso.En este paso, dibuje la superficie de la placa de circuito en el entorno de diseño de placas de circuito impreso de acuerdo con el tamaño determinado de la placa de circuito impreso y varios posicionamientos mecánicos, y coloque los conectores, botones/interruptores, orificios para tornillos, orificios de montaje, etc. necesarios de acuerdo con los requisitos de posicionamiento. También hay que tener en cuenta y determinar el área de cableado y el área de no cableado (por ejemplo, cuánta área alrededor del orificio del tornillo pertenece al área de no cableado).

Tercero: diseño de la placa de circuito impreso. En pocas palabras, el diseño consiste en colocar los dispositivos en la placa.En este momento,si todos los preparativos mencionados anteriormente están hechos,puedes generar el netlist (Design->Create Netlist) en el esquema, y luego importar el netlist (Design->Load Nets) en el diagrama de la placa de circuito.Puedes ver toda la pila de dispositivos chocando,y hay hilos voladores entre los pines para indicar la conexión.Entonces puedes maquetar el dispositivo.

El trazado general se realiza de acuerdo con los siguientes principios:

1.De acuerdo con la división razonable de rendimiento eléctrico, por lo general se divide en: área de circuito digital (es decir, miedo a la interferencia y la interferencia), área de circuito analógico (miedo a la interferencia), área de accionamiento de potencia (fuente de interferencia);

2.Los circuitos que completan la misma función deben colocarse lo más cerca posible, y los componentes deben ajustarse para garantizar la conexión más concisa; al mismo tiempo, ajustar la posición relativa entre los bloques funcionales para que la conexión entre los bloques funcionales sea lo más concisa posible;

3.Para los componentes de alta calidad, se debe considerar la ubicación de la instalación y la resistencia de la instalación; los componentes de calefacción se deben colocar separados de los componentes sensibles a la temperatura, y se deben considerar medidas de convección térmica cuando sea necesario;

4.El dispositivo de accionamiento de E/S está lo más cerca posible del borde de la placa impresa y del conector de salida;

5.El generador de reloj (como: oscilador de cristal u oscilador de reloj) debe estar lo más cerca posible del dispositivo que utiliza el reloj;

6.Entre el pin de entrada de alimentación de cada circuito integrado y la masa, un condensador de desacoplamiento (generalmente se utiliza un condensador monolítico con buen rendimiento de alta frecuencia); cuando el espacio de la placa es denso, también se pueden añadir alrededor de varios circuitos integrados condensadores de Tantalio.

7.Debe añadirse un diodo de descarga a la bobina del relé (1N4148 es suficiente);

8.Los requisitos de la disposición deben ser equilibrados, densos y ordenados, no sobrecargados ni pesados.

Hay que prestar especial atención. Al colocar los componentes, hay que tener en cuenta el tamaño real de los mismos (superficie ocupada y altura) y la posición relativa entre los componentes para garantizar el rendimiento eléctrico de la placa de circuito y la viabilidad de la producción e instalación Al mismo tiempo que la comodidad, la colocación de los componentes debe modificarse adecuadamente bajo la premisa de garantizar que se puedan reflejar los principios anteriores para que queden ordenados y bonitos. Por ejemplo, los mismos componentes deben colocarse ordenadamente y en la misma dirección.

Este paso está relacionado con la imagen general de la placa y la dificultad del cableado en el siguiente paso, por lo que hay que tener en cuenta un poco de esfuerzo. En el momento de la disposición, se puede hacer el cableado preliminar y considerar plenamente los lugares que no están seguros al respecto.

Cuarto: el cableado.El cableado es el proceso más importante de todo el diseño de la placa de circuito impreso.Afectará directamente al rendimiento de la placa circuito impreso. En el proceso de diseño de circuito impreso, generalmente hay tres divisiones de cableado: en primer lugar, el cableado, que es el requisito más básico para el diseño de circuito impreso. Si las líneas no están conectadas y hay líneas volantes por todas partes, será una placa de calidad inferior, y se puede decir que aún no ha empezado. El segundo es la satisfacción del rendimiento eléctrico. Esta es una medida de si una placa de circuito impreso está calificada. Esto es después de la implementación, ajustar cuidadosamente el cableado, de modo que pueda lograr el mejor rendimiento eléctrico. Luego viene la estética. Si su cableado está bien dispuesto, no hay nada que afecte al rendimiento del aparato eléctrico, pero a primera vista es desordenado, además de colorido y vistoso, entonces no importa lo bueno que sea su rendimiento eléctrico, sigue siendo una basura a los ojos de los demás. Esto conlleva grandes inconvenientes para las pruebas y el mantenimiento. El cableado debe ser ordenado y uniforme, no entrecruzado y desordenado. Todo ello debe conseguirse al tiempo que se garantiza el rendimiento de los aparatos eléctricos y se satisfacen otros requisitos individuales; de lo contrario, será el fin del día.

Por supuesto, hay otras cosas que merecen nuestra atención:

1Generalmente,la línea de alimentación y la línea de tierra deben cablearse primero para asegurar el rendimiento eléctrico de la placa de circuito. 

Dentro del rango permitido por las condiciones, intente ampliar la anchura de las líneas de alimentación y de tierra, preferiblemente la línea de tierra es más ancha que la línea de alimentación,su relación es: línea de tierra>línea de alimentación>línea de señal, normalmente la anchura de la línea de señal: 0.2 ~ 0.3mm, La anchura más pequeña puede llegar a 0,05～0,07mm, y el cable de alimentación es generalmente de 1.2～2.5mm.

2.Utilice cableado polilínea de 45o tanto como sea posible,no polilínea de 90o para reducir la radiación de señales de alta frecuencia;(las líneas con altos requisitos también deben utilizar líneas de doble curvatura)

3.No forme un bucle en ninguna línea de señal.Si es inevitable,el bucle debe ser lo más pequeño posible;las vías de la línea de señal deben ser las menos posibles.

4.Cablee de antemano las líneas con requisitos estrictos (como las líneas de alta frecuencia) y evite que las líneas de borde del extremo de entrada y del extremo de salida sean adyacentes y paralelas para evitar interferencias por reflexión. Si es necesario, debe añadirse un cable de tierra para el aislamiento,y el cableado de dos capas adyacentes debe ser perpendicular entre sí.Es fácil que se produzca acoplamiento parásito en paralelo.

5.La carcasa del oscilador está conectada a tierra, y la línea de reloj debe ser lo más corta posible, y no debe trazarse por todas partes.El área bajo el circuito de oscilación del reloj y el circuito lógico especial de alta velocidad debe ampliarse, y no deben utilizarse otras líneas de señal para que el campo eléctrico circundante se aproxime a cero.