Diseño electrónico - Principios básicos del diseño de dibujos de placas de PCB

Este artículo presenta principalmente los principios básicos y las precauciones del diseño de PCB en el diseño de pcb. Sabemos que un instrumento y equipo con un excelente rendimiento, además de seleccionar componentes de alta calidad y circuitos razonables, el diseño de la placa de circuito impreso y la estructura correcta del diseño de PCB en la dirección de conexión eléctrica son las cuestiones clave para determinar si el instrumento puede funcionar de manera confiable. Para circuitos con los mismos componentes y parámetros, se producen diferentes resultados debido al diseño del PCB de diseño del componente y las diferentes direcciones de conexión eléctrica, y los resultados pueden ser muy grandes. La diferencia. Por lo tanto, es necesario combinar los tres aspectos de cómo diseñar correctamente el diseño de PCB del diseño de los componentes de la placa de circuito impreso, la elección correcta de la dirección de cableado y la estructura de proceso del instrumento general. Una estructura de proceso razonable puede eliminar la interferencia acústica causada por el cableado inadecuado y, al mismo tiempo, facilitar la instalación, puesta en marcha y mantenimiento en la producción de pcb.

A continuación abordaremos las cuestiones mencionadas. Debido a que una buena "estructura" no tiene una "definición" estricta ni un "modelo", las siguientes discusiones se utilizan solo como introducción y solo como referencia. La estructura de cada instrumento debe adoptar el esquema de diseño de PCB estructural correspondiente de acuerdo con los requisitos específicos (rendimiento eléctrico, instalación estructural general y requisitos de diseño de paneles), y comparar y modificar repetidamente varios esquemas de diseño de PCB factibles.

Estructura del sistema de selección de la estructura de cableado de la fuente de alimentación del tablero de PCB y el bus de tierra: los circuitos analógicos y digitales tienen muchas similitudes y diferencias en los métodos de cableado del diseño de PCB y el diseño de componentes. En circuitos analógicos, debido a la presencia de amplificadores, un voltaje de ruido muy pequeño generado por el cableado puede causar una grave distorsión de la señal de salida. En los circuitos digitales, la tolerancia al ruido ttl es de 0,4v a 0,6v, y la tolerancia al ruido CMOS es de 0,3 de vcc. 0,45 veces, por lo que los circuitos digitales tienen una fuerte capacidad anti - interferencia.

La selección racional de una buena fuente de alimentación y modo de autobús de tierra es una garantía importante para el funcionamiento confiable del instrumento. Un número considerable de fuentes de interferencia se producen a través de la fuente de alimentación y el bus de tierra, de las cuales la interferencia acústica causada por el cable de tierra es la mayor.

I. principios básicos y requisitos del diseño de dibujos de placas de PCB

1. el diseño de PCB de la placa de PCB comienza determinando el tamaño de la placa. El tamaño de la placa de PCB está limitado por el tamaño de la carcasa del gabinete. Conectores, enchufes u otras placas de pcb). Las placas de PCB y los componentes externos generalmente se conectan a través de cables de plástico o cables de aislamiento metálico. Pero a veces el PCB está diseñado en forma de enchufe. es decir: para instalar el tablero de PCB enchufable en el dispositivo, hay que dejar una posición de contacto como enchufe.

Para los componentes más grandes instalados en placas de pcb, se deben agregar accesorios metálicos para sujetarlos para mejorar la resistencia a la vibración y el impacto.

2. métodos básicos para el diseño de PCB de dibujos de líneas

En primer lugar, es necesario tener una comprensión completa de las especificaciones, dimensiones y áreas de los componentes seleccionados y varios enchufes; Considere la ubicación de cada componente de manera razonable y cuidadosa, principalmente desde la perspectiva de la compatibilidad electromagnética y la antiinterferencia. Se consideran líneas cortas, menos cruces, fuentes de alimentación, rutas de tierra y desacoplamiento. Después de determinar la ubicación de cada componente, es la conexión de cada componente. Conecte los pines relevantes de acuerdo con el diagrama de circuito. Hay muchas maneras de completar el diseño de PCB de los circuitos impresos. Hay dos métodos de diseño de PCB asistido por computadora y diseño de PCB manual.

Lo más original es organizar el diseño a Mano. Esto es más laborioso y suele requerir varias iteraciones para completarlo. también es posible sin otros dispositivos de dibujo. Este método de diseño manual también es muy útil para los diseñadores que acaban de aprender los dibujos de la placa de circuito impreso. Dibujo asistido por computadora, ahora hay muchos tipos de software de dibujo, con diferentes funciones, pero en general, el dibujo y la modificación son más convenientes y se pueden guardar e imprimir.

A continuación, se determinan las dimensiones necesarias de la placa de PCB y, de acuerdo con el esquema, se determina inicialmente la ubicación de cada componente, y luego se hace que el diseño sea más razonable después de un ajuste continuo. Los arreglos de cableado entre los componentes de la placa de circuito impreso son los siguientes:

(1) no se permiten circuitos cruzados en circuitos impresos. Para las líneas que pueden cruzarse, se pueden usar "perforar" y "enredarse" para resolverlas. Es decir, dejar que un cable "perfore" la brecha debajo de otras resistencias, condensadores y pines de tripolar, o "rodee" desde un extremo del cable que puede cruzarse. En casos especiales, cómo los circuitos son complejos, para simplificar el diseño de los pcb, también se permite el uso de puentes de cable para resolver problemas de circuitos cruzados.

(2) componentes como resistencias, diodos y condensadores tubulares se pueden instalar de forma "vertical" y "horizontal". El tipo vertical se refiere a la instalación y soldadura del cuerpo principal del componente perpendicular a la placa de circuito, que tiene la ventaja de ahorrar espacio. El tipo horizontal se refiere a la instalación y soldadura del cuerpo del componente en paralelo y cerca de la placa de circuito, y su ventaja es que la resistencia mecánica de la instalación del componente es mejor. Para estos dos componentes de instalación diferentes, la distancia entre los agujeros de los componentes en la placa de PCB es diferente.

(3) el punto de tierra del Circuito de la misma etapa debe estar lo más cerca posible, y el capacitor de filtro de potencia del Circuito de la etapa también debe estar conectado al punto de tierra de la etapa. En particular, la base y el punto de tierra del emisor de un transistor de este nivel no pueden estar demasiado lejos, de lo contrario la lámina de cobre entre los dos puntos de tierra será demasiado larga, lo que causará interferencia y excitación. El uso de tales circuitos de "un punto a tierra" funcionará mejor. Estable y no fácil de motivarse a sí mismo.

2. en el diseño de dibujos de placas de pcb, se deben prestar atención a los siguientes puntos.

1. dirección del cableado: desde el punto de vista de la superficie de soldadura, la disposición de los componentes debe ser lo más consistente posible con el esquema. La Dirección de cableado es preferiblemente la misma que la dirección de cableado del diagrama de circuito. Debido a que durante el proceso de producción, generalmente es necesario probar varios parámetros de la superficie de soldadura, esto facilita la inspección, puesta en marcha y mantenimiento durante el proceso de producción (nota: esto se refiere a cumplir con los requisitos de rendimiento del circuito y instalación de toda la máquina y diseño del panel).

2. la disposición y distribución de los componentes debe ser razonable y uniforme, esforzándose por tener una estructura ordenada, hermosa y estricta.

3. método de colocación de resistencias y diodos: hay dos tipos: colocación horizontal y colocación vertical:

(1) acostarse boca abajo: cuando el número de componentes del circuito es pequeño y el tamaño de la placa de circuito es grande, generalmente es mejor acostarse boca abajo; Para resistencias inferiores a 1 / 4w, la distancia entre las dos almohadillas es general. Tome 4 / 10 pulgadas, cuando la resistencia de 1 / 2w se coloca, la distancia entre las dos almohadillas suele ser de 5 / 10 pulgadas; Cuando los diodos se colocan normalmente, los tubos rectificadores de la serie 1n400x generalmente requieren 3 / 10 pulgadas; Los tubos rectificadores de la serie 1n540x generalmente utilizan de 4 a 5 / 10 pulgadas.

(2) instalación vertical: cuando el número de componentes del circuito es grande y el tamaño de la placa de circuito no es grande, generalmente se adopta la instalación vertical, y la distancia entre las dos almohadillas cuando se instala verticalmente es generalmente de 1 a 2 / 10 pulgadas.

4. potenciómetro: principio de colocación del soporte IC

(1) potenciómetro: se utiliza para ajustar el voltaje de salida en el regulador de voltaje, por lo que el Potenciómetro diseñado por el PCB debe ajustarse completamente en el sentido de las agujas del reloj cuando el voltaje de salida aumenta, mientras que el voltaje de salida del regulador en sentido contrario a las agujas del reloj disminuye cuando el voltaje de salida disminuye; El Potenciómetro en el dispositivo en la carga de corriente constante ajustable se utiliza para ajustar el tamaño de la corriente de carga. Cuando el Potenciómetro de diseño del PCB debe ajustarse completamente en el sentido de las agujas del reloj, la corriente aumentará.

El Potenciómetro debe colocarse en una posición que cumpla con los requisitos de instalación estructural de toda la máquina y disposición del panel. Por lo tanto, debe colocarse en la medida de lo posible en el borde de la placa, girando el mango hacia afuera.

(2) soporte ic: al diseñar el dibujo del tablero de pcb, al usar el soporte ic, preste especial atención a si la ranura de posicionamiento en el soporte IC se coloca en la posición correcta y si el pin IC es correcto, por ejemplo, solo se puede usar el primer pin. Se encuentra en la esquina inferior derecha o superior izquierda del enchufe ic, cerca de la ranura de posicionamiento (desde la superficie de soldadura).