Noticias de PCB - Diseño de PCB de alta calidad

Este artículo sobre el diseño de PCB de alta calidad es un resumen de algunas experiencias en el diseño de pcb. El contenido de este artículo es principalmente adecuado para sistemas analógicos de alta precisión o sistemas digitales de baja frecuencia ( < 50 mhz).

1. diseño de componentes

Un diseño razonable de los componentes es la premisa básica para el diseño de dibujos de PCB de alta calidad. Los requisitos para el diseño de los componentes incluyen principalmente requisitos de instalación, fuerza, calor, señal y belleza.

1.1. instalación

Se refiere a una serie de bases propuestas para instalar sin problemas la placa de circuito en el gabinete, la carcasa, la ranura, etc., sin interferencias espaciales, cortocircuitos, etc., en aplicaciones específicas, y colocar el conector especificado en la posición designada en el Gabinete o la carcasa. Requisitos Ya no lo repito aquí.

1.2. fuerza

La placa de circuito debe ser capaz de soportar todo tipo de fuerzas externas y vibraciones durante la instalación y el Trabajo. Por lo tanto, la placa de circuito debe tener una forma razonable, y la ubicación de varios agujeros (agujeros de tornillo, agujeros de forma especial) en la placa debe estar razonablemente dispuesta. En general, la distancia entre el agujero y el borde de la placa debe ser al menos mayor que el diámetro del agujero. Al mismo tiempo, hay que tener en cuenta que las partes débiles de la placa causadas por agujeros de forma especial también deben tener suficiente resistencia a la flexión. Los conectores que se "extienden" directamente desde la carcasa del equipo hasta la placa deben estar razonablemente fijos para garantizar una fiabilidad a largo plazo.

1.3. calefacción

Para los dispositivos de alta potencia con fiebre severa, además de garantizar las condiciones de disipación de calor, también deben colocarse en su lugar. Especialmente en sistemas analógicos complejos, se debe prestar especial atención a los efectos adversos del campo de temperatura generado por estos dispositivos en los frágiles circuitos preamplificadores. Por lo general, las partes de gran potencia deben hacerse en un módulo separado y tomar ciertas medidas de aislamiento térmico entre el circuito de procesamiento de señales y el circuito de procesamiento de señales.

1.4. señales

La interferencia de señal es un factor importante a tener en cuenta en el diseño del diseño de pcb. Varios aspectos básicos son: el circuito de señal débil y el circuito de señal fuerte están separados o incluso aislados; La parte AC está separada de la parte dc; La parte de alta frecuencia está separada de la parte de baja frecuencia; Preste atención a la dirección de la línea de señal; Diseño del cable de tierra; Tomar las medidas adecuadas de blindaje y filtración. Estos se han enfatizado repetidamente en un gran número de trabajos, así que no voy a repetirlos aquí.

1.5. belleza

No solo debemos considerar la colocación ordenada y ordenada de los componentes, sino también la belleza y fluidez del cableado. Debido a que los laicos comunes a veces hacen más hincapié en los primeros para evaluar unilateralmente las ventajas y desventajas del diseño del circuito, para la imagen del producto, se debe dar prioridad a los primeros cuando los requisitos de rendimiento no son exigentes. Sin embargo, en ocasiones de alto rendimiento, si se debe utilizar una placa de doble cara y la placa de circuito también está encapsulada en ella y suele ser invisible, primero se debe enfatizar la estética del cableado. La siguiente sección detallará la "estética" del cableado.

2. principio de cableado

A continuación se detallan algunas medidas poco comunes de lucha contra las interferencias en la literatura. Teniendo en cuenta que todavía se utiliza un gran número de placas de doble cara en aplicaciones prácticas, especialmente en la producción de prueba de productos, los siguientes contenidos están dirigidos principalmente a placas de doble Cara.

2.1. evite los ángulos rectos al girar "estéticamente" en el cableado y trate de usar transiciones diagonales o curvas. El cableado debe ser ordenado y organizado centralmente, lo que no sólo puede evitar la interferencia mutua de señales de diferentes propiedades, sino también facilitar la inspección y modificación. Para los sistemas digitales, no es necesario preocuparse por la interferencia entre las líneas de señal (como las líneas de datos, las líneas de dirección) en el mismo campo, pero se deben usar de forma independiente señales de control como lectura, escritura y reloj para protegerse a través de líneas de tierra. Estación

Al colocar grandes áreas (se discutirá más a continuación), trate de mantener una distancia razonable e igual entre el cable de tierra (en realidad debe ser el "plano" del suelo) y el cable de señal, y trate de acercarse para evitar cortocircuitos y fugas.

Para los sistemas de corriente débil, el suelo y el cable de alimentación deben estar lo más cerca posible. En el caso de los sistemas que utilicen componentes de montaje superficial, el cable de señalización debe colocarse en la medida de lo posible por delante.

2.2. hay muchas discusiones sobre la importancia y los principios de disposición de los cables de tierra en la literatura de disposición de los cables de tierra, pero todavía faltan presentaciones detalladas y precisas de la disposición de los cables de tierra en los PCB reales. Mi experiencia es que para mejorar la fiabilidad del sistema (no solo hacer un prototipo experimental), el cable de tierra no se puede enfatizar demasiado de todos modos, especialmente en el procesamiento de señales débiles. Para ello, no debemos escatimar esfuerzos para aplicar el principio de "colocación a gran escala".

Al colocar el suelo, generalmente debe ser un suelo en forma de cuadrícula, a menos que el suelo disperso esté separado por otras líneas. Las propiedades térmicas y la conductividad eléctrica de alta frecuencia de la puesta a tierra en forma de cuadrícula son mucho mejores que las de todo el cable de tierra. En el cableado de placas dobles, a veces para cableado de líneas de señal, los cables de tierra deben separarse, lo que es extremadamente desfavorable para mantener una resistencia de tierra lo suficientemente baja. Para ello, es necesario adoptar una serie de enfoques "inteligentes" para garantizar la "fluidez" de la corriente de tierra. Estas tecnologías incluyen:

Utilice una gran cantidad de componentes de montaje de superficie para ahorrar espacio ocupado por los agujeros de soldadura que deberían pertenecer al cable de tierra. aproveche al máximo el espacio delantero: en el caso de una gran cantidad de componentes de montaje de superficie, trate de que el cable de señal llegue a la planta superior y entregue el Fondo al cable de Tierra "desinteresadamente". Esto implica innumerables pequeñas habilidades. Mi propio libro "una de las técnicas de pcb:" intercambiar Pins ", tiene una técnica, hay muchos hechizos similares que se escribirán en el futuro.

Organizar razonablemente las líneas de señal para "dar" a las líneas de tierra áreas importantes en la placa, especialmente el "interior" (comunicación relacionada con toda la línea de tierra de la placa). Esto todavía se puede lograr con un diseño cuidadoso.

Coordinación de la parte delantera y trasera: a veces en un lado de la placa de circuito, el cable de tierra realmente "no tiene posición". En este momento, trate de coordinar los cables de ambos lados. En la posición correspondiente, deje suficiente suelo para colocar el suelo y luego cruce el número suficiente y la ubicación razonable de los agujeros de cruce (teniendo en cuenta la gran resistencia de los agujeros de cruce) a través de la línea de señal a cruzar por el "puente". las dos orillas del Estrecho de taiwán, obligadas a dividirse pero reacias, quieren la reunificación. Conectado a un todo con suficiente conductividad eléctrica.

Número de perros que saltan de la pared: cuando el enorme cable de tierra es cortado por un pequeño cable de señal, porque no puedo salir de este lugar, agravio la señal y uso el cable de salto. A veces, no quiero tirar de solo un cable desnudo. Esta señal pasa precisamente por resistencias u otros dispositivos de "piernas largas". Puedo extender razonablemente el pin de este dispositivo para que sirva como saltador. No solo pasa por la señal, sino que también evita el nombre indecente del saltador: - (por supuesto, en la mayoría de los casos siempre puedo dejar que esa señal pase por el lugar adecuado y evitar cruzar el suelo. lo único que se necesita es observación e imaginación.

Principio mínimo: la ruta de la corriente de tierra debe ser razonable, y la corriente de señal grande y débil no debe estar lado a lado. A veces, al elegir un camino razonable, una fila de líneas de fondo vale la pena un ejército con una configuración irrazonable.

Por cierto, le sigue un famoso dicho: "puedes confiar en tu madre, pero nunca en tu tierra". En el caso de un procesamiento de señales extremadamente débil (por debajo del microvolt), incluso si el potencial de tierra se mantiene consistente por medios desenfrenados, la diferencia de potencial de tierra en los puntos clave del circuito debe superar la amplitud de la señal procesada, al menos la misma magnitud, incluso si el potencial estático es adecuado, la diferencia de potencial instantáneo puede ser grande. Para este caso, en primer lugar, en principio, el funcionamiento del circuito debe ser lo más independiente posible del potencial de tierra.

2.3. la literatura general sobre el diseño del cable de alimentación y la filtración del cable de Alimentación cree que el cable de alimentación debe ser lo más grueso posible, pero no estoy del todo de acuerdo. Solo con alta potencia (la corriente media de la fuente de alimentación puede alcanzar el 1a en 1 segundo) es necesario garantizar un ancho suficiente del cable de alimentación (según mi experiencia, cada corriente 1a correspondiente a 50 mils puede satisfacer las necesidades en la mayoría de las ocasiones). Si solo se trata de evitar interferencias de señal, entonces el ancho del cable de alimentación no es importante. ¡Incluso, ¡ a veces un cable de alimentación más fino es más beneficioso! La calidad de la fuente de alimentación generalmente no radica en su valor absoluto, sino en las fluctuaciones y la interferencia superpuesta de la fuente de alimentación. ¡¡ la clave para resolver la interferencia eléctrica es el condensadores de filtro! ¡Si su aplicación tiene requisitos exigentes para la calidad de la energía, ¡ no ahorre dinero en condensadores de filtro! Al usar condensadores de filtro, preste atención a los siguientes puntos:

La entrada de potencia de todo el circuito debe tener medidas de filtrado "totales", varios tipos de condensadores deben coincidir entre sí, "lo mismo no puede ser menos", al menos no está mal. Para los sistemas digitales, al menos 100 UF electrolisis + 10 UF tabletas de tantalio + 0,1 UF parches + 1nf parches. Alta frecuencia (100 khz) 100uf electrolisis + 10uf Tantalum + 047uf chip + 0,1uf chip. Sistema de simulación de ca: adecuado para sistemas de simulación de corriente continua y baja frecuencia: 1000uf | 1000uf electrolisis + 10uf Tantalum + 1uf chip + 0,1uf chip.

Cada chip importante debe tener un conjunto de condensadores de filtro. Para los sistemas digitales, un parche de 0,1uf suele ser suficiente. Los chips de corriente de trabajo importantes o mayores también deben combinarse con parches de tantalio 10uf o 1uf, y los chips de alta frecuencia (cpu, cristales) también deben combinarse con 10 NF | 470pf o 1nf. Los condensadores deben estar lo más cerca posible del pin de alimentación del CHIP y conectarse lo más directamente posible. Cuanto más pequeño sea el capacitor, más cerca debe estar.

Para los condensadores de filtro de chip, la parte dentro (del condensadores de filtro al pin de alimentación del chip) debe ser lo más gruesa posible, y es mejor usar varios cables finos uno al lado del otro. En el caso de que los condensadores de filtro proporcionen una fuente de voltaje de baja resistencia (ac) y supriman la interferencia de acoplamiento ac, el cable de alimentación fuera del pin del capacitor (refiriéndose a la parte desde la fuente de alimentación principal hasta el capacitor de filtro) no es tan importante. El ancho de la línea no necesita ser demasiado grueso, al menos no necesita ocupar una gran cantidad de área de la placa para esto. Algunos sistemas analógicos también requieren que la entrada de energía utilice una red de filtros RC para inhibir aún más la interferencia, y las líneas de alimentación más finas a veces solo duplican la resistencia en los filtros rc, lo cual es beneficioso.

Para los sistemas con un amplio rango de temperatura de trabajo, se debe tener en cuenta que el rendimiento de los condensadores electroliticos de aluminio se reducirá o incluso perderá el efecto de filtración a bajas temperaturas. En este momento, se deben utilizar condensadores de tantalio adecuados. Por ejemplo, reemplazar 470uf Aluminium | 1000uf Aluminium por 100uf Tantalum o reemplazar 100uf Aluminium por 22uf Tantalum flake. tenga cuidado de no acercar demasiado los condensadores electroliticos de aluminio a los dispositivos de calentamiento de alta potencia.