Blog de PCB - Investigación sobre el diseño de PCB protel 99 se de alta frecuencia

Con el deSarrollo de la tecnología electrónica, Complejidad y ámbito de aplicación PCB Board (printed circuit boards) have developed rapidly. Diseñador de alta frecuencia PCB BoardDebe tener el conocimiento teórico básico correspondiente, Y debe tener una rica experiencia en la producción de alta frecuencia PCB Boards. Es decir,, Ya sea dibujo esquemático o diseño PCB Board, Debe tenerse en cuenta su entorno de trabajo de alta frecuencia., Tal ideal PCB Board Puede ser diseñado. En este trabajo se estudian algunos problemas en el diseño de PCB de alta frecuencia basado en protel99se desde dos aspectos de la disposición manual y el cableado de PCB de alta frecuencia..

1、Layout design
Although Protel 99 SE has Este function of automatic layout, No puede satisfacer plenamente las necesidades de trabajo del Circuito de alta frecuencia. Dependiendo de la situación, a menudo depende de la experiencia del diseñador, En primer lugar, utilice el método de diseño manual para optimizar y ajustar la ubicación de algunos componentes, A continuación, el diseño general del sistema se completa con el diseño automático. PCB Board. Si el diseño es razonable o no afecta directamente a la vida, Estabilidad, EMC (electromagnetic compatibility) of the product, Etc.., Debe considerarse la disposición general de la placa de circuito, Accesibilidad del cableado y PCB Board, Estructura mecánica, Disipación de calor, EMI ( Electromagnetic interference), Fiabilidad, Considerar exhaustivamente la integridad de la señal, Etc... Normalmente, Colocar primero los componentes en posiciones fijas relacionadas con las dimensiones mecánicas, Luego coloque componentes especiales y grandes, Colocar widget. Al mismo tiempo, Considerar los requisitos de cableado, Los componentes de alta frecuencia se colocarán de la manera más compacta posible., El cableado de la línea de señal debe ser lo más corto posible, Para reducir la interferencia cruzada de la línea de señal.

1.1 Placement of positioning inserts in relation to mechanical dimensions
Power sockets, Interruptor, Interfaz entre PCB Boards, Luz indicadora, Etc.. Todos los insertos de localización están relacionados con el tamaño mecánico. Normalmente, Fuente de alimentación y PCB Board Colocar en PCB Board, Debe haber una distancia de 3 mm a 5 mm desde el borde hasta el borde PCB BoardN. El LED indicador se colocará exactamente según sea necesario; Interruptores y algunos componentes de ajuste, Inductancia ajustable, Resistencia ajustable, Etc.. Debe colocarse cerca PCB Board Fácil de ajustar y conectar; Los componentes que deban sustituirse con frecuencia deberán colocarse en lugares con menos componentes para facilitar su sustitución..

1.2 Placement of special components
High-power tubes, Transformador, Los tubos rectificadores y otros dispositivos de calefacción generan una gran cantidad de calor cuando funcionan a alta frecuencia, Por lo tanto, la ventilación y la disipación de calor deben tenerse plenamente en cuenta en el diseño., Estos componentes deben colocarse en PCB Board Un lugar donde el aire es fácilmente circulable.. Posición. Los tubos rectificadores y reguladores de alta potencia estarán equipados con radiadores, Y manténgase alejado del transformador. Componente termofóbico, Por ejemplo, condensadores electrolíticos, También Manténgase alejado del dispositivo de calefacción, De lo contrario, el electrolito se secará, Aumento de la resistencia y mal rendimiento, Esto afectará la estabilidad del circuito. Componentes susceptibles a fallos, Tubo regulador, por ejemplo, Condensador electrolítico, Relé, Etc.., Debe tenerse en cuenta la facilidad de mantenimiento. Para los puntos de ensayo que a menudo requieren mediciones, Se debe tener cuidado al colocar los componentes para garantizar que las barras de ensayo sean fácilmente accesibles.. Debido a la generación de un campo magnético de fuga de 50 Hz dentro de la fuente de alimentación, Cuando está conectado a algunos componentes del amplificador de baja frecuencia, Interfiere con el amplificador de baja frecuencia. Por consiguiente,, Deben estar aislados o protegidos. De acuerdo con el esquema, todos los niveles del amplificador se pueden colocar en una línea recta. La ventaja de esta disposición es que la corriente de tierra en cada nivel se cierra y fluye en ese nivel, No afecta al funcionamiento de otros circuitos. Las etapas de entrada y salida deben ser lo más alejadas posible para reducir la interferencia parasitaria de acoplamiento entre ellas.. Considerar la relación de transmisión de señales entre los circuitos funcionales de cada unidad, Los circuitos de baja frecuencia y los circuitos de alta frecuencia también deben separarse, Los circuitos analógicos y digitales deben separarse. Los circuitos integrados se colocarán en PCB Board, Para facilitar la conexión de cableado entre cada pin y otros dispositivos. Los inductores y transformadores tienen Acoplamiento magnético y deben colocarse ortogonalmente para reducir el Acoplamiento magnético.. Además, Todos tienen campos magnéticos fuertes., Y debe haber un gran espacio adecuado o blindaje magnético alrededor de ellos para reducir el impacto en otros circuitos.

Se instalarán condensadores de desacoplamiento de alta frecuencia adecuados en las partes clave de los PCB. Por ejemplo, un Condensador electrolítico de 10 a 100 F debe estar conectado a la entrada de la fuente de alimentación de PCB y debe estar conectado a 0,01 PF cerca del pin de alimentación del circuito integrado. Condensador cerámico. Algunos circuitos también están equipados con choques adecuados de alta o baja frecuencia para reducir el impacto entre los circuitos de alta y baja frecuencia. Esto debe tenerse en cuenta al diseñar y dibujar el diagrama esquemático, de lo contrario el rendimiento del circuito se verá afectado. La distancia entre los componentes será adecuada, teniendo en cuenta la posibilidad de rotura o ignición entre los componentes. Para el amplificador con circuito push - pull y circuito Bridge, se debe prestar atención a la simetría de los parámetros eléctricos y la simetría de la estructura de los componentes, de modo que los parámetros de distribución de los componentes simétricos sean lo más coherentes posible. Una vez completado el diseño manual de los componentes principales, se utilizará el método de bloqueo de los componentes para que no se muevan durante el diseño automático. Es decir, ejecute el comando editar cambios o seleccione bloqueo en las propiedades del componente para bloquearlo y no moverlo más.

1.3 Placement of common components
For common components, Resistencias, por ejemplo, Condensador, Etc.., Debe considerarse en varios aspectos, Como la disposición ordenada de los componentes, Tamaño del espacio ocupado, Accesibilidad del cableado y conveniencia de la soldadura, Etc.., Y puede adoptar el método de diseño automático.

2. Design of wiring
Wiring is the general requirement for realizing high-frequency PCB Board Diseño basado en un diseño razonable. El enrutamiento incluye enrutamiento automático y enrutamiento manual. Normalmente, Independientemente del número de líneas de señal clave, Estas líneas de señal se encaminan primero manualmente. Una vez terminado el cableado, Compruebe cuidadosamente el cableado de estas líneas de señal. Después de pasar la Inspección, Son fijos., Luego enrutar automáticamente otros cables. Eso es, Combinación de cableado manual y automático para completar PCB Board.

En el proceso de cableado de alta frecuencia PCB Board, Debe prestarse especial atención a lo siguiente:.

2.1 The direction of wiring
The wiring of the circuit adopts a full straight line according to the flow direction of the signal, Cuando se necesita un giro, se puede hacer con una línea de 45° o una curva de arco, Puede reducir la transmisión externa y el acoplamiento mutuo de señales de alta frecuencia. El cableado de la línea de señal de alta frecuencia debe ser lo más corto posible. De acuerdo con la frecuencia de funcionamiento del circuito, Selección razonable de la longitud de la línea de señal, Puede reducir los parámetros de distribución y la pérdida de señal.. Cuando se hace un panel de doble cara, Cableado vertical, Indirect, O doblarse para Intersectar dos capas adyacentes. Evitar el paralelismo, Puede reducir la interferencia mutua y el acoplamiento parasitario. Las líneas de señal de alta frecuencia y las líneas de señal de baja frecuencia deben separarse en la medida de lo posible., Cuando sea necesario, deben adoptarse medidas de protección para evitar interferencias mutuas.. Para terminales de entrada de señal débiles, Susceptible a perturbaciones externas, El cable de tierra se puede utilizar como un cable blindado alrededor de él o como un conector de alta frecuencia blindado. Debe evitarse el paralelismo en el mismo plano horizontal, De lo contrario, se introducirán parámetros distribuidos, Esto afecta al circuito. Si es inevitable, Se puede introducir una lámina de cobre de puesta a tierra entre dos líneas paralelas para formar una línea de separación. En circuitos digitales, Para líneas de señal diferenciales, Deberían estar cableados en pares., Trate de mantenerlos paralelos y estrechamente unidos, Poca diferencia de longitud.

2.2 The form of wiring
In the wiring process of the PCB Board, La anchura de la traza está determinada por la fuerza adhesiva entre el conductor y el sustrato aislante y la fuerza de corriente que fluye a través del conductor.. Cuando el espesor de la lámina de cobre es 0.0,5 mm de ancho de 1 mm a 1 mm.5 mm, Corriente que puede pasar a través de 2a. La temperatura no será superior a 3 „. Excepto por algunas marcas especiales, La anchura de otras trazas en la misma capa debe ser lo más uniforme posible.. El espaciamiento del cableado en el circuito de alta frecuencia afectará la Capacitancia distribuida y la Inductancia, Por lo tanto, la pérdida de señal se ve afectada., Estabilidad del circuito y perturbaciones causadas por la señal. En el circuito de conmutación de alta velocidad, El espaciamiento de los cables afectará el tiempo de transmisión de la señal y la calidad de la forma de onda. Por consiguiente,, El espaciamiento del cableado debe ser mayor o igual a 0.5 mm, Siempre que se permita, the PCB Board El cableado debe ser relativamente amplio. Debe haber una cierta distancia entre la línea impresa y el borde PCB Board ((no inferior al espesor de la placa)), No sólo es fácil de instalar y procesar, También mejora el rendimiento de aislamiento. Cuando se encuentra una línea que sólo puede conectarse en un círculo grande en la línea, Uso de cables de vuelo, Eso es, Conexión directa con Líneas cortas para reducir la interferencia causada por el cableado de larga distancia. Los circuitos que contienen sensores magnéticos son más sensibles al campo magnético circundante, Cuando el circuito de alta frecuencia funciona, la esquina del cableado es fácil de irradiar ondas electromagnéticas.. No se permiten cruces en la misma capa. Para líneas que podrían cruzarse, Este problema se puede resolver mediante el uso de métodos de "perforación" y "devanado", Eso es, Permitir que un cable "perforar" fuera de la brecha debajo de los pines de otros dispositivos, como resistencias, Condensador, Triodo, etc., O "envolver" una línea que puede Intersectar un extremo de un cable. En circunstancias excepcionales, Si el circuito es muy complejo, Para simplificar el diseño, También se permite el uso de Saltadores para resolver problemas cruzados. Cuando la frecuencia de funcionamiento del Circuito de alta frecuencia es alta, También es necesario considerar el emparejamiento de impedancia y el efecto de antena del cableado..

2.3 Wiring requirements for power cables and ground cables
According to the size of different working current, Trate de aumentar el ancho del cable de alimentación. Alta frecuencia PCB Board En la medida de lo posible, se utilizarán cables de tierra de gran superficie y se colocarán en PCB Board, Puede reducir la interferencia de la señal externa en el circuito; Tensión cercana a la tensión de puesta a tierra. El modo de puesta a tierra debe seleccionarse en función de las circunstancias específicas.. Es diferente de los circuitos de baja frecuencia. El cable de tierra del Circuito de alta frecuencia debe estar conectado a tierra cerca o a tierra multipunto.. El cable de puesta a tierra debe ser corto y grueso para minimizar la Impedancia de puesta a tierra. El requisito de corriente permitida puede alcanzar tres veces el estándar de corriente de trabajo. El cable de tierra del altavoz debe estar conectado a PCB Board, No se permite la puesta a tierra arbitraria. Durante el cableado, Algunos cables razonables deben bloquearse a tiempo para evitar la duplicación de cables. Eso es, Ejecute el comando editar selectnet y seleccione Locked en las propiedades de pre - cableado para bloquearlo y no moverlo más.

3. Diseño de almohadillas y chapados de cobre

3.1 Pads and Apertures
In the case of ensuring that the wiring spacing does not violate the designed electrical spacing, Las almohadillas deben estar diseñadas para asegurar una anchura adecuada del anillo. Normalmente, El agujero interior de la almohadilla es ligeramente mayor que el diámetro del plomo del componente, Y el diseño es demasiado grande, Es fácil formar soldadura virtual en el proceso de soldadura. The outer diameter D of the pad is generally not less than (d+1.2) mm, Donde D es el diámetro interior de la almohadilla. Para algunas personas PCB BoardRelativamente alta densidad, the value of the pad can be (d+1.0) mm. La forma de la almohadilla suele ser redonda, Sin embargo, la forma de la pista se utiliza en la almohadilla de soldadura de los circuitos integrados empaquetados DIP, Esto aumenta el área de la almohadilla en un espacio limitado, Facilitar la soldadura de circuitos integrados. La conexión entre el cableado y la almohadilla debe ser una transición suave, Eso es, Cuando la anchura del cableado en la almohadilla circular sea inferior al diámetro de la almohadilla circular, Se debe utilizar el diseño de las gotas lacrimógenas. Tenga en cuenta que el diámetro interior de la almohadilla d varía en tamaño, El diámetro real del plomo del componente debe tenerse en cuenta., Por ejemplo, agujero de montaje, Agujeros de montaje y ranuras. El espaciamiento de los orificios de las juntas también debe considerarse de acuerdo con el método de instalación de los componentes reales.. Por ejemplo:, Componentes como resistencias, Diodo, Los condensadores tubulares se instalan de dos maneras: "vertical" y "horizontal".. La distancia entre los dos métodos es diferente. Además, El espaciamiento de los agujeros de la almohadilla debe diseñarse teniendo en cuenta los requisitos de separación entre los componentes., En particular, la brecha entre los componentes especiales debe garantizarse mediante la distancia entre las juntas.. En alta frecuencia PCB Board, El número de agujeros debe reducirse al mínimo., Esto no sólo reduce la Capacitancia distribuida, También puede aumentar PCB Board. En resumen, En el diseño de alta frecuencia PCB Board, Diseño y forma del cojín, El diámetro del agujero y la distancia entre los agujeros no deben tener en cuenta únicamente su particularidad., Al mismo tiempo, se cumplen los requisitos de la tecnología de producción.. El diseño estandarizado no sólo puede reducir el costo del producto, Y mejorar la eficiencia de la producción garantizando al mismo tiempo la calidad del producto.

3.2 Copper plating
The main purpose of copper coating is to improve the anti-interference ability of the circuit, Al mismo tiempo, Esto es bueno para la disipación de calor del motor PCB Board Y PCB Board. Sin embargo,, No se pueden utilizar láminas de cobre de gran área, Porque cuando PCB Board Uso prolongado, Producirá una gran cantidad de calor, La lámina de cobre de banda es fácil de expandir y caer. Lámina de cobre, Y conectar la red eléctrica con la red de puesta a tierra del circuito, Hacer que la red eléctrica tenga un mejor efecto de blindaje. El tamaño de la red está determinado por la frecuencia de interferencia que debe protegerse.. Una vez terminado el diseño de enrutamiento, Almohadillas y orificios, a DRC (Design Rule Check) should be performed. Las diferencias entre los dibujos de diseño y las reglas de definición se detallan en los resultados de la Inspección, Se puede encontrar una red no conforme. Sin embargo,, Antes de ejecutar el DRC, el DRC debe ser parametrizado antes del cableado, Eso es, Ejecutar el comando de verificación de reglas de diseño de herramientas.

4、Conclusion
The design of high-frequency circuit PCB Board Es un proceso complejo, Múltiples factores involucrados, Esto puede estar directamente relacionado con el rendimiento del Circuito de alta frecuencia. Por consiguiente,, Los diseñadores deben seguir estudiando y explorando en el trabajo práctico, Acumular experiencia, and combine new EDA (Electronic Design Automation) technology to design high-frequency circuit PCB Board Excelente rendimiento.