Conception électronique - Introduction aux circuits imprimés PCB

Conception préliminaire des opérations de simulation de PCB pour s'assurer que le schéma de circuit conçu peut fonctionner correctement, la simulation doit d'abord être effectuée à l'aide d'un logiciel informatique. Ce type de logiciel peut lire des dessins de conception et afficher le fonctionnement du circuit de différentes manières.

C'est plus efficace que de faire un échantillon de PCB et d'utiliser ensuite une mesure manuelle.

La façon dont les pièces sont placées sur le PCB dépend de la façon dont elles sont connectées. Ils doivent être connectés au chemin de la manière la plus efficace possible. Par câblage efficace, on entend que plus les conducteurs sont courts, plus le nombre de couches est faible (ce qui réduit également le nombre de trous de guidage), mieux c'est, mais dans le câblage réel, nous mentionnerons ce problème. C'est à quoi ressemble le bus lorsqu'il est connecté à un PCB.

Pour que les éléments aient un câblage parfait, l'emplacement du placement est très important. Possibilité de tester le câblage et le bon fonctionnement à haute vitesse. Certains logiciels informatiques d'aujourd'hui peuvent vérifier que l'emplacement de chaque composant est correctement connecté ou vérifier qu'il fonctionne correctement avec un fonctionnement à haute vitesse. Cette étape s'appelle organiser les pièces, mais nous ne les étudierons pas trop en profondeur.

Si la conception du circuit est problématique, il est également possible de réarranger la position des éléments avant d'exporter le circuit sur site.

Les connexions dans la vue d'ensemble du câblage sur le PCB exporté ressemblent maintenant au câblage sur site. Cette étape est généralement entièrement automatisée, mais nécessite souvent des modifications manuelles de certaines pièces. Il s'agit d'un modèle de fil métallique de 2 étages. Les lignes rouges et bleues représentent respectivement la couche d'éléments et la couche de soudure du PCB. Le texte blanc avec quatre carrés indique les versions à l'écran des différentes surfaces d'impression du logo. Les points rouges et les cercles représentent les trous de forage et de guidage. Sur le côté droit, nous pouvons voir un doigt d'or sur la surface soudée du PCB.

Le composant final d'un PCB est souvent appelé film de travail (œuvre d'art). Chaque conception doit répondre à une série d'exigences, telles que l'espace minimum entre les lignes, la largeur minimale des lignes et d'autres limitations pratiques similaires. Ces dispositions varient en fonction de facteurs tels que la vitesse du circuit, l'intensité du signal transmis, la sensibilité du circuit à la consommation d'énergie et au bruit, et la qualité des matériaux et des équipements fabriqués. Si l'intensité du courant augmente, l'épaisseur du fil doit également augmenter. Afin de réduire le nombre de couches tout en réduisant les coûts des PCB, il est également important de noter si ces dispositions restent cohérentes.

Si une structure de plus de 2 couches est nécessaire, une couche de puissance et une couche de terre sont généralement utilisées pour empêcher les signaux de transmission sur la couche de signal d'être affectés et peuvent servir de blindage pour la couche de signal.

Test de circuit arrière du fil pour confirmer que le fil peut fonctionner correctement après le fil, il est nécessaire de passer le test final.

Ce test permet également de vérifier la présence d'une connexion incorrecte et tous les tests en ligne suivent l'aperçu.

Établissement de la documentation de production comme il existe de nombreux outils Cao pour la conception de PCB, les fabricants doivent disposer d'une documentation conforme aux normes pour fabriquer des cartes. Il existe plusieurs spécifications standard, mais la plus couramment utilisée est la spécification de fichier gerber. Un ensemble de fichiers gerber comprend un plan de chaque signal, alimentation et plan de masse, un plan de la surface d'impression de la couche de soudure par résistance et du gabarit, ainsi que des fichiers spécifiés tels que le forage et l'extraction.

Problèmes de compatibilité électromagnétique les appareils électroniques qui ne sont pas conçus selon les spécifications CEM (compatibilité électromagnétique) peuvent émettre de l'énergie électromagnétique et interférer avec les appareils à proximité. La CEM impose des limites maximales aux interférences électromagnétiques (EMI), aux champs électromagnétiques (EMF) et aux interférences radiofréquences (RFI). Cette disposition garantit le bon fonctionnement des appareils électriques et autres à proximité. La CEM limite strictement l'énergie diffusée ou transmise à d'autres dispositifs et vise à réduire l'intensité d'aimantation des CEM externes, EMI, RFI, etc. en d'autres termes, l'objectif de ce règlement est d'empêcher l'entrée ou l'émission d'énergie électromagnétique à travers les dispositifs. C'est en fait un problème difficile à résoudre. Ces problèmes sont généralement résolus principalement en utilisant une alimentation et un plan de masse, ou en plaçant le PCB dans une boîte métallique. La couche d'alimentation et la couche de mise à la terre peuvent empêcher la couche de signal d'être perturbée et la boîte métallique a la même utilité.

Nous n'avons pas approfondi ces questions. La vitesse maximale du circuit dépend du mode de fonctionnement spécifié par EMC. L'EMI interne, comme les pertes de courant entre conducteurs, augmente avec la fréquence. Si l'écart de courant entre les deux est trop grand, la distance entre les deux doit être prolongée. Il nous indique également comment éviter les tensions élevées et minimiser la consommation de courant du circuit. Le taux de latence du câblage est également très important, donc plus la longueur est courte, mieux c'est. Ainsi, les petits PCB ont un bon câblage et sont mieux adaptés aux opérations à grande vitesse que les grands PCB.