L'actualité PCB - Dépannage de la conception de la carte

En tant qu'ingénieur en électronique, les cartes de circuits imprimés sont un travail essentiel pour les ingénieurs en électronique pour effectuer des conceptions électroniques. Je suis sûr que tout le monde a rencontré une certaine confusion et des problèmes avec la conception électronique dans leur travail. Ici, je résume quelques - unes des méthodes de conception dans le processus de fabrication d'une carte de circuit imprimé, dans l'espoir de vous donner la réponse.

1. Dimensions de la carte de circuit imprimé et disposition de l'équipement

La taille de la carte de circuit imprimé doit être modérée. Quand il est trop grand, la ligne imprimée est longue et l'impédance augmente, ce qui réduit non seulement la résistance au bruit, mais augmente également le coût. En ce qui concerne la disposition des dispositifs, comme pour les autres circuits logiques, les dispositifs liés les uns aux autres doivent être placés le plus près possible, ce qui permet d'obtenir un meilleur effet anti - bruit. Les générateurs d'horloge, les oscillateurs à cristal et les bornes d'entrée d'horloge CPU sont tous sensibles au bruit, ils devraient donc être plus proches les uns des autres. Il est très important que les dispositifs sensibles au bruit, les circuits à faible courant et les circuits à courant élevé soient éloignés autant que possible des circuits logiques. Si possible, une carte PCB séparée doit être faite.

2. Configuration du condensateur de découplage

Dans une boucle d'alimentation en courant continu, un changement de charge provoque un bruit d'alimentation. Par exemple, dans un circuit numérique, lorsque le circuit passe d'un état à l'autre, de grands courants de pointes sont générés sur la ligne de puissance, formant une tension de bruit transitoire. La configuration des condensateurs de découplage permet de supprimer le bruit causé par les variations de charge, ce qui est une pratique courante dans la conception de la fiabilité des circuits imprimés.

Les principes de configuration sont les suivants:

Un condensateur électrolytique de 10 - 100µf est connecté aux entrées d'alimentation. Si la position de la carte de circuit imprimé le permet, l'effet anti - interférence de l'utilisation de condensateurs électrolytiques au - dessus de 100 µF est meilleur.

Configurez un condensateur en céramique de 0,01 µF pour chaque puce de circuit intégré. Si la carte PCB imprimée a peu d'espace et ne peut pas être installée, vous pouvez configurer un condensateur électrolytique au tantale de 1 à 10 µF pour toutes les 4 à 10 puces. L'impédance haute fréquence de ce dispositif est particulièrement faible, inférieure à 1 dans la gamme 500 kHz - 20 MHz. Et le courant de fuite est très faible (moins de 0,5 µa).

Pour les dispositifs ayant une faible capacité de bruit et de fortes variations de courant lors de l'arrêt, ainsi que pour les dispositifs de stockage tels que rom et Ram, un condensateur de découplage doit être connecté directement entre la ligne d'alimentation de la puce (VCC) et la masse (GNd).

Les conducteurs des condensateurs de découplage ne doivent pas être trop longs, en particulier les condensateurs de dérivation haute fréquence ne doivent pas avoir de conducteurs.

Iii. Conception de ligne de sol

Dans les appareils électroniques, la mise à la terre est un moyen important de contrôler les interférences. La plupart des problèmes d'interférence peuvent être résolus si la mise à la terre et le blindage peuvent être utilisés correctement ensemble. La structure de mise à la terre de l'électronique comprend approximativement une mise à la terre du système, une mise à la terre du châssis (mise à la terre blindée), une mise à la terre numérique (mise à la terre logique) et une mise à la terre analogique. La conception de la ligne de sol devrait prêter attention aux points suivants:

1. Choisissez correctement la mise à la terre unique et multipoint

Dans les circuits basse fréquence, la fréquence de fonctionnement du signal est inférieure à 1 MHz, l'inductance entre son câblage et le dispositif a peu d'influence, le courant circulant formé par le circuit de masse a une plus grande influence sur les interférences, de sorte qu'un point de masse doit être adopté. Lorsque la fréquence de fonctionnement du signal est supérieure à 10 MHz, l'impédance de la ligne de masse devient très importante. À ce stade, l'impédance de la ligne de terre doit être réduite autant que possible et les points multiples les plus proches doivent être utilisés pour la mise à la terre. Lorsque la fréquence de fonctionnement est de 1ï½ 10 MHz, la longueur de la ligne de terre ne doit pas dépasser 1 / 20 de la longueur d'onde si un point de mise à la terre unique est utilisé, sinon une méthode de mise à la terre multipoints doit être utilisée.

2. Séparer le circuit numérique du circuit analogique

Il y a à la fois des circuits logiques à grande vitesse et des circuits linéaires sur la carte. Ils doivent être aussi séparés que possible, les lignes de masse des deux ne doivent pas être mélangées et doivent être connectées aux lignes de masse des bornes d'alimentation. Essayez d'augmenter la zone de mise à la terre du circuit linéaire.

3. Rendre le fil de terre aussi épais que possible

Si la ligne de terre est fine, le potentiel de terre peut varier avec le changement de courant, ce qui entraîne une instabilité du niveau du signal de synchronisation de l'électronique et une diminution des performances anti - bruit. Le fil de terre doit donc être aussi épais que possible pour permettre le passage du courant admissible sur la carte de circuit imprimé. Si possible, la largeur du fil de terre doit être supérieure à 3 mm.

4. Former le fil de terre en circuit fermé

Lors de la conception d'un système de fil de terre pour une carte de circuit imprimé composée uniquement de circuits numériques, la fabrication d'un fil de terre en boucle fermée peut améliorer considérablement la résistance au bruit. La raison en est qu'il y a beaucoup d'éléments de circuit intégré sur la carte de circuit imprimé, en particulier lorsqu'il y a des éléments qui consomment beaucoup d'énergie, en raison de la limitation de l'épaisseur du fil de masse, une grande différence de potentiel est créée sur la jonction de masse, ce qui entraîne Une diminution de la résistance au bruit. Si la structure de masse forme une boucle, La différence de potentiel diminuera et la résistance au bruit de l'électronique augmentera.

En tant qu'ingénieur en électronique, les cartes de circuits imprimés sont un travail essentiel pour les ingénieurs en électronique pour effectuer des conceptions électroniques. Je suis sûr que tout le monde a rencontré une certaine confusion et des problèmes avec la conception électronique dans leur travail. Ici, je résume quelques - unes des méthodes de conception dans le processus de fabrication d'une carte de circuit imprimé, dans l'espoir de vous donner la réponse.

1. Dimensions de la carte de circuit imprimé et disposition de l'équipement

La taille de la carte de circuit imprimé doit être modérée. Quand il est trop grand, la ligne imprimée est longue et l'impédance augmente, ce qui réduit non seulement la résistance au bruit, mais augmente également le coût. En ce qui concerne la disposition des dispositifs, comme pour les autres circuits logiques, les dispositifs liés les uns aux autres doivent être placés le plus près possible, ce qui permet d'obtenir un meilleur effet anti - bruit. Les générateurs d'horloge, les oscillateurs à cristal et les bornes d'entrée d'horloge CPU sont tous sensibles au bruit, ils devraient donc être plus proches les uns des autres. Il est très important que les dispositifs sensibles au bruit, les circuits à faible courant et les circuits à courant élevé soient éloignés autant que possible des circuits logiques. Si possible, une carte de circuit séparée doit être faite.

2. Configuration du condensateur de découplage

Dans une boucle d'alimentation en courant continu, un changement de charge provoque un bruit d'alimentation. Par exemple, dans un circuit numérique, lorsque le circuit passe d'un état à l'autre, de grands courants de pointes sont générés sur la ligne de puissance, formant une tension de bruit transitoire. La configuration des condensateurs de découplage permet de supprimer le bruit causé par les variations de charge, ce qui est une pratique courante dans la conception de la fiabilité des circuits imprimés.

Les principes de configuration sont les suivants:

Un condensateur électrolytique de 10 - 100µf est connecté aux entrées d'alimentation. Si la position de la carte de circuit imprimé le permet, l'effet anti - interférence de l'utilisation de condensateurs électrolytiques au - dessus de 100 µF est meilleur.

Configurez un condensateur en céramique de 0,01 µF pour chaque puce de circuit intégré. Si l'espace de la carte de circuit imprimé est petit et ne peut pas être installé, vous pouvez configurer un condensateur électrolytique au tantale de 1 - 10uf pour chaque 4 - 10 puces. L'impédance haute fréquence de ce dispositif est particulièrement faible, inférieure à 1 dans la gamme 500 kHz - 20 MHz. Et le courant de fuite est très faible (moins de 0,5 µa).

Pour les dispositifs ayant une faible capacité de bruit et de fortes variations de courant lors de l'arrêt, ainsi que pour les dispositifs de stockage tels que rom et Ram, un condensateur de découplage doit être connecté directement entre la ligne d'alimentation de la puce (VCC) et la masse (GNd).

Les conducteurs des condensateurs de découplage ne doivent pas être trop longs, en particulier les condensateurs de dérivation haute fréquence ne doivent pas avoir de conducteurs.

Iii. Conception de ligne de sol

Dans les appareils électroniques, la mise à la terre est un moyen important de contrôler les interférences. La plupart des problèmes d'interférence peuvent être résolus si la mise à la terre et le blindage peuvent être utilisés correctement ensemble. La structure de mise à la terre de l'électronique comprend approximativement une mise à la terre du système, une mise à la terre du châssis (mise à la terre blindée), une mise à la terre numérique (mise à la terre logique) et une mise à la terre analogique. La conception de la ligne de sol devrait prêter attention aux points suivants:

1. Choisissez correctement la mise à la terre unique et multipoint

Dans les PCB basse fréquence, la fréquence de fonctionnement du signal est inférieure à 1 MHz, son câblage et l'inductance entre les dispositifs ont peu d'impact, le courant circulant formé par le circuit de masse a un impact plus important sur les interférences, de sorte qu'un point de masse doit être adopté. Lorsque la fréquence de fonctionnement du signal est supérieure à 10 MHz, l'impédance de la ligne de masse devient très importante. À ce stade, l'impédance de la ligne de terre doit être réduite autant que possible et les points multiples les plus proches doivent être utilisés pour la mise à la terre. Lorsque la fréquence de fonctionnement est de 1ï½ 10 MHz, la longueur de la ligne de terre ne doit pas dépasser 1 / 20 de la longueur d'onde si un point de mise à la terre unique est utilisé, sinon une méthode de mise à la terre multipoints doit être utilisée.

2. Séparer le circuit numérique du circuit analogique

Il y a à la fois des circuits logiques à grande vitesse et des circuits linéaires sur la carte. Ils doivent être aussi séparés que possible, les lignes de masse des deux ne doivent pas être mélangées et doivent être connectées aux lignes de masse des bornes d'alimentation. Essayez d'augmenter la zone de mise à la terre du circuit linéaire.

3. Rendre le fil de terre aussi épais que possible

Si la ligne de terre est fine, le potentiel de terre peut varier avec le changement de courant, ce qui entraîne une instabilité du niveau du signal de synchronisation de l'électronique et une diminution des performances anti - bruit. Le fil de terre doit donc être aussi épais que possible pour permettre le passage du courant admissible sur la carte de circuit imprimé. Si possible, la largeur du fil de terre doit être supérieure à 3 mm.

4. Former le fil de terre en circuit fermé

Lors de la conception d'un système de fil de terre pour une carte de circuit imprimé composée uniquement de circuits numériques, la fabrication d'un fil de terre en boucle fermée peut améliorer considérablement la résistance au bruit. La raison en est qu'il y a beaucoup d'éléments de circuit intégré sur la carte de circuit imprimé, en particulier lorsqu'il y a des éléments qui consomment beaucoup d'énergie, en raison de la limitation de l'épaisseur du fil de masse, une grande différence de potentiel est créée sur la jonction de masse, ce qui entraîne Une diminution de la résistance au bruit. Si la structure de masse forme une boucle, La différence de potentiel diminuera et la résistance au bruit de l'électronique augmentera.