Progettazione PCB - Quali sono i requisiti per il layout dei componenti sulla scheda di progettazione PCB?

1 La progettazione PCB richiede una progettazione pianificataSebbene Protel abbia la funzione di pianificazione automatica, non può soddisfare pienamente i requisiti di funzionamento dei circuiti stampati ad alta frequenza. Dipende spesso dall'esperienza del designer e secondo la situazione dettagliata. Pianificazione di completare il design complessivo del circuito stampato PCB. Se la pianificazione è ragionevole o meno influisce direttamente sulla vita del prodotto, la stabilità, EMC (compatibilità elettromagnetica), ecc., è necessario partire dalla pianificazione complessiva del circuito stampato, l'operatività del cablaggio e la fabbricabilità del PCB, la struttura meccanica, la dissipazione del calore, EMI (compatibilità elettromagnetica), ecc. Considerazione completa in termini di interferenza), affidabilità e integrità del segnale. Generalmente, posizionare prima i componenti in una posizione fissa relativa alle dimensioni meccaniche, quindi posizionare i componenti speciali e più grandi, e infine posizionare i componenti piccoli. Allo stesso tempo, è necessario coordinare i requisiti di cablaggio, il posizionamento dei componenti ad alta frequenza dovrebbe essere il più compatto possibile e il cablaggio delle linee di segnale dovrebbe essere il più breve possibile, in modo da ridurre l'interferenza delle linee di segnale.1.1 Il posizionamento del plug-in di posizionamento relativo alle dimensioni meccanoPrese di potenza, interruttori, interfacce tra PCB, Indicatori luminosi, ecc. sono tutti plug-in di posizionamento relativi alle dimensioni meccaniche. Generalmente, l'interfaccia tra l'alimentazione elettrica e il PCB è posizionata sul bordo del PCB e dovrebbe esserci una distanza di 3 mm a 5 mm dal bordo del PCB; indicare che i diodi emettitori di luce devono essere posizionati accuratamente in base alle esigenze; gli interruttori e alcuni componenti di regolazione fine, come Induttanza regolabile, resistenza regolabile, ecc. dovrebbero essere posizionati vicino al bordo del PCB per facilitare la regolazione e il collegamento; I componenti che richiedono modifiche frequenti devono essere collocati in una posizione relativamente piccola per una facile sostituzione.1.2 Posizionamento di componenti speciali Tubi ad alta potenza, trasformatori, tubi raddrizzatori e altri dispositivi di riscaldamento generano più calore quando si lavora in condizioni ad alta frequenza, quindi si dovrebbe pensare alla ventilazione e alla dissipazione del calore durante la pianificazione, e posizionare questi componenti sul PCB dove l'aria è facile da circolare. . Il tubo raddrizzatore ad alta potenza e il tubo di regolazione devono essere dotati di un radiatore e tenuti lontani dal trasformatore. Anche i componenti sensibili al calore come i condensatori elettrolitici dovrebbero essere tenuti lontani dai dispositivi di riscaldamento, altrimenti l'elettrolita verrà asciugato, con conseguente aumento della resistenza e scarse prestazioni, che influenzeranno la stabilità del circuito. I componenti che sono soggetti a guasti, come tubi di regolazione, condensatori elettrolitici, relè, ecc., dovrebbero essere considerati per una facile manutenzione quando li posizionano. Per i punti di prova che spesso devono essere misurati, occorre fare attenzione affinché le barre di prova possano essere facilmente accessibili durante la disposizione dei componenti. Poiché all'interno del dispositivo di alimentazione viene generato un campo magnetico di perdita di 50 Hz, quando è cross-connesso con alcune parti dell'amplificatore a bassa frequenza, interferirà con l'amplificatore a bassa frequenza. Pertanto, è necessario separarli o interrompere il trattamento di schermatura. È meglio disporre tutti i livelli dell'amplificatore in linea retta secondo lo schema schematico. Il vantaggio di questa disposizione è che la corrente di terra di ogni livello è chiusa e attiva a questo livello e non influisce sul lavoro di altri circuiti. Lo stadio di ingresso e quello di uscita dovrebbero essere il più lontano possibile per ridurre l'interferenza parassitaria tra di loro. Considerando la relazione di trasmissione del segnale tra i circuiti funzionali di ogni unità, il circuito a bassa frequenza e il circuito ad alta frequenza dovrebbero essere separati e il circuito analogico e il circuito digitale dovrebbero essere separati. Il circuito integrato deve essere posizionato al centro del PCB in modo che ogni pin possa essere collegato al cablaggio di altri dispositivi. Dispositivi come induttori e trasformatori hanno accoppiamento magnetico e devono essere posizionati ortogonalmente l'uno all'altro per ridurre l'accoppiamento magnetico. Inoltre, tutti hanno un forte campo magnetico e ci dovrebbe essere uno spazio adeguato o schermatura magnetica intorno a loro per ridurre l'impatto su altri circuiti. I condensatori di disaccoppiamento ad alta frequenza appropriati dovrebbero essere configurati sulle parti chiave del PCB. Ad esempio, un condensatore elettrolitico di 10 μF ~ 100 μF dovrebbe essere collegato all'estremità di ingresso dell'alimentazione PCB e una ceramica di circa 0,01 pF dovrebbe essere collegata al pin di alimentazione del circuito integrato. Condensatori chip. Alcuni circuiti devono essere dotati di adeguati strozzatori ad alta frequenza o bassa frequenza per ridurre l'influenza tra i circuiti di frequenza superiore e inferiore. Questo punto dovrebbe essere considerato durante la progettazione e il disegno dello schema, altrimenti influenzerà anche le prestazioni del circuito. La distanza tra i componenti dovrebbe essere appropriata e la distanza dovrebbe essere considerata se vi è una possibilità di rottura o di accensione tra di essi. Per gli amplificatori contenenti circuiti push-pull e circuiti bridge, occorre prestare attenzione alla simmetria dei parametri elettrici dei componenti e alla simmetria della struttura, in modo che i parametri di dispersione dei componenti simmetrici siano il più possibile diversi. Una volta completata la pianificazione manuale dei componenti principali, il metodo di bloccaggio dei componenti dovrebbe essere adottato in modo che questi componenti non si muovano durante la pianificazione automatica. Cioè, eseguire il comando Modifica modifica o selezionare Bloccato nelle proprietà del componente per bloccarlo e non spostarlo più.1.3 Posizionamento di componenti comuni, come resistenze, condensatori, ecc., si dovrebbe pensare alla disposizione dei componenti, la dimensione dello spazio occupato, l'operatività del cablaggio e la convenienza della saldatura. La pianificazione automatica può essere u

2 Cablaggio designIl cablaggio è la richiesta generale per la progettazione PCB ad alta frequenza da completare sulla base di una pianificazione ragionevole. Cablaggio include cablaggio automatico e cablaggio manuale. Generalmente, indipendentemente dal numero di linee di segnale chiave, prima fermare il cablaggio manuale di queste linee di segnale. Una volta completato il cablaggio, interrompere l'attenta ispezione di queste linee di segnale. Dopo l'ispezione, ripararli e quindi fermare il cablaggio automatico di altri cavi. Cioè, il cablaggio manuale e automatico sono separati per completare il cablaggio del PCB.Particolare attenzione dovrebbe essere prestata ai seguenti aspetti nel processo di cablaggio PCB ad alta frequenza.2.1 La tendenza del cablaggio del circuito è meglio utilizzare una linea retta completa in conformità con il flusso del segnale, e può essere completato con una linea rotta di 45 ° o curva di arco quando si cambia la macchina, che può ridurre l'emissione esterna e l'accoppiamento reciproco dei segnali ad alta frequenza. Il cablaggio delle linee di segnale ad alta frequenza dovrebbe essere il più breve possibile. Secondo la frequenza operativa del circuito, la lunghezza del cablaggio della linea di segnale dovrebbe essere selezionata ragionevolmente, il che può ridurre i parametri di diffusione e ridurre la perdita del segnale. Quando si produce una scheda bifacciale, il cablaggio su due livelli adiacenti è meglio essere perpendicolare, obliquo o curvo per intersecarsi a vicenda. Impedire a vicenda di essere paralleli, in modo da ridurre l'interferenza reciproca e l'accoppiamento parassitario. Le linee di segnale ad alta frequenza e quelle a bassa frequenza dovrebbero essere separate il più possibile e, se necessario, dovrebbero essere adottate misure di schermatura per evitare interferenze reciproche. Per quanto riguarda l'uso di terminali di ingresso del segnale relativamente deboli, è suscettibile di interferenze da segnali esterni. Il filo di terra può essere utilizzato come scudo per circondarlo o per schermare connettori ad alta frequenza. Il cablaggio parallelo dovrebbe essere evitato sullo stesso livello, altrimenti introdurrà parametri sparsi e influenzerà il circuito. Se non può essere impedito, una lamina di rame messa a terra può essere introdotta tra i due fili paralleli per formare un filo isolato. Nei circuiti digitali, le linee di segnale differenziali dovrebbero essere instradate in coppia, cercare di renderle parallele e vicine e la lunghezza non è molto diversa.2.2 Metodo di cablaggio Nel processo di cablaggio PCB, la larghezza minima della traccia è determinata dalla forza di adesione tra il filo e il substrato isolante e dall'intensità corrente che scorre attraverso il filo. Quando lo spessore della lamina di rame è di 0.05mm e la larghezza è di 1mm a 1.5mm, può passare la corrente 2A. La temperatura non sarà superiore a 3 gradi Celsius. Ad eccezione di alcune tracce speciali, la larghezza di altre tracce sullo stesso livello dovrebbe essere il più possibile diversa. La spaziatura del cablaggio nei circuiti ad alta frequenza influenzerà la dimensione della capacità e dell'induttanza dispersi, influenzando così la perdita del segnale, la stabilità del circuito e l'interferenza del segnale. Nei circuiti di commutazione ad alta velocità, la spaziatura dei fili influenzerà il tempo di trasmissione del segnale e la qualità della forma d'onda. Pertanto, la distanza minima del cablaggio dovrebbe essere maggiore o uguale a 0,5 mm, finché è consentito, è meglio utilizzare una linea relativamente ampia per il cablaggio PCB. Dovrebbe esserci una certa distanza tra il filo stampato e il bordo del PCB (non meno dello spessore della scheda), che non solo facilita l'installazione e arresta l'elaborazione meccanica, ma migliora anche le prestazioni di isolamento. Quando si collega un circuito che può essere collegato solo avvolgendo un grande cerchio, dovrebbero essere utilizzati cavi volanti, cioè cavi corti dovrebbero essere utilizzati direttamente per ridurre le interferenze causate dai cavi a lunga distanza. I circuiti contenenti componenti magnetosensibili sono più sensibili ai campi magnetici circostanti e quando i circuiti ad alta frequenza funzionano, gli angoli del cablaggio possono irradiare onde elettromagnetiche. Se nel PCB sono posizionati componenti magnetosensibili, assicurarsi che gli angoli di cablaggio siano separati da essi. I cavi sullo stesso livello non possono essere intervallati. Per quanto riguarda le linee che possono essere intervallate, è possibile utilizzare il metodo di "foratura" e "avvolgimento", cioè lasciare un piombo "forare" attraverso lo spazio sotto i perni di altri dispositivi come resistenze, condensatori e triodi, o da una linea che può essere intervallata. Un'estremità del vantaggio "si snoda intorno". In circostanze particolari, se il circuito è molto complicato, al fine di semplificare la progettazione, è anche consentito utilizzare saltafili per affrontare il problema della compenetrazione. Quando la frequenza di lavoro del circuito ad alta frequenza è alta, è anche necessario pensare alla corrispondenza di impedenza del cablaggio e dell'effetto antenna.2.3 Requisiti di cablaggio per cavo di alimentazione e cavo di terra Secondo le dimensioni delle diverse correnti di lavoro, cercare di allargare la larghezza della linea elettrica. Il PCB ad alta frequenza dovrebbe cercare di utilizzare un cavo di terra di grande area e pianificarlo sul bordo del PCB per ridurre l'interferenza dei segnali esterni sul circuito; Allo stesso tempo, il cavo di terra del PCB può essere ben contattato con il guscio, in modo che la tensione di terra del PCB sia più vicina alla tensione di terra. Il collegamento centrale deve essere selezionato in base alle condizioni dettagliate. È diverso dal circuito a bassa frequenza. Il cavo di messa a terra del circuito ad alta frequenza dovrebbe essere messo a terra vicino o multipunto di messa a terra. Il filo di messa a terra dovrebbe essere corto e spesso per ridurre al minimo l'impedenza di terra. La richiesta corrente ammissibile può essere Raggiungere la specificazione di 3 volte la corrente di lavoro. Il cavo di messa a terra dell'altoparlante dovrebbe essere collegato al punto di messa a terra dello stadio di uscita dell'amplificatore di potenza PCB. Non metterla a terra arbitrariamente. Nel processo di cablaggio, alcuni cavi ragionevoli dovrebbero essere bloccati in tempo per evitare cavi ripetuti. Cioè, eseguire il comando EditselectNet e selezionare Bloccato nelle proprietà del pre-cablaggio per bloccarlo e non spostarlo più.3 PCB pad e rame design 3.1 Land