Progettazione PCB - Layout di progettazione PCB, ottimizzazione e analisi

Quali sono i principi di base del layout di progettazione PCB? Come ottimizzare e analizzare?

Se il layout è ragionevole o meno influisce direttamente sulla vita, la stabilità, EMC (compatibilità elettromagnetica) del prodotto, ecc. Deve essere determinato dal layout complessivo del circuito stampato, l'operatività del cablaggio e la fabbricabilità del PCB, la struttura meccanica, la dissipazione del calore, EMI (compatibilità elettromagnetica), ecc Interferenza, affidabilità, l'integrità del segnale e altri aspetti sono presi in considerazione in modo esauriente.

Generalmente, i componenti in posizione fissa relativi alle dimensioni meccaniche vengono posizionati prima, poi vengono posizionati componenti speciali e più grandi e infine vengono posizionati piccoli componenti. Allo stesso tempo, è necessario tenere conto dei requisiti del cablaggio, il posizionamento dei componenti ad alta frequenza dovrebbe essere il più compatto possibile e il cablaggio delle linee di segnale può essere il più breve possibile, riducendo così l'interferenza incrociata delle linee di segnale.

Posizionamento dei plug-in di posizionamento relativi alle dimensioni meccaniche

Prese di alimentazione, 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 il diodo emettitore luminoso deve essere posizionato accuratamente in base alle esigenze; gli interruttori e alcuni componenti di messa a punto, come induttori regolabili, resistenze regolabili, ecc. dovrebbero essere posizionati vicino al bordo del PCB per una facile regolazione e connessione; I componenti che devono essere sostituiti frequentemente devono essere collocati in una posizione con meno componenti per una facile sostituzione.

Posizionamento di componenti speciali

Tubi ad alta potenza, trasformatori, tubi raddrizzatori e altri dispositivi di riscaldamento generano più calore quando si lavora ad alte frequenze, quindi la ventilazione e la dissipazione del calore dovrebbero essere pienamente prese in considerazione durante il layout e questi componenti dovrebbero essere posizionati 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.

I componenti resistenti al calore come i condensatori elettrolitici dovrebbero anche essere tenuti lontani dai dispositivi di riscaldamento, altrimenti l'elettrolita verrà asciugato, causando la sua resistenza ad aumentare, la degradazione delle prestazioni e influenzando la stabilità del circuito.

I componenti che sono soggetti a guasti, come tubi di regolazione, condensatori elettrolitici, relè, ecc., dovrebbero essere facilmente mantenuti quando posizionati.

Per i punti di prova che spesso devono essere misurati, occorre fare attenzione affinché le barre di prova possano essere facilmente toccate 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, devono essere isolati o schermati.

È meglio organizzare ogni livello 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 scorre a questo livello, e non influisce sul funzionamento 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 trasferimento del segnale tra i circuiti funzionali di ogni unità, il circuito a bassa frequenza dovrebbe essere separato dal circuito ad alta frequenza e il circuito analogico e il circuito digitale dovrebbero essere separati.

Il circuito integrato dovrebbe essere posizionato al centro del PCB per facilitare il collegamento del cablaggio di ogni pin con altri dispositivi.

Dispositivi come induttori e trasformatori hanno accoppiamento magnetico e dovrebbero 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 10μF～100μF 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 opportuni strozzatori ad alta frequenza o bassa frequenza per ridurre l'impatto tra circuiti ad alta e bassa frequenza. 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 tenere conto della possibilità di rottura o di accensione tra di essi.

Per gli amplificatori con circuiti push-pull e circuiti bridge, occorre prestare attenzione alla simmetria dei parametri elettrici dei componenti e alla simmetria della struttura quando li posizionano, in modo che i parametri di distribuzione dei componenti simmetrici siano il più coerenti possibile.

Dopo aver completato il layout manuale dei componenti principali, dovrebbe essere adottato il metodo di bloccaggio dei componenti.

Metodo, in modo che questi componenti non si spostino durante il layout automatico. Cioè, eseguire il comando Modifica modifica o selezionare Bloccato nelle Proprietà del componente per bloccarlo e non spostarlo più.

Posizionamento di componenti comuni

Per i componenti comuni, come resistenze, condensatori, ecc., dovrebbero essere considerati da diversi aspetti come la disposizione ordinata dei componenti, la dimensione dello spazio occupato, l'operabilità del cablaggio e la convenienza della saldatura e il metodo di layout automatico può essere adottato.

Nella progettazione del layout PCB, adottare in primo luogo il metodo di layout manuale per ottimizzare e regolare la posizione di alcuni componenti e quindi combinarsi con il layout automatico per completare il design complessivo del PCB.