PCB Tecnico - Come eseguire la progettazione anti-inceppamento del circuito stampato?

Sintesi dei principi di progettazione anti-inceppamento del circuito stampato:

1. La progettazione del cavo di alimentazione

(1) Scegliere una fonte di alimentazione adatta;

(2) allargare il cavo di alimentazione il più possibile;

(3) Assicurarsi che la direzione del cavo di alimentazione, la linea inferiore e la direzione di trasmissione dei dati siano coerenti;

(4) utilizzare componenti anti-interferenza;

(5) Aggiungere il condensatore di disaccoppiamento (10 ~ 100uf) all'ingresso di alimentazione.

2. Progettazione del filo di terra

(1) La terra analogica e la terra digitale sono separati;

(2) Prova a usare la messa a terra di un singolo punto;

(3) allargare il filo di terra il più possibile;

(4) collegare il circuito sensibile a una fonte stabile di riferimento a terra;

(5) progettazione della divisione delle schede PCB per separare i circuiti di rumore ad alta larghezza di banda dai circuiti a bassa frequenza;

(6) Minimizzare l'area del loop di terra (il percorso formato dal ritorno di tutti i dispositivi alla terra di alimentazione dopo che tutti i dispositivi sono messi a terra è chiamato "loop di terra").

3. Configurazione dei componenti

(1) non hanno linee di segnale parallele troppo lunghe;

(2) Assicurarsi che i terminali di ingresso dell'orologio del generatore di clock PCB, dell'oscillatore di cristallo e della cpu siano il più vicini possibile, pur tenendo lontani da altri dispositivi a bassa frequenza;

(3) i componenti dovrebbero essere disposti intorno ai componenti principali e la lunghezza del cavo dovrebbe essere minimizzata;

(4) layout divisorio della scheda PCB;

(5) Considerare la posizione e la direzione della scheda PCB nel telaio;

(6) accorciare i cavi tra i componenti ad alta frequenza.

4. Configurazione del condensatore di disaccoppiamento

(1) aggiungere un condensatore di carica e scarica (10uf) per ogni 10 circuiti integrati;

(2) i condensatori al piombo sono utilizzati per le basse frequenze e i condensatori del chip sono utilizzati per le alte frequenze;

(3) Un condensatore ceramico 0.1uf deve essere organizzato per ogni chip integrato;

(4) la capacità anti-rumore è debole e i condensatori di disaccoppiamento ad alta frequenza dovrebbero essere aggiunti ai dispositivi con grandi cambiamenti di potenza durante l'arresto;

(5) Non condividere vias tra condensatori;

(6) Il cavo del condensatore di disaccoppiamento non dovrebbe essere troppo lungo.

5. Principi di riduzione del rumore e delle interferenze elettromagnetiche

(1) Prova a utilizzare una linea di piega 45° invece di una linea di piega 90° (per ridurre al minimo l'emissione esterna e l'accoppiamento dei segnali ad alta frequenza);

(2) usi la resistenza di serie per ridurre la velocità di salto del bordo del segnale del circuito;

(3) Il guscio dell'oscillatore di cristallo di quarzo dovrebbe essere messo a terra;

(4) non lasciare i circuiti che non sono in uso;

(5) l'interferenza è piccola quando l'orologio è perpendicolare alla linea IO;

(6) Cercate di rendere la forza elettromotrice tutto il giorno tende a zero;

(7) il circuito di azionamento IO è il più vicino possibile al bordo del PCB;

(8) Qualsiasi segnale non dovrebbe formare un ciclo;

(9) per le schede ad alta frequenza, l'induttanza distribuita del condensatore non può essere ignorata e la capacità distribuita dell'induttanza non può essere ignorata;

(10) Di solito la linea elettrica e la linea CA dovrebbero essere su una scheda diversa dalla linea del segnale per quanto possibile.

6. Altri principi di progettazione

(1) i perni inutilizzati di CMOS dovrebbero essere messi a terra o alimentati attraverso resistenze;

(2) usi il circuito RC per assorbire la corrente di scarica dei relè e di altri originali;

(3) l'aggiunta di circa 10k resistenza pull-up sul bus è utile per anti-interferenza;

(4) L'uso della decodifica completa ha una migliore anti-interferenza;

(5) i componenti sono collegati all'alimentazione elettrica attraverso una resistenza 10k senza perni;

(6) L'autobus deve essere il più breve possibile e mantenere la stessa lunghezza il più possibile;

(7) il cablaggio tra i due strati dovrebbe essere il più verticale possibile;

(8) Evitare componenti sensibili con componenti riscaldanti;

(9) Cablaggio orizzontale sul lato anteriore e cablaggio verticale sul lato posteriore. Finché lo spazio lo consente, più spesso è il cablaggio, meglio è (solo filo di terra e filo di alimentazione);

(10) per avere una buona linea di terra, cercare di instradare la linea dal lato anteriore e utilizzare il lato posteriore come linea di terra;

(11) mantenere una distanza sufficiente, quali l'ingresso e l'uscita del filtro, l'ingresso e l'uscita dell'optocoppiatore, la linea di alimentazione CA e la linea di segnale debole, ecc.;

(12) Linea lunga più filtro passa basso. La traccia deve essere il più breve possibile e la lunga linea da prendere deve essere inserita in una posizione ragionevole con un filtro passa-basso C, RC o LC;

(13) Ad eccezione del filo di terra, non utilizzare fili spessi se i fili sottili possono essere utilizzati.

7. Cavo di alimentazione

Il cavo di alimentazione deve essere il più corto possibile, in linea retta, preferibilmente a forma di albero, non ad anello.

8. Layout

In primo luogo, considera la dimensione del PCB. Quando la dimensione del PCB è troppo grande, le linee stampate saranno lunghe, l'impedenza aumenterà, la capacità anti-rumore diminuirà e anche il costo aumenterà; Se la dimensione del PCB è troppo piccola, la dissipazione del calore non sarà buona e le linee adiacenti saranno facilmente disturbate.

Dopo aver determinato la dimensione del PCB, determinare la posizione dei componenti speciali. Infine, secondo le unità funzionali del circuito, tutti i componenti del circuito sono disposti.

Nel determinare l'ubicazione dei componenti speciali occorre osservare i seguenti principi:

(1) accorciare il cablaggio tra componenti ad alta frequenza il più possibile, cercare di ridurre i loro parametri di distribuzione e le interferenze elettromagnetiche reciproche. I componenti suscettibili di interferenze non dovrebbero essere troppo vicini l'uno all'altro e i componenti in ingresso e in uscita dovrebbero essere tenuti il più lontano possibile.

(2) Ci può essere una differenza di potenziale elevata tra alcuni componenti o fili e la distanza tra loro dovrebbe essere aumentata per evitare cortocircuiti accidentali causati da scarica. I componenti ad alta tensione dovrebbero essere disposti per quanto possibile in luoghi che non sono facilmente raggiungibili a mano durante il debug.

(3) I componenti che pesano più di 15g dovrebbero essere fissati con le staffe e quindi saldati. Quei componenti che sono grandi, pesanti e generano molto calore non dovrebbero essere installati sul circuito stampato, ma dovrebbero essere installati sulla piastra inferiore del telaio di tutta la macchina e il problema di dissipazione del calore dovrebbe essere considerato. I componenti termici dovrebbero essere lontani dai componenti di riscaldamento.

(4) Per la disposizione dei componenti regolabili quali potenziometri, induttori regolabili, condensatori variabili e micro interruttori, i requisiti strutturali dell'intera macchina dovrebbero essere considerati. Se è regolato all'interno della macchina, dovrebbe essere posizionato sul circuito stampato dove è conveniente per la regolazione; se è regolato all'esterno della macchina, la sua posizione deve corrispondere alla posizione della manopola di regolazione sul pannello del telaio.

(5) La posizione occupata dal foro di posizionamento del bordo stampato e dalla staffa fissa dovrebbe essere riservata.

9. Cablaggio.

Il principio del cablaggio è il seguente:

(1) I fili utilizzati per i terminali di ingresso e uscita dovrebbero cercare di evitare di essere adiacenti e paralleli. È meglio aggiungere fili di terra tra i fili per evitare l'accoppiamento di feedback.

(2) La larghezza minima del filo stampato è determinata principalmente dalla forza di adesione tra il filo e il substrato isolante e dal valore corrente che scorre attraverso di loro. Quando lo spessore della lamina di rame è 0.05mm e la larghezza è 1 ~ 15mm, la temperatura non sarà superiore a 3Â ° C attraverso la corrente di 2A, quindi la larghezza del filo di 1.5mm può soddisfare i requisiti.

Per i circuiti integrati, in particolare i circuiti digitali, viene solitamente selezionata una larghezza del cavo di 0,02~0,3mm. Naturalmente, il più a lungo possibile, utilizzare un cavo il più ampio possibile, in particolare il cavo di alimentazione e il cavo di terra. La distanza minima dei fili è determinata principalmente dalla resistenza di isolamento peggiore e dalla tensione di rottura tra i fili. Per i circuiti integrati, in particolare quelli digitali, fino a quando il processo lo consente, la distanza può essere di 5-8mm.

(3) Gli angoli dei conduttori stampati sono generalmente ad arco e l'angolo retto o l'angolo incluso influenzerà le prestazioni elettriche nel circuito ad alta frequenza. Inoltre, cerca di evitare di utilizzare fogli di rame di grande area, altrimenti il foglio di rame si espanderà e cadrà quando riscaldato per lungo tempo. Quando è richiesta una lamina di rame di grande area, è meglio utilizzare una forma di griglia. Ciò contribuirà ad eliminare il gas volatile generato dal riscaldamento dell'adesivo tra la lamina di rame e il substrato.

10. Pad

Il foro centrale del pad è leggermente più grande del diametro del cavo del dispositivo. Se il pad è troppo grande, è facile formare una falsa saldatura. Il diametro esterno D del cuscinetto è generalmente non inferiore a (d+1,2) mm, dove d è il diametro del piombo. Per i circuiti digitali ad alta densità, il diametro minimo del pad può essere (d+1,0) mm.

11. PCB e misure anti-interferenza del circuito

Il design anti-inceppamento del circuito stampato ha una stretta relazione con il circuito specifico. Qui, vengono spiegate solo alcune misure comuni di progettazione anti-inceppamento PCB.

12. Design del cavo di alimentazione

Secondo le dimensioni della corrente del circuito stampato, cercare di aumentare la larghezza della linea elettrica per ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo, rendere la direzione della linea elettrica e della linea di terra coerente con la direzione della trasmissione dei dati, che aiuta a migliorare la capacità anti-rumore.

13. Configurazione del condensatore di disaccoppiamento

Uno dei metodi convenzionali di progettazione PCB è quello di configurare condensatori di disaccoppiamento appropriati su ogni parte chiave della scheda stampata.