PCB Tecnico - La chiave per le abilità di cablaggio PCB della tecnologia PCB

I. Fasi di progettazione PCB

Generalmente, il processo più basilare di progettazione di un circuito stampato può essere diviso in tre fasi principali. (1). Lo schema del circuito è progettato e disegnato principalmente dal sistema di progettazione schematica PROTEL099 (Advanced Schematic).

In questo processo, dovremmo fare pieno uso dei vari strumenti di disegno schematico e delle varie funzioni di editing fornite da PROTEL99 per raggiungere il nostro obiettivo, cioè ottenere uno schema di circuito corretto e raffinato.

(2). Genera Netlist Netlist è il ponte tra progettazione schematica del circuito (SCH) e progettazione del circuito stampato (PCB). PCB è l'anima automatica del circuito stampato.

La netlist può essere ottenuta dallo schema schematico del circuito o estratta dal circuito stampato.

(3). Progettazione di circuiti stampati

Il design del circuito stampato è rivolto principalmente ad un'altra parte importante del PCB PROTEL99. In questo processo, utilizziamo le potenti funzioni fornite da PROTEL99 per realizzare il layout del circuito stampato e completare compiti difficili.

due. Disegnare un semplice diagramma del circuito 2.1 Processo di progettazione del diagramma schematico

La progettazione schematica può essere eseguita secondo i seguenti passaggi. (1) Design disegno dimensioni Protel 99 / Schematico, prima di tutto, dobbiamo concepire una buona parte di disegno e progettare una buona dimensione di disegno.

La dimensione del disegno si basa sulla dimensione e la complessità del diagramma del circuito. Impostare la dimensione appropriata del disegno è il primo passo nella progettazione di un diagramma schematico.

(2) Impostazione dell'ambiente di progettazione Protel 99 / Schematic Impostazione dell'ambiente di progettazione Protel 99 / Schematic, inclusa l'impostazione della dimensione e del tipo del reticolo, del tipo del cursore, ecc., la maggior parte dei parametri può anche utilizzare i valori predefiniti del sistema.

(3) Secondo le esigenze del diagramma del circuito, l'utente ruota la parte, rimuove la parte nella libreria delle parti e la colloca sul disegno e posiziona il numero di serie della parte e la parte è imballata per definire e impostare il pezzo in lavorazione.

(4) Utilizzare vari strumenti forniti da Protel 99 / Schematic per il cablaggio schematico. I componenti nel diagramma sono collegati con fili e simboli elettricamente significativi per formare un diagramma schematico completo.

(5) Regolare il circuito. Il diagramma del circuito sarà inizialmente disegnato per ulteriori regolazioni e modifiche per rendere il diagramma schematico più bello.

(6) Report output Vari report sono generati attraverso vari strumenti di report forniti da Protel 99 / Schematic, il più importante dei quali è la netlist, che prepara il successivo disegno del circuito attraverso la netlist.

(7) Salvataggio file e stampa output L'ultimo passo è salvare il file e stamparlo. I principi di progettazione della scheda di controllo del microcontrollore dovrebbero seguire i seguenti principi: (1) Nel layout dei componenti PCB, i componenti correlati dovrebbero essere il più vicino possibile. Ad esempio, i generatori di clock, gli oscillatori di cristallo e gli ingressi di clock della CPU sono tutti soggetti al rumore e dovrebbero essere posizionati più vicino. Avvicinati a loro.

Per quei dispositivi che sono inclini al rumore, circuiti a bassa corrente, circuiti di commutazione del circuito ad alta corrente, ecc., tenerli lontani dai circuiti di controllo logico monolitico e dai circuiti di archiviazione (ROM, RAM), se possibile, questi circuiti possono essere trasformati in un altro circuito stampato, Conducente ad anti-interferenza e migliorare l'affidabilità del lavoro del circuito. (2) Per quanto possibile, installare condensatori di disaccoppiamento in componenti chiave, come ROM, RAM e altri chip. Infatti, il cablaggio del circuito stampato, il cablaggio del pin e il cablaggio, ecc. possono contenere grandi effetti di induttanza. I grandi induttori possono causare forti picchi di rumore di commutazione sulla linea VCC. L'unico modo per evitare picchi di rumore di commutazione sulla linea VCC è posizionare un condensatore di disaccoppiamento elettronico 0.1uF tra VCC e l'alimentazione elettrica. Se si utilizzano componenti di montaggio superficiale sul circuito stampato, è possibile fissarli sul pin VCC e utilizzare condensatori chip direttamente collegati ai componenti. A causa della bassa perdita elettrostatica (ESL) e dell'impedenza ad alta frequenza del condensatore, nonché della stabilità media della temperatura e del tempo del condensatore, è meglio utilizzare un condensatore ceramico. Cercate di non utilizzare condensatori al tantalio, perché hanno impedenza più elevata alle alte frequenze.

Prestare attenzione ai seguenti punti quando si posizionano condensatori di disaccoppiamento:

All'estremità di ingresso di potenza del circuito stampato, il condensatore elettrolitico è collegato a circa 100uF ed è meglio se il volume consente una capacità maggiore.

In linea di principio, un condensatore ceramico 0.01uF deve essere posizionato accanto a ogni chip IC. Se lo spazio sul circuito stampato è troppo piccolo per essere posizionato, 1 ~ 10 condensatori al tantalio possono essere posizionati intorno ogni 10 chip.

Per i componenti con debole capacità anti-interferenza, la corrente cambia notevolmente durante il periodo di spegnimento. Per i componenti di archiviazione come RAM e ROM, i condensatori di disaccoppiamento dovrebbero essere collegati tra la linea di alimentazione (VCC) e la linea di terra. Il cavo del condensatore non dovrebbe essere troppo lungo, in particolare il condensatore bypass ad alta frequenza non può essere caricato. (3) Nel sistema di controllo del microcomputer a singolo chip, ci sono molti tipi di cavi di terra, sistemi, schermatura, logica, analogico, ecc. Se il layout del cavo di terra è ragionevole o meno determinerà l'abilità anti-interferenza del circuito stampato.

Quando si progetta il cavo di terra e la posizione di prelievo, devono essere considerati i seguenti problemi: logica e analogico sono cablati separatamente e non possono essere combinati e i rispettivi cavi di terra sono collegati alla corrispondente rete di alimentazione. Nella progettazione, il cavo di terra analogico dovrebbe essere il più spesso possibile e l'area di messa a terra dell'estremità del cavo dovrebbe essere aumentata il più possibile.

In generale, per l'ingresso e l'uscita di segnali analogici, è meglio isolare il circuito con il microcomputer a chip singolo attraverso un optocoupler.

Quando si progetta la versione del circuito stampato del circuito logico, il cavo di massa dovrebbe formare un formato a circuito chiuso per migliorare la capacità anti-interferenza del circuito. Il filo di terra dovrebbe essere il più spesso possibile. Se il filo di terra è molto sottile, la resistenza a terra sarà grande, il che causerà il potenziale di terra di cambiare con la corrente, con conseguente livello del segnale instabile e una diminuzione della capacità anti-interferenza del circuito.

Quando lo spazio di cablaggio PCB lo consente, al fine di garantire che la larghezza del filo di terra principale sia di almeno 2 ~ 3 mm, il filo di terra sul perno del componente dovrebbe essere di circa 1,5 mm. Prestare attenzione alla scelta di una posizione di prelievo. Quando la frequenza del segnale sul circuito stampato è inferiore a 1MHz, perché l'influenza elettromagnetica tra il cablaggio e i componenti è piccola e il loop formato dal circuito di messa a terra ha un impatto maggiore sull'interferenza, è necessario utilizzare un punto di messa a terra in modo che non formi un loop. Quando la frequenza del segnale sul circuito stampato è superiore a 10MHz, l'impedenza di terra diventa molto grande a causa dell'evidente effetto di induttanza del cablaggio. In questo momento, la formazione del circuito di terra non è più un problema importante.

Pertanto, la messa a terra multi-punto dovrebbe essere utilizzata per ridurre al minimo l'impedenza di terra.

Oltre alle dimensioni della corrente, il layout della linea elettrica dovrebbe essere il più ampio possibile. La linea elettrica dovrebbe essere utilizzata anche durante il cablaggio, la direzione del cavo e la linea dati nel cablaggio. Infine, utilizzare il cavo di terra per collegare la parte inferiore del circuito senza cablaggio. Per contribuire a rafforzare il circuito, la larghezza della linea dati dovrebbe essere il più ampia possibile per ridurre l'impedenza.

La larghezza della linea dati è almeno non inferiore a 0.3mm (12mil), ed è più ideale se viene utilizzato 0.46 ~ 0.5mm (18mil ~ 20mil). Poiché la perforazione del circuito stampato porterà all'effetto di capacità 10pF, che causerà troppe interferenze al circuito ad alta frequenza, quindi durante il cablaggio, il numero di fori dovrebbe essere minimizzato. In ogni altro caso, troppi fori ridurranno anche la resistenza meccanica del circuito stampato.