PCB Tecnico - Familiare con il layout PCB e la progettazione del layout pad

Impegnato nella progettazione di PCB ad alta frequenza deve avere le conoscenze teoriche di base corrispondenti e allo stesso tempo dovrebbe avere una ricchezza di esperienza di produzione di PCB ad alta frequenza. Vale a dire, che si tratti del disegno dello schema schematico o della progettazione del PCB, dovrebbe essere considerato dall'ambiente di lavoro ad alta frequenza in cui si trova, per essere in grado di progettare un PCB più ideale.

1. Progettazione di layout PCB

Sebbene Protel abbia la funzione di layout automatico, non soddisfa pienamente le esigenze di funzionamento dei circuiti ad alta frequenza. Spesso dipende dall'esperienza del designer e dalla situazione specifica. La posizione di alcuni componenti è ottimizzata e regolata dal layout manuale e quindi combinata con layout automatico. Completa la progettazione complessiva del PCB. Se il layout è ragionevole o meno influisce direttamente sulla vita del prodotto, la stabilità, EMC (compatibilità elettromagnetica), ecc., deve essere basato sul layout complessivo del circuito stampato, sull'operabilità del cablaggio e sulla fabbricabilità del PCB, della struttura meccanica, della 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, in modo da ridurre l'interferenza trasversale delle linee di segnale.

1.1 Il 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. Di solito, l'interfaccia tra l'alimentazione elettrica e il PCB è posizionata sul bordo del PCB e ci dovrebbe essere 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 messa a punto, come induttanza regolabile, resistenza regolabile, 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.

1.2 Posizionamento di componenti speciali

Tubi ad alta potenza, trasformatori, tubi raddrizzatori e altri dispositivi di riscaldamento generano più calore quando lavorano in condizioni ad alta frequenza, quindi la ventilazione e la dissipazione del calore dovrebbero essere pienamente considerati 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, il degrado 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 posti in considerazione di una facile manutenzione. 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 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 vicino 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 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 contenenti circuiti push-pull e circuiti bridge, occorre prestare attenzione alla simmetria dei parametri elettrici dei componenti e alla simmetria della struttura durante il layout, in modo che i parametri di distribuzione dei componenti simmetrici siano il più possibile coerenti.

Dopo aver completato il layout manuale dei componenti principali, il metodo di bloccaggio dei componenti dovrebbe essere adottato in modo che questi componenti non si muovano durante il layout automatico. 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

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.

Il routing PCB è il requisito generale per la progettazione PCB ad alta frequenza basata su un layout ragionevole. Cablaggio include cablaggio automatico e cablaggio manuale. Generalmente, indipendentemente dal numero di linee di segnale chiave, instradare manualmente queste linee di segnale prima. Dopo che il cablaggio è completato, controllare attentamente il cablaggio di queste linee di segnale, fissarle dopo aver superato l'ispezione e quindi instradare automaticamente altri cavi. Cioè, viene utilizzata una combinazione di cablaggio manuale e automatico per completare il cablaggio del PCB.