PCB Tecnico - Principi di progettazione del circuito stampato e misure anti-inceppamento

Il circuito stampato (PCB) è il supporto di componenti e dispositivi del circuito in prodotti elettronici. Fornisce collegamenti elettrici tra elementi del circuito e dispositivi. Con il rapido sviluppo della tecnologia elettrica, la densità di PGB sta diventando sempre più alta. La qualità dei principi di progettazione del circuito stampato e delle misure anti-inceppamento ha una grande influenza sulla capacità anti-interferenza. Pertanto, nella progettazione PCB. I principi generali della progettazione PCB devono essere seguiti e devono essere soddisfatti i requisiti della progettazione anti-interferenza.

Principi generali della progettazione del circuito stampato

Per ottenere le migliori prestazioni del circuito elettronico, il layout dei componenti e il layout dei cavi sono molto importanti. Al fine di progettare PCB con buona qualità e basso costo. Occorre seguire i seguenti principi generali:

1. Layout PCB

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 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. Quindi 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.

Secondo l'unità funzionale del circuito. Nella posa di tutti i componenti del circuito, devono essere rispettati i seguenti principi:

(1) Disporre la posizione di ogni unità di circuito funzionale secondo il flusso del circuito, in modo che il layout sia conveniente per la circolazione del segnale e il segnale sia mantenuto nella stessa direzione possibile.

(2) Prendete il componente centrale di ogni circuito funzionale come centro e disporrete intorno ad esso. I componenti dovrebbero essere disposti uniformemente, ordinatamente e compattamente sul PCB. Ridurre al minimo e accorciare i cavi e le connessioni tra i componenti.

(3) Per i circuiti che funzionano ad alte frequenze, devono essere presi in considerazione i parametri distribuiti tra i componenti. Generalmente, il circuito dovrebbe essere disposto in parallelo il più possibile. In questo modo, non solo bello. E facile da installare e saldare. Facile da produrre in serie.

(4) I componenti situati al bordo del circuito stampato sono generalmente non meno di 2mm di distanza dal bordo del circuito stampato. La forma migliore del circuito stampato è rettangolare. Il rapporto di aspetto è da 3:2 a 4:3. Quando la dimensione del circuito stampato è più grande di 200x150mm. La resistenza meccanica del circuito stampato deve essere considerata.

2. Cablaggio di layout PCB

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. Con una corrente di 2A, la temperatura non sarà superiore a 3°C, quindi. Una larghezza del cavo di 1,5 mm 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 una linea più ampia possibile. Soprattutto 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. Se riscaldato per lungo tempo, il foglio di rame è incline a gonfiarsi e cadere. Quando una grande area di foglio di rame deve essere utilizzata, è meglio utilizzare una forma di griglia. Questo aiuta ad eliminare il gas volatile generato dal riscaldamento dell'adesivo tra la lamina di rame e il substrato.

3. PCB 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.

Misure anti-interferenza PCB e circuiti

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.

1. 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.

2. Progettazione del filo di terra PCB

I principi della progettazione del filo di terra sono:

(1) La terra digitale è separata dalla terra analogica. Se ci sono entrambi circuiti logici e circuiti lineari sul circuito stampato, dovrebbero essere separati il più possibile. La terra del circuito a bassa frequenza dovrebbe essere messa a terra in parallelo in un unico punto il più possibile. Quando il cablaggio effettivo è difficile, può essere parzialmente collegato in serie e quindi messo a terra in parallelo. Il circuito ad alta frequenza dovrebbe essere messo a terra in più punti in serie, il filo di terra dovrebbe essere corto e affittato e il foglio di terra di grande area simile a griglia dovrebbe essere utilizzato intorno al componente ad alta frequenza il più possibile.

(2) Il filo di messa a terra dovrebbe essere il più spesso possibile. Se il filo di terra utilizza una linea molto stretta, il potenziale di terra cambia con il cambiamento della corrente, che riduce le prestazioni anti-rumore. Pertanto, il filo di terra dovrebbe essere ispessito in modo che possa passare tre volte la corrente consentita sul bordo stampato. Se possibile, il filo di messa a terra dovrebbe essere 2~3mm o più.

(3) Il filo di terra forma un ciclo chiuso. Per le schede stampate composte solo da circuiti digitali, la maggior parte dei loro circuiti di messa a terra sono disposti in loop per migliorare la resistenza al rumore.

3. 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.

I principi generali di configurazione dei condensatori di disaccoppiamento sono:

(1) Collegare un condensatore elettrolitico 10 ~ 100uf attraverso l'ingresso di potenza. Se possibile, è meglio connettersi a 100uF o più.

(2) In linea di principio, ogni chip del circuito integrato dovrebbe essere dotato di un condensatore ceramico 0.01pF. Se lo spazio della scheda stampata non è sufficiente, un condensatore 1~10pF può essere organizzato per ogni chip 4~8.

(3) Per i dispositivi con debole capacità anti-rumore e grandi cambiamenti di potenza durante l'arresto, come i dispositivi di memoria RAM e ROM, un condensatore di disaccoppiamento dovrebbe essere collegato direttamente tra la linea di alimentazione e la linea di terra del chip.

(4) I cavi del condensatore non dovrebbero essere troppo lunghi, specialmente per i condensatori di bypass ad alta frequenza.

Inoltre, vanno notati i seguenti due punti:

(1) Quando ci sono contattori, relè, pulsanti e altri componenti nei principi di progettazione del circuito stampato. Durante il loro funzionamento, verranno generate grandi scariche di scintilla e il circuito RC mostrato nella figura deve essere utilizzato per assorbire la corrente di scarica. Generalmente, R è 1 ~ 2K e C è 2.2 ~ 47UF.

(2) L'impedenza di ingresso del CMOS è molto alta ed è suscettibile all'induzione, quindi il terminale inutilizzato dovrebbe essere messo a terra o collegato a un alimentatore positivo quando in uso.