PCBブログ - 高品質PCBボードの設計は在庫に注意すべきである

部品を合理的に配置することは、高品質PCBボードのレイアウトを設計する基本的な前提である。コンポーネントレイアウトコンポーネントレイアウトの要件には、インストール、フォース、熱、信号、美学があります。1.1。インストールとは、特定のアプリケーションでシャーシ、ハウジング、スロットに回路基板をスムーズに取り付けるための一連の基本的な要件であり、空間的な干渉や短絡などの事故を回避し、指定されたコネクタをシャーシまたはハウジング上の指定された位置に保持することを意味します。必要です。私はここで詳細については話しません。

1.2. 力回路基板は取り付けと作業中の各種外力と振動に耐えられるべきである。そのため、回路基板は合理的な形状を持つべきで、基板上の各種孔（ねじ孔、異形孔）の位置は合理的に配置すべきである。一般に、穴と板縁との間の距離は、穴の直径よりも少なくとも大きくなければならない。同時に、異形穴による板の弱い部分も十分な曲げ強度を持つべきであることにも注意しなければならない。特に、ボード上のデバイスハウジングから直接「延長」されたコネクタは、長期的な信頼性を確保するために合理的に固定されている必要があります。1.3。発熱が深刻な大電力機器については、放熱条件を確保するほか、適切な位置に配置することに注意しなければならない。特に複雑なシミュレーションシステムでは、これらのデバイスが発生する温度場が脆弱なプリアンプ回路に与える悪影響に特に注意しなければならない。通常、電力が非常に大きい部分は個別のモジュールを作成し、信号処理回路との間に一定の断熱措置をとる必要があります。信号信号干渉はPCBレイアウト設計において考慮すべき重要な要素である。いくつかの基本的な側面は、弱信号回路と強信号回路との分離または分離、AC部分はDC部分から分離され、高周波部分と低周波部分との分離、信号線の方向に注意する、接地線のレイアウト措置1.5。美観は素子の整然とした配置だけでなく、優雅で滑らかな配線も考慮しなければならない。一般の素人は前者を強調することがあるので、回路設計の利害を一方的に評価するために、製品のイメージに対して、性能要求が厳しくない場合、前者を優先すべきである。しかし、高性能の場合、デュアルパネルを使用しなければならず、回路基板もパッケージ化されている場合は、通常は見えないが、まず配線の美しさを強調すべきである。次の節では、配線の「美学」について詳しく説明します。配線原理以下に、文献では一般的ではないいくつかの耐干渉対策を詳細に紹介する。実際の応用において、特に製品試作において、依然としてデュアルパネルが大量に使用されていることを考慮して、以下の内容は主にデュアルパネルを対象としている。接線の「美学」が曲がるときは、直角を避け、できるだけ斜線や弧線を使って移行します。配線は整然と秩序正しく、集中的に配置しなければならず、異質信号の相互干渉を回避するだけでなく、検査と修正も容易である。デジタルシステムでは、同じ陣営の信号線（データ線やアドレス線など）間の干渉を心配する必要はありませんが、読み書きやクロックなどの制御信号は地線で隔離して保護しなければなりません。地上を大面積に敷設する場合（以下、さらに検討する）には、できるだけ地線（実際には地上の「表面」であるべき）と信号線との間の合理的かつ等しい距離を保ち、短絡や漏電を防止しながらできるだけ近くに置く。弱電システムの場合は、アースと電源ケーブルをできるだけ近づける必要があります。表面実装部品を使用するシステムでは、信号線は前面まで延びている必要があります。接地線配置文献には接地線の重要性と配置原則について多くの議論があるが、実際のPCBボードにおける接地線配置についてはまだ詳細で正確な紹介が不足している。私の経験では、システムの信頼性を高めるために（実験プロトタイプを作るだけではなく）、アース線の重要性はどのように強調しても過言ではありません。特に弱い信号処理では。そのためには、「大面積舗装」の原則を全力を尽くして実行しなければならない。電源線レイアウトと電源フィルタ一般文献では、電源線はできるだけ厚くすべきだと言われていますが、私はあまり同意しません。高出力の場合（平均電源電流が1秒以内に1 Aに達する可能性がある）のみ、十分な電源線幅を確保する必要があります（私の経験によると、1 A電流あたり50 milはほとんどの場合のニーズを満たすことができます）。信号干渉を防ぐためだけであれば、電源ケーブルの幅は重要ではありません。さらに、より細い電源ケーブルの方が有益な場合もあります。電源の品質は一般的にはそれだけではなく、電源の変動と重畳の干渉にあります。電源干渉を解決する鍵はフィルタ容量！もしあなた方の応用が電気エネルギーの品質に厳しい要求があれば、お金をけちけちしてフィルタコンデンサを買うな！フィルタコンデンサを使用する際には、回路全体の電源入力端子に「トータル」フィルタ処理が必要であり、様々なタイプのコンデンサが互いに整合している必要があり、「同じものは少なくてはならない」、少なくともJは悪いことではない。デジタルシステムでは、少なくとも100 uF電解＋10 uFタンタル＋0.1 uFパッチ＋1 nFパッチ。高周波（100 kHz）100 uF電解質＋10 uFチタン＋0.47 uFパッチ＋0.1 uEパッチ。交流シミュレーションシステム：直流と低周波シミュレーションシステム：1000 uF｜1000 uF電解＋10 uFタンタル+1 uFパッチ+0.1 uFパッチ重要なチップの周りにはフィルタ容量のセットが必要です。デジタルシステムでは、0.1 uFのパッチで十分なのが一般的で、重要なチップや動作電流の大きいチップにも10 uFのタンタルチップや1 uFのチップ、および動作周波数の高いチップ（CPU、結晶）を接続する必要があります10 nF｜470 pFまたは1 nFも接続する必要があります。このコンデンサはできるだけチップの電源ピンに近づき、できるだけ直接接続し、小さいほど良い。チップフィルタキャパシタの場合は、内部（フィルタキャパシタからチップ電源ピンまで）をできるだけ厚くする必要があります。複数の細い線を並べて使用できるようにするとよいでしょう。フィルタコンデンサが低（AC）インピーダンス電圧源を提供し、AC結合干渉を抑制することにより、コンデンサピンの外の電源線（主電源からフィルタコンデンサまでの部分を指す）はそれほど重要ではなく、線幅は厚すぎる必要はなく、少なくともこのために大量の回路基板面積を占有する必要はない。いくつかのアナログシステムでは、電源入力はさらに干渉を抑制するためにRCフィルタネットワークを必要とし、細い電源ラインはRCフィルタの抵抗器としてしか機能しないことがあり、これは有益である。動作温度の変化範囲が大きいシステムでは、アルミニウム電解コンデンサの性能が低下し、低温でフィルタ効果が失われることに注意してください。この場合、適切なタンタル電気容器を使用する必要があります。例えば、470 uFアルミニウムの代わりに100 uFタンタル｜1000 uFアルミニウムを用いたり、100 uFアルミニウムの代わりに22 uFタンタルシートを用いたりする。アルミニウム電解コンデンサを高出力加熱装置に近づきすぎないように注意する。

3.騒音と電磁干渉を低減した経験がある。（1）低速チップが使用可能であれば、高速チップは必要なく、要部は高速チップを使用する。（2）抵抗器を直列に接続して、制御回路の上縁と下縁の変換速度を下げることができる。（3）リレーなどに何らかの形の減衰を提供しようとする。（4）システムの要件に合った周波数クロックを使用する。（5）クロックジェネレータは、できるだけクロックを使用するデバイスに近づける。水晶発振器ハウジングは接地されている。（6）接地線でクロック領域を囲み、クロック線をできるだけ短くする。（7）電解コンデンサの代わりに大容量タンタルコンデンサまたは多冷コンデンサを回路充放電貯蔵コンデンサとして使用する。チューブコンデンサを使用する場合は、ハウジングは接地されます。（8）MCDの不要端はハイレベルまたは接地に接続されるか、出力端として定義されるべきである。集積回路は電源アースの一端に接続しなければならず、浮動してはならない。（9）不使用のゲート回路の入力端子をフローティングにせず、不使用のオペアンプの正入力端子を接地し、負入力端子を出力端子に接続する。（10）プリント基板は、高周波信号の外部送信と結合を低減するために、できるだけ90線ではなく45線を使用しなければならない。（11）プリント基板は周波数と電流スイッチング特性に基づいて区分され、ノイズ成分と非ノイズ成分の間の距離はより遠くなるべきである。（12）シングルパネルとダブルパネルのシングルポイント電源とシングルポイント接地、電源線とアース線はできるだけ厚くしなければならない。経済的条件が許すなら、多層板を使用して電源と接地の容量インダクタンスを下げることができる。（13）クロック、バス、チップ選択信号はI／Oラインとコネクタから離れていなければならない。（14）アナログ電圧入力線と基準電圧端子は、デジタル回路信号線、特にクロックからできるだけ離れていなければならない。（15）A/D設備については、デジタル部分とアナログ部分は統一したほうがよく、移管したくない。（16）I/O線に垂直なクロック線は平行I/O線より干渉が小さく、クロックコンポーネントピンはI/Oケーブルから離れている。（17）素子ピンはできるだけ短く、デカップリングコンデンサピンはできるだけ短くしなければならない。（18）重要な線はできるだけ太く、両側に保護接地を加えなければならない。高速道路は短くてまっすぐでなければならない。（19）ノイズに敏感な回線は、大電流、高速スイッチング回線と平行であるべきではない。（20）石英結晶やノイズに敏感な機器の下に配線しない。（21）弱信号回路については、低周波回路の周囲に電流回路を形成しない。（22）信号にループを形成しないでください。避けられない場合は、ループ面積をできるだけ小さくしてください。（23）各集積回路に1つのデカップリングコンデンサ。各電解コンデンサの隣に小型高周波バイパスコンデンサを追加する必要があります。（24）プリント基板に入った信号はフィルタリングされ、高ノイズ領域からの信号もフィルタリングされるべきである。同時に、直列端子抵抗の方法を採用して信号反射を減らすべきである。I/Oドライバ回路は、できるだけ早くプリント基板から離れることができるように、PCB基板のエッジに近いようにしてください。