Data PCB - Penyelidikan pada Rancangan papan PCB Frekuensi Tinggi Protel 99 SE

Dengan kemajuan teknologi elektronik, kompleksiti dan skop aplikasi Papan PCB (printed circuit boards) have developed rapidly. Penjana terlibat dalam frekuensi tinggi Papan PCBs mesti mempunyai pengetahuan teori asas yang sepadan, dan juga mempunyai pengalaman yang kaya dalam produksi frekuensi tinggi Papan PCBs. Itu untuk dikatakan, sama ada ia adalah lukisan diagram skematik atau desain Papan PCB, ia patut dianggap dari persekitaran kerja frekuensi tinggi di mana ia berada, supaya ideal Papan PCB boleh dirancang. Kertas ini terutama mempelajari beberapa masalah dalam rancangan PCB frekuensi tinggi berdasarkan Protel 99 SE dari dua aspek bentangan manual dan kabel PCB frekuensi tinggi.

1、Layout design
Although Protel 99 SE has the function of automatic layout, ia tidak dapat memenuhi keperluan kerja sirkuit frekuensi tinggi. Ia sering diperlukan untuk bergantung pada pengalaman desainer dan mengikut situasi tertentu, guna kaedah bentangan manual untuk optimize dan menyesuaikan kedudukan beberapa komponen, dan kemudian menggabungkan bentangan automatik menyelesaikan rancangan keseluruhan Papan PCB. Sama ada bentangan adalah masuk akal atau tidak secara langsung mempengaruhi kehidupan, kestabilan, EMC (electromagnetic compatibility) of the product, dll., ia mesti dianggap dari bentangan keseluruhan papan sirkuit, aksesibilitas kawat dan kemudahan penghasilan Papan PCB, struktur mekanik, penyesapan panas, EMI ( Electromagnetic interference), reliability, integriti isyarat dan aspek lain dianggap secara keseluruhan. Secara umum, komponen dalam kedudukan tetap berkaitan dengan dimensi mekanik ditempatkan pertama, maka komponen istimewa dan lebih besar ditempatkan, dan komponen kecil ditempatkan. Pada masa yang sama, untuk mempertimbangkan keperluan kabel, penempatan komponen frekuensi tinggi sepatutnya sekuat mungkin, dan kabel garis isyarat sepatutnya pendek yang mungkin, dengan itu mengurangkan gangguan salib garis isyarat.

1.1 Placement of positioning inserts in relation to mechanical dimensions
Power sockets, tukar, antaramuka antara Papan PCBs, lampu indikator, dll. semua pemalam posisi berkaitan dengan dimensi mekanik. Biasanya, antaramuka antara bekalan kuasa dan Papan PCB ditempatkan di tepi Papan PCB, seharusnya ada jarak 3 mm hingga 5 mm dari pinggir Papan PCB; dioda pencemaran cahaya patut ditempatkan dengan tepat sesuai dengan yang diperlukan; switches and some fine-tuning components, Seperti induktan boleh disesuaikan, resistensi boleh diubah, dll. seharusnya diletakkan dekat tepi Papan PCB untuk memudahkan penyesuaian dan sambungan; komponen yang perlu diganti sering mesti ditempatkan dalam kedudukan dengan lebih sedikit komponen untuk diganti mudah.

1.2 Placement of special components
High-power tubes, pengubah, tabung penyesuaian dan peranti pemanasan lain menghasilkan banyak panas apabila mereka bekerja pada frekuensi tinggi, jadi ventilasi dan penyebaran panas sepatutnya dipertimbangkan dalam bentangan, dan komponen tersebut patut ditempatkan pada Papan PCB di mana udara mudah dikelilingi. tempat. Tuba penyesuaian kuasa tinggi dan tuba penyesuaian sepatutnya dilengkapi dengan radiator, seharusnya dijauhkan dari pengubah. Components that are afraid of heat, seperti kondensator elektrolitik, seharusnya juga dijauhkan dari peranti pemanasan, jika tidak elektrolit akan kering, yang menyebabkan meningkat perlawanan dan prestasi buruk, yang akan mempengaruhi kestabilan litar. Komponen yang susah gagal, seperti penyesuaian tabung, kondensator elektrolitik, reli, dll., seharusnya dipertimbangkan dengan mudah mempertahankan. Untuk titik ujian yang sering perlu diukur, perlukan perhatian bila mengatur komponen untuk memastikan rod ujian boleh dihubungi dengan mudah. Kerana medan magnetik kebocoran 50 Hz yang dijana di dalam peralatan bekalan kuasa, apabila ia disambungkan ke beberapa bahagian penyampai frekuensi rendah, ia akan mengganggu penyembah frekuensi rendah. Oleh itu, mereka mesti terpisah atau dilindungi. Semua aras penyampai boleh diatur dalam garis lurus mengikut diagram skematik. Keuntungan pengaturan ini adalah bahawa arus tanah setiap aras ditutup dan mengalir pada aras ini, yang tidak mempengaruhi kerja sirkuit lain. tahap input dan tahap output sepatutnya sejauh mungkin untuk mengurangi gangguan pasangan parasit diantara mereka. Mengingat hubungan penghantaran isyarat antara sirkuit fungsi setiap unit, sirkuit frekuensi rendah dan sirkuit frekuensi tinggi juga perlu dipisahkan, sirkuit analog dan sirkuit digital sepatutnya dipisahkan. Sirkuit terpasang patut ditempatkan di tengah Papan PCB, supaya memudahkan sambungan kawat antara setiap pin dan peranti lain. Peranti seperti induktor dan pengubah mempunyai sambungan magnetik dan patut ditempatkan secara ortogonal satu sama lain untuk mengurangkan sambungan magnetik. Selain itu, mereka semua mempunyai medan magnet yang kuat, dan sepatutnya ada ruang besar atau perisai magnetik di sekelilingnya untuk mengurangi kesan pada sirkuit lain.

Kondensator penyahpautan frekuensi tinggi yang sesuai patut dikonfigur pada bahagian kunci PCB. Contohnya, kondensator elektrolitik 10 μF hingga 100 μF sepatutnya disambung ke hujung input bekalan kuasa PCB, dan 0.01 pF sepatutnya disambung dekat pin bekalan kuasa sirkuit terintegrasi. kondensator keramik. Beberapa sirkuit juga dilengkapi dengan frekuensi tinggi yang sesuai atau kola tersedak frekuensi rendah untuk mengurangkan pengaruh antara sirkuit frekuensi tinggi dan rendah. Titik ini patut dianggap bila merancang dan melukis diagram skematik, jika tidak ia akan mempengaruhi prestasi sirkuit. Jarak diantara komponen sepatutnya sesuai, dan jarak sepatutnya mempertimbangkan sama ada ada ada kemungkinan untuk pecah atau menyalakan diantaranya. Untuk amplifier dengan sirkuit tarik-tolak dan sirkuit jambatan, perhatian patut diberikan kepada simetri parameter elektrik komponen dan simetri struktur, sehingga parameter distribusi komponen simetri sebanyak mungkin. Selepas selesai bentangan manual komponen utama, kaedah penguncian komponen patut diterima supaya komponen ini tidak bergerak semasa bentangan automatik. Iaitu, laksanakan perintah Sunting ubah atau pilih Terkunci dalam Ciri-ciri komponen untuk menguncinya dan tidak bergerak lagi.

1.3 Placement of common components
For common components, seperti penahan, kondensator, dll., ia patut dianggap dari beberapa aspek, seperti persediaan tertib komponen, saiz ruang sibuk, aksesibilitas kawat dan kemudahan penyelamatan, dll., dan kaedah bentangan automatik boleh diadopsi.

2. Design of wiring
Wiring is the general requirement for realizing high-frequency Papan PCB desain berdasarkan bentangan yang masuk akal. Penghalaan termasuk penghalaan automatik dan penghalaan manual. Biasanya, walaupun bilangan baris isyarat kunci, garis isyarat ini dijalankan secara manual dahulu. Selepas kabel selesai, kawat garis isyarat ini diperiksa dengan hati-hati. Selepas pemeriksaan selesai, mereka telah diselesaikan, dan kawat lain dijalurkan secara automatik. Itulah, kombinasi kabel manual dan automatik digunakan untuk menyelesaikan kabel Papan PCB.

Dalam proses kabel frekuensi tinggi Papan PCB, perhatian istimewa perlu diberikan kepada aspek berikut.

2.1 The direction of wiring
The wiring of the circuit adopts a full straight line according to the flow direction of the signal, dan boleh disempurnakan dengan garis patah 45° atau lengkung lingkaran apabila penukaran diperlukan, yang boleh mengurangkan emisi luaran dan pasangan antara satu sama lain isyarat frekuensi tinggi. Kawalan garis isyarat frekuensi tinggi sepatutnya pendek yang mungkin. According to the operating frequency of the circuit, panjang kawalan garis isyarat patut dipilih secara rasional, yang boleh mengurangi parameter distribusi dan mengurangi kehilangan isyarat. Bila membuat panel dua sisi, kawat adalah tegak, oblik, atau lengkung untuk menyentas pada dua lapisan bersebelahan. Janganlah selari satu sama lain, yang boleh mengurangi gangguan dan pasangan parasit. Garis isyarat frekuensi tinggi dan garis isyarat frekuensi rendah patut dipisahkan sebanyak mungkin, dan tindakan pelindung perlu diambil jika perlu untuk mencegah gangguan antara satu sama lain. Untuk terminal input isyarat dengan penerimaan lemah, ia mudah diganggu oleh isyarat luaran, dan wayar tanah boleh digunakan sebagai perisai untuk mengelilinginya atau melindungi sambungan frekuensi tinggi. Kawalan paralel patut dihindari pada tahap yang sama, jika tidak parameter distribusi akan dikenalpasti, yang akan mempengaruhi litar. Jika ia tidak dapat dihindari, foil tembaga berdasar boleh diperkenalkan diantara dua garis selari untuk membentuk garis pengasingan. In digital circuits, bagi garis isyarat berbeza, mereka sepatutnya dipasang-pasang, cuba membuat mereka selari dan dekat bersama, dan mempunyai sedikit perbezaan dalam panjang.

2.2 The form of wiring
In the wiring process of the Papan PCB, lebar jejak ditentukan oleh kekuatan pegangan antara wayar dan substrat lapisan yang mengisolasi dan kekuatan semasa mengalir melalui wayar. Apabila tebal lembaga adalah 0.05mm and the width is 1mm to 1.5mm, semasa 2A boleh dilewati. Suhu tidak akan lebih tinggi dari 3. Kecuali beberapa jejak istimewa, lebar jejak lain pada lapisan yang sama seharusnya sebanyak mungkin. Jarak kawat dalam sirkuit frekuensi tinggi akan mempengaruhi saiz kapasitasi dan induktansi yang disebarkan, dengan itu mempengaruhi kehilangan isyarat, kestabilan sirkuit dan gangguan disebabkan oleh isyarat. Dalam sirkuit tukar kelajuan tinggi, jarak kawat akan mempengaruhi masa pemindahan isyarat dan kualiti bentuk gelombang. Oleh itu, the spacing of the wiring should be greater than or equal to 0.5 mm, dan selama ia dibenarkan, the Papan PCB kawat patut guna garis relatif luas. Seharusnya terdapat jarak tertentu antara wayar dicetak dan pinggir Papan PCB ((tidak kurang dari tebal papan)), yang tidak hanya memudahkan pemasangan dan mesinan, tetapi juga meningkatkan prestasi pengisihan. Apabila bertemu garis yang hanya boleh disambung dalam bulatan besar dalam kawat, gunakan petunjuk terbang, yang, sambung secara langsung dengan garis pendek untuk mengurangi gangguan disebabkan oleh kawat jarak panjang. Rangkaian yang mengandungi unsur-sensitif magnet lebih sensitif kepada medan magnet sekeliling, dan sudut kawat mudah untuk radiasi gelombang elektromagnetik apabila sirkuit frekuensi tinggi berfungsi. Kabel pada aras yang sama tidak dibenarkan untuk mempunyai crossover. Untuk garis yang boleh menyeberang, kaedah "pengeboran" dan "pengeboran" boleh digunakan untuk menyelesaikannya, yang, biarkan "latihan" memimpin dari ruang di bawah pins peranti lain seperti penangkap, kondensator, unit synonyms for matching user input, dll., atau dari garis yang boleh menyeberangi Satu hujung utama "wraps" di atasnya. Dalam kes khas, if the circuit is very complex, untuk mempermudahkan rancangan, it is also allowed to use wire jumpers to solve the crossover problem. Apabila frekuensi operasi sirkuit frekuensi tinggi adalah tinggi, persamaan impedance kawat dan kesan antena juga perlu dianggap.

2.3 Wiring requirements for power cables and ground cables
According to the size of different working current, cuba meningkatkan lebar garis kuasa. Frekuensi tinggi Papan PCB seharusnya menggunakan kawasan tanah yang besar sebanyak yang mungkin dan meletakkannya pada pinggir Papan PCB, yang boleh mengurangkan gangguan isyarat luaran ke sirkuit; Tekanan lebih dekat dengan tekanan tanah. Kaedah pendaratan patut dipilih mengikut situasi khusus. Ia berbeza dari sirkuit frekuensi rendah. Kabel mendarat sirkuit frekuensi tinggi sepatutnya didarat di tanah terdekat atau di titik berbilang. Kabel mendarat sepatutnya pendek dan tebal untuk minimumkan impedance tanah. Keperlukan semasa yang dibenarkan boleh mencapai 3 kali piawai semasa berfungsi. Kawalan pendaratan bagi pembicara patut disambung ke titik pendaratan bagi tahap output penyampai kuasa pada Papan PCB, dan tidak boleh dihukum secara arbitrari. Semasa proses kabel, beberapa kawat yang masuk akal sepatutnya dikunci dalam masa untuk mengelak kawat berulang. Itulah, execute the EditselectNet command and select Locked in the pre-wiring properties to lock it and no longer move.

3. Design pads and copper plating

3.1 Pads and Apertures
In the case of ensuring that the wiring spacing does not violate the designed electrical spacing, desain pad patut lebih besar untuk memastikan lebar cincin yang cukup. Secara umum, lubang dalaman pad sedikit lebih besar daripada diameter lead komponen, dan rancangan ini terlalu besar, dan mudah membentuk penywelding maya semasa penywelding. The outer diameter D of the pad is generally not less than (d+1.2) mm, di mana d ialah diameter dalaman pad. Untuk beberapa Papan PCBs dengan densiti relatif tinggi, the value of the pad can be (d+1.0) mm. Bentuk pad biasanya ditetapkan untuk bulat, tetapi pad sirkuit integrasi DIP berkemas mengadopsi bentuk jalur balapan, yang boleh meningkatkan kawasan pad dalam ruang terbatas, yang bermanfaat untuk tentera litar terpasang. Sambungan antara kawat dan pad patut menjadi transisi licin, yang, apabila lebar kawat memasuki pad bulat lebih kecil daripada diameter pad bulat, desain air mata patut digunakan. Perlu dicatat bahawa saiz diameter dalaman d pad berbeza, dan ia patut dianggap mengikut saiz diameter lead komponen sebenar, seperti lubang komponen, meletakkan lubang dan lubang slot. Jarak lubang pads juga patut dianggap mengikut kaedah pemasangan komponen sebenar. Contohnya, komponen seperti penahan, diod, dan kondensator tubular mempunyai dua kaedah pemasangan: "menegak" dan "mengufuk". Jarak lubang dua kaedah ini berbeza. Selain itu, desain ruang lubang pad patut juga mempertimbangkan keperluan ruang antara komponen, terutama ruang antara komponen istimewa perlu dijamin oleh jarak lubang antara pads. Dalam frekuensi tinggi Papan PCB, bilangan penapis patut dikurangkan, yang tidak hanya boleh mengurangkan kapasitas yang disebarkan, tetapi juga meningkatkan kekuatan mekanik Papan PCB. In a word, dalam rancangan frekuensi tinggi Papan PCB, desain pad dan bentuknya, bukaan dan ruang lubang tidak hanya perlu mempertimbangkan khasnya, tetapi juga memenuhi keperluan proses produksi. Rancangan piawai tidak hanya boleh mengurangi kos produk, tetapi juga meningkatkan efisiensi produksi sambil memastikan kualiti produk.

3.2 Copper plating
The main purpose of copper coating is to improve the anti-interference ability of the circuit, dan pada masa yang sama, ia sangat berguna untuk penyebaran panas Papan PCB dan kekuatan Papan PCB. Namun, foli tembaga garis-luas tidak dapat digunakan, kerana apabila Papan PCB digunakan terlalu lama, sejumlah besar panas akan dihasilkan, dan lembaran tembaga itu cenderung untuk berkembang dan jatuh. Fol tembaga, dan menyambungkan grid dengan rangkaian mendarat sirkuit, sehingga grid mempunyai kesan perlindungan yang lebih baik. Saiz grid ditentukan oleh frekuensi gangguan yang akan dilindungi. Selepas selesai desain penghalaan, pads dan vias, a DRC (Design Rule Check) should be performed. Perbezaan antara graf yang direka dan peraturan yang ditakrif disenaraikan secara terperinci dalam hasil pemeriksaan, dan rangkaian yang tidak memenuhi keperluan boleh ditemui. Namun, DRC sepatutnya diparameter sebelum kawat sebelum menjalankan DRC, yang, melaksanakan perintahDesign Rule Check.

4、Conclusion
The design of high-frequency circuit Papan PCB adalah proses kompleks, melibatkan banyak faktor, yang mungkin secara langsung berkaitan dengan prestasi kerja sirkuit frekuensi tinggi. Oleh itu, desainer perlu terus menerus kaji dan mengeksplorasi dalam kerja sebenar, mengumpulkan pengalaman, and combine new EDA (Electronic Design Automation) technology to design high-frequency circuit Papan PCB dengan prestasi yang hebat.