Data PCB - Kemampuan bentangan papan PCB, jurutera pintar faham

Papan PCB, also known as printed circuit board (Printed Circuit Board), boleh sedar sambungan sirkuit dan penyelesaian fungsi antara komponen elektronik, dan juga sebahagian penting dari desain sirkuit kuasa. Hari ini, artikel ini akan memperkenalkan peraturan asas Papan PCB bentangan dan kabel.

1. Peraturan Asas Bentangan Komponen

1) Bentangan mengikut modul sirkuit, sirkuit berkaitan yang menyadari fungsi yang sama dipanggil modul, komponen dalam modul sirkuit patut menerima prinsip konsentrasi terdekat, dan sirkuit digital dan sirkuit analog patut dipisahkan pada masa yang sama;

2) Jangan lekap komponen dan peranti dalam 1,27 mm sekitar lubang yang tidak lekap seperti lubang kedudukan dan lubang piawai, dan jangan lekap komponen dalam 3,5 mm (untuk M2.5) dan 4 mm (untuk M3) sekitar lubang lekap seperti skru;

3) Lupakan meletakkan butang di bawah komponen seperti resisten yang diletak secara mengufuk, induktor (plug-in), dan kondensator elektrolitik untuk menghindari sirkuit pendek antara butang dan shell komponen selepas penyelamatan gelombang;

4) Jarak antara luar komponen dan pinggir papan ialah 5 mm;

5) Jarak antara sisi luar pad komponen yang diletak dan sisi luar komponen yang diletak disebelah lebih besar dari 2mm;

6) Komponen shell logam dan bahagian logam (kotak perisai, dll.) tidak boleh menyentuh komponen lain, dan tidak boleh dekat dengan garis dan pads cetak, dan ruang sepatutnya lebih besar dari 2mm. Saiz lubang kedudukan, lubang pemasangan penyelesaian, lubang eliptik dan lubang persegi lain dalam piring lebih besar dari 3mm dari pinggir piring;

7) Elemen pemanasan tidak boleh dekat dengan kawat dan elemen panas; unsur pemanasan tinggi patut disebarkan secara bersamaan;

8) Soket kuasa sepatutnya diatur disekitar papan cetak sebanyak mungkin, dan terminal bar bas yang disambung ke soket kuasa sepatutnya diatur di sisi yang sama. Perhatian istimewa perlu diambil untuk tidak mengatur soket kuasa dan konektor tentera lain antara konektor, untuk memudahkan soldering soket dan konektor ini, dan rancangan dan ikatan kabel kuasa. Penjarakan persediaan soket kuasa dan sambungan penyelamatan patut dianggap untuk memudahkan penyisipan dan pembuangan plug kuasa;

9) Peraturan komponen lain: Semua komponen IC disesuaikan secara unilateral, komponen kutub ditandai dengan jelas dengan polariti, dan tanda polariti pada papan cetak yang sama tidak sepatutnya lebih dari dua arah. Apabila dua arah muncul, kedua arah itu bertentangan satu sama lain.

10) Kabel di papan patut padat dengan betul, dan apabila perbezaan pada padat terlalu besar, ia patut diisi dengan foil tembaga mata, dan saiz mata patut lebih besar dari 8 mil (atau 0,2 mm);

11) Seharusnya tidak ada lubang melalui pads patch, untuk menghindari kehilangan paste askar dan menyebabkan komponen menjadi askar. Garis isyarat penting tidak dibenarkan untuk melewati antara pin soket;

12) Patch disesuaikan pada satu sisi, arah aksara sama, dan arah pakej sama;

13) Untuk peranti dengan polaritas, arah penandaan polaritas pada papan yang sama sepatutnya sesuai mungkin.

2. Peraturan kabel komponen

1) Di kawasan di mana kawat kurang dari atau sama dengan 1mm dari pinggir papan PCB, dan dalam 1mm di sekitar lubang lekapan, kawat dilarang;

2) Garis kuasa seharusnya sebanyak mungkin dan seharusnya tidak kurang dari 18 juta; the signal line width should not be less than 12mil; garis input dan output cpu tidak sepatutnya kurang dari 10 mil (atau 8 mil); jarak garis tidak boleh kurang dari 10 mil;

3) Normal melalui lubang tidak kurang dari 30 mil;

4) Dua dalam baris: pad 60mil, bukaan 40mil; perlawanan 1/4W: 51*55mil (lekapan permukaan 0805); Pad dalam baris 62mil, terbuka 42mil; kondensator tanpa elektrik: 51*55mil (lekapan permukaan 0805); Apabila dalam talian, pad adalah 50 mil, dan terbuka adalah 28 mil;

5) Note that the power wire and the ground wire should be as radial as possible, and the signal wire should not be looped.

3. Bagaimana untuk meningkatkan kemampuan anti-gangguan dan kompatibilitas elektromagnetik

Bagaimana untuk meningkatkan kemampuan anti-gangguan dan kompatibilitas elektromagnetik bila mengembangkan produk elektronik dengan pemproses?

3.1 Sistem berikut patut memberi perhatian istimewa kepada gangguan anti-elektromagnetik:

1) Sistem dimana frekuensi jam mikrokawal sangat tinggi dan siklus bas sangat cepat.

2) Sistem mengandungi sirkuit pemacu kuasa tinggi, semasa tinggi, seperti relai yang menghasilkan percikan, switches semasa tinggi, dll.

3) Sistem dengan sirkuit isyarat analog lemah dan sirkuit pertukaran A/D tinggi.

3.2 Ambil tindakan berikut untuk meningkatkan kemampuan gangguan anti-elektromagnetik sistem:

1) Pilih mikrokawal dengan frekuensi rendah: Memilih mikrokawal dengan frekuensi jam luaran rendah boleh mengurangkan bunyi dan meningkatkan kemampuan anti-gangguan sistem. Gelombang kuasa dua dan gelombang sinus frekuensi yang sama, komponen frekuensi tinggi dalam gelombang kuasa dua lebih daripada gelombang sinus. Walaupun amplitud komponen frekuensi tinggi gelombang kuasa dua lebih kecil daripada gelombang asas, lebih tinggi frekuensi, lebih mudah ia untuk mengeluarkan dan menjadi sumber bunyi. Bunyi frekuensi tinggi yang mempengaruhi yang dijana oleh pengendali mikro adalah kira-kira 3 kali frekuensi jam.

2) Kurangkan kerosakan dalam penghantaran isyarat

Pemegang mikro kebanyakan dicipta menggunakan teknologi CMOS kelajuan tinggi. The static input current of the signal input terminal is about 1mA, the input capacitance is about 10PF, the input impedance is quite high, and the output terminal of the high-speed CMOS circuit has a considerable load capacity, that is, a considerable output value. Masalah refleksi adalah sangat serius apabila garis panjang dipimpin ke hujung input dengan impedance input relatif tinggi, yang akan menyebabkan gangguan isyarat dan meningkatkan bunyi sistem. Apabila Tpd>Tr, ia menjadi masalah garis penghantaran, dan masalah seperti refleksi isyarat dan persamaan impedance mesti dianggap. Masa lambat isyarat pada papan sirkuit cetak berkaitan dengan keterlaluan karakteristik bagi pemimpin, iaitu, berkaitan dengan konstan dielektrik bagi bahan papan sirkuit cetak. Ia boleh dianggap kira-kira kelajuan penghantaran isyarat pada papan cetak memimpin kira-kira 1/3 hingga 1/2 kelajuan cahaya. Tr (masa lambat piawai) bagi komponen telefon logik yang biasa digunakan dalam sistem yang terdiri dari mikrokawal adalah antara 3 dan 18 ns. Pada papan sirkuit cetak, isyarat melewati resistor 7W dan lead panjang 25cm, dan masa lambat wayar adalah kira-kira antara 4~20ns. Maksud saya, semakin pendek isyarat memimpin pada sirkuit cetak, semakin lama ia tidak sepatutnya melebihi 25 cm. Bila masa naik isyarat lebih cepat daripada masa lambat isyarat, ia diproses mengikut elektronik cepat. Pada masa ini, sepadan impedance garis penghantaran patut dianggap. Untuk penghantaran isyarat diantara blok terintegrasi pada papan sirkuit cetak, situasi Td>Trd patut dihindari. Lebih besar papan sirkuit cetak, lebih cepat kelajuan sistem.

3) Kurangkan gangguan salib antara garis isyarat: isyarat langkah dengan masa naik Tr pada titik A dihantar ke hujung B melalui AB utama. Masa lambat isyarat pada garis AB adalah Td. Pada titik D, disebabkan penghantaran depan isyarat pada titik A, refleksi isyarat selepas mencapai titik B dan lambat garis AB, - isyarat denyut halaman dengan lebar Tr akan disebabkan selepas masa Td. Pada titik C, disebabkan transmisi dan refleksi isyarat pada AB, isyarat denyut positif dengan lebar dua kali lebih lambat masa isyarat pada garis AB, iaitu, 2Td, disebabkan. Ini adalah gangguan salib antara isyarat. Kekuatan isyarat mengganggu berkaitan dengan di/at isyarat di titik C, yang berkaitan dengan jarak antara garis. Apabila dua garis isyarat tidak terlalu panjang, apa yang sebenarnya dilihat pada AB adalah superposisi dua denyut. Pemegang mikro yang dibuat oleh proses CMOS mempunyai impedance input tinggi, bunyi tinggi, dan toleransi bunyi tinggi. Sirkuit digital ditolak dengan bunyi 100~200mv dan tidak mempengaruhi kerja mereka. Jika garis AB dalam angka adalah isyarat analog, jenis gangguan ini menjadi tidak boleh diterima. Contohnya, apabila papan sirkuit dicetak adalah papan empat lapisan, salah satunya adalah tanah kawasan besar, atau papan dua sisi, apabila sisi belakang garis isyarat adalah tanah kawasan besar, gangguan salib antara isyarat akan dikurangkan. The reason is that the large area of ground reduces the characteristic impedance of the signal line, and the reflection of the signal at the D end is greatly reduced. Impedasi karakteristik adalah secara bertentangan dengan kuasa dua konstan dielektrik medium diantara garis isyarat dan tanah, dan adalah bertentangan dengan logaritma alami tebal medium. Jika garis AB adalah isyarat analog, untuk menghindari gangguan garis isyarat litar digital CD ke AB, sepatutnya ada kawasan besar tanah dibawah garis AB, dan jarak dari garis AB ke garis CD sepatutnya lebih besar dari 2~3 kali jarak antara garis AB dan tanah. Perisai sebahagian boleh digunakan, dan wayar tanah diatur di sebelah kiri dan kanan utama di sebelah dengan persatuan utama.

4) Kurangkan bunyi dari bekalan kuasa

Semasa menyediakan tenaga kepada sistem, bekalan tenaga juga menambah bunyi kepada bekalan tenaga yang disediakan. Garis reset, garis ganggu, dan garis kawalan lain mikrokawal dalam sirkuit mudah diganggu oleh bunyi luar. Kegangguan kuat pada grid memasuki sirkuit melalui bekalan kuasa, dan walaupun dalam sistem kuasa bateri, bateri sendiri mempunyai bunyi frekuensi tinggi. Isyarat analog dalam sirkuit analog lebih menentang gangguan dari sumber kuasa.

5) Perhatikan karakteristik frekuensi tinggi papan sirkuit cetak dan komponen

Dalam kes frekuensi tinggi, induktansi yang disebarkan dan kapasitasi pemimpin, vias, resistors, kondensator, dan konektor pada papan sirkuit cetak tidak boleh diabaikan. Induktansi distribusi kondensator tidak boleh diabaikan, dan kondensasi distribusi induktor tidak boleh diabaikan. Penolakan menghasilkan refleksi isyarat frekuensi tinggi, dan kapasitas yang disebarkan bagi pemimpin akan bermain peran. Apabila panjang lebih dari 1/20 panjang gelombang yang sepadan dengan frekuensi bunyi, kesan antena akan dijana, dan bunyi akan dihancurkan melalui pemimpin. Via papan sirkuit dicetak menyebabkan sekitar 0.6pf kapasitas. Bahan pakej sirkuit terpasang sendiri memperkenalkan kapasitasi 2~6pf. Name Soket IC 24 pin dalam baris dua dengan inductans yang disebarkan 4~18nH. Parameter distribusi kecil ini tidak dapat dilihat untuk garis ini sistem mikrokawal pada frekuensi yang lebih rendah; perhatian istimewa perlu diberikan kepada sistem kelajuan tinggi.

6) Bentangan komponen patut dibahagi secara rasional

Kedudukan komponen yang diatur pada papan sirkuit cetak sepatutnya mempertimbangkan keseluruhan masalah gangguan anti-elektromagnetik. Salah satu prinsip adalah bahawa pemimpin antara komponen seharusnya sebagai pendek yang mungkin. Dalam bentangan, bahagian isyarat analog, bahagian sirkuit digital kelajuan tinggi, dan bahagian sumber bunyi (seperti relay, switches-current tinggi, dll.) sepatutnya dipisahkan secara rasional, sehingga sambungan isyarat diantaranya.

G Jaga wayar tanah

Pada papan sirkuit cetak, kuasa dan kawat tanah adalah penting. Untuk mengatasi gangguan elektromagnetik, cara utama adalah mendarat. For the double-sided panel, the ground wire layout is very particular. Dengan mengadopsi kaedah pendaratan titik tunggal, bekalan kuasa dan tanah tersambung ke papan sirkuit cetak dari kedua-dua hujung bekalan kuasa, dengan satu kenalan untuk bekalan kuasa dan satu kenalan untuk tanah. Pada papan sirkuit cetak, mesti terdapat beberapa kawat tanah kembali, dan ini akan dikumpulkan pada kontak bekalan kuasa kembali, yang disebut pendaratan titik tunggal. Yang disebut pemisahan tanah analog, tanah digital, dan tanah peranti kuasa tinggi bermakna bahawa wayar dipisahkan, dan mereka semua dibawa bersama-sama ke titik tanah ini. Apabila menyambung ke isyarat selain papan sirkuit cetak, kabel pelindung biasanya digunakan. Untuk frekuensi tinggi dan isyarat digital, kabel yang dilindungi terkawal di kedua-dua ujung. Kabel dilindungi untuk isyarat analog frekuensi rendah sepatutnya didarat pada satu hujung. Rangkaian yang sangat sensitif kepada bunyi dan gangguan atau sirkuit yang sangat bunyi frekuensi tinggi sepatutnya dilindungi dengan penutup logam.

7) Gunakan kapasitor pemisahan dengan baik

Kondensator pemisahan frekuensi tinggi yang baik boleh membuang komponen frekuensi tinggi hingga 1GHZ. Kondensator cip keramik atau kondensator keramik berbilang lapisan mempunyai ciri-ciri frekuensi tinggi yang lebih baik. Apabila merancang papan sirkuit dicetak, kondensator pemisahan patut ditambah antara bekalan kuasa setiap sirkuit terpasang dan tanah. Kondensator pemisahan mempunyai dua fungsi: pada satu sisi, ia adalah kondensator penyimpanan tenaga sirkuit terpasang, yang menyediakan dan menyerap tenaga pencarian dan pembuangan sirkuit terpasang pada saat membuka dan menutup pintu; di sisi lain, ia melepasi bunyi frekuensi tinggi peranti. Kondensator pemisahan biasa dalam sirkuit digital ialah 0.1uf. Kondensator penyahpautan mempunyai induktan terhapus 5nH, dan frekuensi resonansi selari adalah sekitar 7MHz, yang bermakna ia mempunyai kesan penyahpautan yang baik untuk bunyi di bawah 10MHz. Bunyi hampir tak berfungsi. 1uf, kondensator 10uf, frekuensi resonansi selari di atas 20MHz, kesan penghapusan bunyi frekuensi tinggi lebih baik. Di mana kuasa pergi ke papan dan kondensator frekuensi 1uf atau 10uf de-tinggi sering berguna, walaupun sistem berkuasa bateri memerlukan ini. Setiap 10 potongan sirkuit terintegrasi patut menambah kondensator muatan dan lepaskan, atau kondensator penyimpanan dan lepaskan, dan saiz kondensator boleh menjadi 10uf. Tiada kondensator elektrolitik digunakan. Kondensator elektrolitik berguling dengan dua lapisan filem Pu. Struktur berguling ini bertindak sebagai induktan pada frekuensi tinggi. Guna kondensator bilis atau kondensator polikarbonat. Pemilihan nilai kondensator penyahpautan tidak ketat, ia boleh dihitung mengikut C=1/f; iaitu, 10MHz mengambil 0.1uf, dan untuk sistem yang terdiri dari mikrokawal, ia boleh menjadi antara 0.1~0.01uf.

3. Pengalaman dalam mengurangi bunyi dan gangguan elektromagnetik.

1) Jika anda boleh menggunakan cip kelajuan rendah, anda tidak memerlukan cip kelajuan tinggi. Chip kelajuan tinggi digunakan di tempat kunci.

2) Penegang boleh disambung dalam siri untuk mengurangi kadar transisi pinggir atas dan bawah sirkuit kawalan.

3) Cuba menyediakan beberapa bentuk damping untuk relai dll.

4) Guna jam frekuensi yang memenuhi keperluan sistem.

5) Penjana jam sepatutnya hampir mungkin dengan peranti menggunakan jam, dan kes oscilator kristal kuarz sepatutnya didarat.

6) Buka kawasan jam dengan wayar tanah, dan simpan wayar jam sebagai pendek yang mungkin.

7) Sirkuit pemacu I/O sepatutnya hampir pinggir papan cetak yang mungkin, dan biarkan ia meninggalkan papan cetak secepat mungkin. Isyarat yang memasuki papan cetak patut ditapis, dan isyarat dari kawasan bunyi tinggi juga patut ditapis. Pada masa yang sama, kaedah perlawanan terminal berantai patut digunakan untuk mengurangi refleksi isyarat.

8) Penghujung MCD tidak berguna sepatutnya disambung ke tinggi, atau dibawah tanah, atau ditakrif sebagai penghujung output. Akhir sirkuit terpasang yang sepatutnya disambung ke tanah bekalan kuasa sepatutnya disambung, dan tidak boleh ditinggalkan mengapung.

9) Jangan mengapung terminal input sirkuit pintu yang tidak digunakan, sambungkan terminal input positif penyampai operasi yang tidak digunakan ke tanah, dan sambungkan terminal input negatif ke terminal output.

10) Papan cetak patut cuba menggunakan 45 garis lipat selain dari 90 garis lipat untuk mengurangi emisi luar dan sambungan isyarat frekuensi tinggi.

11) Papan cetak dibahagi mengikut frekuensi dan karakteristik penukaran semasa, dan jarak antara komponen bunyi dan komponen bukan bunyi sepatutnya lebih jauh.

12) Sambungan-titik tunggal ke bekalan kuasa dan pendaratan-titik tunggal untuk panel tunggal dan panel ganda, garis kuasa dan garis tanah sepatutnya sebanyak mungkin. Jika ekonomi boleh membelinya, gunakan papan berbilang lapisan untuk mengurangi induksi kapasitif bekalan tenaga dan tanah.

13) Jauhkan jam, bas, dan cip memilih isyarat jauh dari garis I/O dan konektor.

14) Garis input voltaj analog dan terminal voltaj rujukan sepatutnya sejauh mungkin dari garis isyarat sirkuit digital, terutama jam.

15) Untuk peranti A/D, bahagian digital dan bahagian analog patut bersatu daripada menyeberangi.

16) Garis jam selari ke garis I/O mempunyai gangguan yang kurang daripada garis I/O selari, dan pin komponen jam jauh dari kabel I/O.

17) Pin komponen sepatutnya pendek yang mungkin, dan pins kondensator pemisah sepatutnya pendek yang mungkin.

18) Garis kunci sepatutnya sebanyak mungkin tebal, dan tanah perlindungan sepatutnya ditambah di kedua-dua sisi. Garis kelajuan tinggi sepatutnya pendek dan lurus.

19) Jangan jalankan baris sensitif kepada bunyi selari dengan baris tukar kelajuan tinggi dan semasa tinggi.

20) Jangan jalankan jejak di bawah kristal kuarz dan di bawah peranti sensitif bunyi.

21) Sirkuit isyarat lemah, jangan bentuk gelung semasa sekitar sirkuit frekuensi rendah.

22) Jangan bentuk loop untuk mana-mana isyarat, jika ia tidak dapat dihindari, membuat kawasan loop sebanyak mungkin.

23) Satu kondensator pemisahan per IC. Kondensator bypass frekuensi tinggi kecil patut ditambah di samping setiap kondensator elektrolitik.

24) Use large-capacity tantalum capacitors or polycooled capacitors instead of electrolytic capacitors as circuit charging and discharging energy storage capacitors. Apabila menggunakan kondensator tubular, kes patut didasarkan Papan PCB.