Teknik PCB - Ringkasan pengalaman desain papan sirkuit cetak

1. Saiz papan sirkuit cetak dan bentangan peranti

Saiz PCB patut bertengahan. Apabila ia terlalu besar, garis cetak akan panjang dan impedance akan meningkat, yang tidak hanya akan mengurangi perlawanan bunyi, tetapi juga meningkat biaya. Dalam bentangan peranti, seperti sirkuit logik lain, peranti yang berkaitan antara satu sama lain patut ditempatkan sebanyak mungkin supaya kesan anti-bunyi yang lebih baik boleh dicapai. Penjana jam, oscilator kristal, dan input jam CPU semua susah untuk bunyi, jadi mereka sepatutnya lebih dekat satu sama lain. Ia adalah sangat penting bahawa peranti cenderung bunyi, sirkuit semasa rendah, dan sirkuit semasa tinggi harus dijauhkan dari sirkuit logik sejauh yang mungkin. Jika boleh, papan sirkuit terpisah patut dibuat.

2. Memutuskan konfigurasi kondensator

Dalam loop bekalan kuasa DC, perubahan muatan akan menyebabkan bunyi bekalan kuasa. Contohnya, dalam sirkuit digital, apabila sirkuit berubah dari satu keadaan ke yang lain, arus punca besar akan dijana pada garis kuasa, membentuk tekanan bunyi sementara. Konfigurasi kondensator penyahpautan boleh menekan bunyi disebabkan perubahan muatan, yang merupakan latihan biasa dalam reka kepercayaan papan sirkuit cetak.

Prinsip konfigurasi adalah sebagai berikut:

Kondensator elektrolitik 10-100uF disambung melalui terminal input kuasa. Jika lokasi papan sirkuit cetak membenarkan, kesan anti-gangguan menggunakan kondensator elektrolitik di atas 100uF akan lebih baik.

Konfigur kondensator keramik 0. 01uF untuk setiap cip sirkuit terintegrasi. Jika ruang papan sirkuit cetak kecil dan tidak dapat dipasang, satu kondensator elektrolitik tantalum 1-10uF boleh dikonfigur untuk setiap cip 4-10. Impedansi frekuensi tinggi peranti ini sangat kecil, dan Impedansi kurang dari 1Ω dalam julat 500kHz-20MHz. Dan arus kebocoran sangat kecil (kurang dari 0.5uA).

Untuk peranti dengan kemampuan bunyi lemah dan perubahan semasa besar semasa mematikan dan peranti penyimpanan seperti ROM dan RAM, kondensator penyahpautan patut disambungkan secara langsung antara garis kuasa (Vcc) dan tanah (GND) cip.

Kabel utama kondensator penyahpautan tidak sepatutnya terlalu panjang, terutama kondensator bypass frekuensi tinggi tidak sepatutnya mempunyai wayar utama.

Tiga, rancangan penyebaran panas PCB

Dari sudut pandang ke penyebaran panas, plat cetak terbaik dipasang tegak, jarak antara papan dan papan tidak sepatutnya kurang dari 2cm, dan pengaturan peranti pada plat cetak sepatutnya mengikut peraturan tertentu:

1. Untuk peralatan yang menggunakan pendinginan udara percuma, lebih baik untuk mengatur sirkuit terintegrasi (atau peralatan lain) secara menegak; untuk peralatan yang menggunakan pendinginan udara terpaksa, lebih baik untuk mengatur sirkuit terintegrasi (atau peralatan lain) secara mengufuk baris Jalan.

2. Peranti di papan cetak yang sama sepatutnya diatur sebanyak mungkin mengikut nilai kalorifik dan darjah penyebaran panas mereka. Peranti dengan nilai kalorifik kecil atau resistensi panas yang lemah (seperti transistor isyarat kecil, sirkuit terpasang skala kecil, kondensator elektrolitik, dll.) patut ditempatkan aliran tertinggi aliran udara sejuk (di pintu masuk), Dan peranti yang mempunyai generasi panas yang besar atau resistensi panas yang baik (seperti transistor kuasa, sirkuit terintegrasi skala besar, dll.) ditempatkan di bahagian paling rendah aliran udara sejuk.

3. Dalam arah mengufuk, peranti kuasa tinggi ditempatkan sebanyak mungkin dekat pinggir papan cetak untuk pendek laluan pemindahan panas; dalam arah menegak, peranti kuasa tinggi ditempatkan sebanyak mungkin dekat atas papan cetak untuk mengurangkan suhu peranti lain apabila peranti ini berfungsi. Impak.

4. Peranti sensitif suhu ditempatkan terbaik di kawasan suhu rendah (seperti bawah peranti). Jangan pernah meletakkannya langsung di atas peranti pemanasan. Lebih baik untuk menambah peranti berbilang pada aras mengufuk.

5. Pencerahan panas papan cetak dalam peralatan bergantung pada aliran udara, jadi laluan aliran udara patut dipelajari semasa desain, dan peranti atau papan sirkuit cetak patut dikonfigur secara rasional. Apabila udara mengalir, ia sentiasa cenderung mengalir di tempat-tempat dengan perlawanan rendah, jadi apabila mengkonfigur peranti pada papan sirkuit cetak, mengelakkan meninggalkan ruang udara besar di kawasan tertentu.

Empat, rekaan kompatibilitas elektromagnetik

Kompatibiliti elektromagnetik merujuk kemampuan peralatan elektronik untuk bekerja dengan cara yang berkoordinasi dan efektif dalam berbagai persekitaran elektromagnetik. Tujuan rancangan kompatibilitas elektromagnetik adalah untuk memungkinkan peralatan elektronik untuk menekan semua jenis gangguan luaran, sehingga peralatan elektronik boleh bekerja secara biasa dalam persekitaran elektromagnetik tertentu, dan pada masa yang sama untuk mengurangkan gangguan elektromagnetik peralatan elektronik sendiri kepada peralatan elektronik lain.

1. Pilih lebar wayar yang masuk akal

Oleh kerana gangguan kesan yang dijana oleh semasa sementara pada garis dicetak adalah disebabkan oleh induktan wayar dicetak, induktan wayar dicetak patut dikurangkan. Induktansi wayar dicetak adalah proporsional dengan panjangnya dan secara terbaliknya proporsional dengan lebarnya, jadi wayar pendek dan tepat adalah berguna untuk menekan gangguan. Garis isyarat pemimpin jam, pemacu baris atau pemacu bas sering membawa aliran transient besar, dan wayar dicetak sepatutnya pendek yang mungkin. Untuk sirkuit komponen diskret, apabila lebar wayar dicetak sekitar 1.5 mm, ia boleh memenuhi keperluan sepenuhnya; bagi sirkuit terpasang, lebar wayar dicetak boleh dipilih diantara 0.2 mm dan 1.0 mm.

2. Ambil strategi kawat yang betul

Penggunaan laluan yang sama boleh mengurangkan induktif wayar, tetapi induktif bersama dan kapasitas yang disebarkan antara wayar meningkat. Jika bentangan membenarkan, lebih baik menggunakan struktur kawat bentuk grid. Kaedah spesifik adalah untuk wayar satu sisi papan dicetak secara mengufuk dan sisi lain papan dicetak. Kemudian sambung dengan lubang metalisasi di lubang salib. Untuk menekan perbualan salib antara konduktor papan sirkuit cetak, perjalanan jarak jauh sama sepatutnya dihindari sebanyak mungkin bila merancang kawat.

Lima, desain wayar tanah

Dalam peralatan elektronik, grounding adalah kaedah penting untuk mengawal gangguan. Jika pendaratan dan perisai boleh digabung dan digunakan dengan betul, kebanyakan masalah gangguan boleh diselesaikan. Struktur tanah peralatan elektronik meliputi sekitar tanah sistem, tanah chassis (tanah perisai), tanah digital (tanah logik), dan tanah analog. Titik berikut patut diperhatikan dalam desain wayar tanah:

1. Pilih dasar titik tunggal dan dasar berbilang titik dengan betul

Dalam sirkuit frekuensi rendah, frekuensi kerja isyarat kurang dari 1MHz, kawalannya dan induktansi diantara peranti mempunyai sedikit pengaruh, dan arus berkeliaran yang terbentuk oleh sirkuit mendarat mempunyai pengaruh yang lebih besar pada gangguan, jadi satu titik mendarat perlu diadopsi. Apabila frekuensi operasi isyarat lebih besar daripada 10MHz, impedance tanah menjadi sangat besar. Pada masa ini, impedance tanah perlu dikurangkan sebanyak mungkin, dan titik berbilang terdekat perlu digunakan untuk mendarat. Apabila frekuensi kerja adalah 1ï½™10MHz, jika pendaratan satu titik diterima, panjang wayar tanah tidak patut melebihi 1/20 panjang gelombang, jika tidak kaedah pendaratan berbilang titik patut diterima.

2. Mempisahkan litar digital dari litar analog

Kedua-dua litar logik kelajuan tinggi dan litar linear pada papan litar. Mereka sepatutnya dipisahkan sebanyak mungkin, dan wayar tanah kedua-dua tidak sepatutnya dicampur, dan mereka sepatutnya disambung ke wayar tanah terminal bekalan kuasa. Cuba meningkatkan kawasan dasar sirkuit linear sebanyak mungkin.

3. Buat kawat tanah sebaik mungkin tebal

Jika wayar tanah sangat tipis, potensi tanah akan berubah dengan perubahan semasa, menyebabkan aras isyarat masa peranti elektronik tidak stabil dan prestasi anti bunyi akan teruk. Oleh itu, wayar pendaratan seharusnya sebisak mungkin sehingga ia boleh melepasi arus yang dibenarkan pada papan sirkuit cetak. Jika boleh, lebar wayar tanah sepatutnya lebih besar dari 3mm.

4. Bentuk wayar tanah ke dalam loop tertutup

Apabila PCB merancang sistem wayar tanah papan sirkuit cetak yang terdiri hanya dari sirkuit digital, menjadikan wayar tanah menjadi loop tertutup boleh meningkatkan kemampuan anti-bunyi secara signifikan. Alasan ialah bahawa terdapat banyak komponen sirkuit terintegrasi di papan sirkuit cetak, terutama apabila terdapat komponen yang menghabiskan banyak kuasa, disebabkan keterbatasan ketinggian wayar tanah, perbezaan potensi besar akan dijana di persimpangan tanah, yang menyebabkan kekurangan kemampuan anti-bunyi, Jika struktur grounding dibentuk ke dalam loop, Perbezaan potensi akan dikurangi dan kemampuan anti bunyi peralatan elektronik akan diperbaiki.