Teknik PCB - Rancangan papan sirkuit PCB macam apa sangat kuat?

Mari kita jelaskan secara singkat bagaimana papan sirkuit dirancang.

1. Pertama adalah pemilihan, yang bermakna untuk memilih komponen elektronik yang digunakan dalam sirkuit papan sirkuit kami.

Terdapat banyak jenis komponen elektronik. Yang biasa adalah resistor, kondensator, ICs, dll., dan terdapat berbeza jenis komponen elektronik dengan tenaga tahan dan berbeza pakej. Apabila merancang papan sirkuit, kita mesti pertama-tama memilih komponen elektronik apa yang kita patut letak di papan. Peranti, pemalam atau pasang komponen elektronik, dll.

2. Selepas memilih model setiap komponen elektronik, skema sirkuit boleh dirancang.

Rancangan skematik perlu menggunakan perisian rancangan skematik yang biasa digunakan, seperti orCAD. Malah, setiap perisian desain skematik adalah sama, dan langkah dan kaedah adalah sama. Berikut membawa anda untuk memahami langkah sederhana desain skematik.

(1) Buka perisian desain orCAD, klik [Fail], pilih [Baru], pilih [Projek], cipta fail projek baru, seperti yang dipaparkan dalam figura, fail projek baru dicipta dengan berjaya.

(2) Untuk pakej komponen yang tidak didalam perpustakaan skematik, pertama-tama cipta perpustakaan skematik dengan mengklik [Fail], memilih [Baru], memilih [Pustaka], kemudian meletakkan pin yang sepadan menurut helaian data komponen elektronik.

(3) Panggil perpustakaan pakej dari perpustakaan komponen yang datang dengan perisian, letakkan simbol komponen dalam kedudukan yang sesuai dalam kawasan lukisan skematik, klik [Tempat], kemudian klik [Bahagian] untuk letakkan komponen.

(4) Sambungkan pelbagai komponen dengan wayar untuk membentuk loop sirkuit antara setiap komponen.

USB ke TTL

Akhirnya, tambah maklumat pakej ke setiap komponen untuk menyelesaikan proses reka skematik. Selepas skema dirancang, fail senarai rangkaian .asc dihasilkan. Skema direka untuk mendapatkan fail senarai rangkaian ini, dan ini Fail senarai rangkaian adalah jambatan antara pelbagai komponen PCB, yang sangat penting dan berkaitan dengan kejayaan atau kegagalan desain.

3. Rancangan PCB (PrintedCircuitBoard, iaitu, makna papan sirkuit cetak), dan akhirnya rancangan PCB boleh menyelesaikan keseluruhan proses rancangan papan sirkuit.

Rancangan PCB boleh dibahagi secara kira-kira ke lima langkah: rancangan perpustakaan pakej komponen, bentangan komponen, kabel, optimasi, dan pemeriksaan DRC. Berikut adalah fail PCB sederhana yang telah dirancang, dan maklumat berkaitan fail dirancang boleh dihantar ke kilang papan untuk membantu kita membuat papan sirkuit ini.

PCB papan tunggal

Papan sirkuit yang perlu dihantar oleh PCB kosong, iaitu, tiada komponen elektronik disambung. Pada masa ini, kita perlu menyelesaikan komponen elektronik ke papan sirkuit kosong sendiri atau kilang untuk menyelesaikan produksi papan sirkuit. .

Selanjutnya, mari kita lihat bagaimana untuk mengarahkan reka papan sirkuit.

1. Jika sistem sirkuit direka mengandungi peranti FPGA, perisian Quartus II mesti digunakan untuk mengesahkan tugas pin sebelum melukis skema. (Beberapa pin istimewa dalam FPGA tidak dapat digunakan sebagai IO biasa)

2. Papan 4 lapisan dari atas ke bawah adalah: lapisan pesawat isyarat, tanah, kuasa, lapisan pesawat isyarat; dari atas ke bawah, papan 6 lapisan adalah: lapisan pesawat isyarat, tanah, lapisan elektrik dalaman isyarat, lapisan elektrik dalaman isyarat, lapisan pesawat kuasa dan isyarat. Untuk papan dengan 6 lapisan atau lebih (keuntungan ialah: radiasi anti-gangguan), kawat lapisan elektrik dalaman dipilih, dan lapisan pesawat tidak dibenarkan untuk pergi. Diharamkan menuju kawat dari tanah atau lapisan kuasa (sebab: lapisan kuasa akan dibahagi, menyebabkan kesan parasit).

3. Kawalan sistem bekalan kuasa berbilang: Jika sistem FPGA+DSP digunakan sebagai papan 6 lapisan, biasanya akan ada sekurang-kurangnya 3.3V+1.2V+1.8V+5V.

3.3V adalah biasanya bekalan kuasa utama, dan lapisan kuasa ditetapkan secara langsung, dan rangkaian bekalan kuasa global mudah dijalankan melalui laluan.

5V mungkin secara umum adalah input kuasa, dan hanya kawasan kecil tembaga diperlukan. Dan cubalah untuk menjadi sebaik mungkin tebal (anda bertanya kepada saya seberapa tebal ia sepatutnya menjadi sebaik mungkin tebal, semakin tebal yang lebih baik)

1.2V dan 1.8V adalah bekalan kuasa inti (jika anda menggunakan secara langsung kaedah sambungan wayar, anda akan menghadapi kesulitan besar bila menghadapi peranti BGA). Cuba memisahkan 1.2V dan 1.8V semasa bentangan, dan biarkan 1.2V atau 1.8V sambung Komponen disediakan dalam kawasan kompat dan disambung oleh tembaga

Secara singkat, kerana rangkaian bekalan kuasa tersebar di seluruh PCB, ia akan sangat rumit dan panjang untuk berjalan sekitar jika ia dijalankan. Kaedah meletakkan tembaga adalah pilihan yang baik!

4. Kawalan antara lapisan sebelah mengadopsi kaedah salib: ia boleh mengurangi gangguan elektromagnetik antara wayar selari (untuk sekolah menengah) dan memudahkan kabel (rujukan 1). Figur berikut menunjukkan jejak dua lapisan bersebelahan dalam PCB, yang sekitar mengufuk dan menegak.

5. Apa kaedah pengasingan untuk pengasingan analog dan digital? Sepisahkan peranti yang digunakan untuk isyarat analog dari yang digunakan untuk isyarat digital semasa bentangan, dan kemudian memotong melalui papan dari cip iklan!

Isyarat analog ditetapkan dengan tanah analog, dan bekalan kuasa tanah/analog analog dan bekalan kuasa digital disambung pada satu titik melalui induktor/magnet bead.

6. Rancangan PCB berdasarkan perisian rancangan PCB juga boleh dianggap sebagai proses pembangunan perisian. Keenjinan perisian memperhatikan idea "pembangunan berulang kali". Saya rasa idea ini juga boleh diperkenalkan dalam rancangan PCB untuk mengurangi kemungkinan ralat PCB.

(1) Periksa diagram skematik, perhatikan khusus kuasa dan tanah peranti (kuasa dan tanah adalah darah sistem, dan seharusnya tidak ada kelewatan)

(2) Lukisan pakej PCB (sahkan sama ada pins dalam diagram skematik salah)

(3) Selepas mengesahkan saiz pakej PCB satu per satu, tambahkan label pengesahihan dan tambahkannya ke perpustakaan pakej desain ini

(4) Import senarai rangkaian dan laraskan urutan isyarat dalam skema semasa bentangan (fungsi pengangkatan otomatik komponen OrCAD tidak boleh lagi digunakan selepas bentangan)

(5) Kawalan manual (periksa rangkaian tanah kuasa semasa pakaian, seperti yang saya katakan sebelumnya: rangkaian kuasa menggunakan kaedah tembaga, jadi guna lebih sedikit kabel)

Secara singkat, ideologi panduan dalam rancangan PCB adalah untuk melukis kembali dan betulkan diagram skematik bentangan pakej semasa melukis (mempertimbangkan keperluan sambungan isyarat dan kesehatan penghalaan isyarat).

7. Oscilator kristal sepatutnya hampir mungkin dengan cip, dan tidak sepatutnya ada wayar di bawah oscillator kristal, dan kulit tembaga rangkaian sepatutnya diletakkan. Jam yang digunakan di banyak tempat dikaitkan dalam pokok jam berbentuk pokok.

8. Peraturan isyarat pada konektor mempunyai pengaruh besar pada kesukaran kabel, jadi perlu menyesuaikan isyarat pada diagram skematik semasa kabel (tetapi jangan nombor semula komponen)

9. Raka sambungan berbilang papan:

(1) Guna sambungan kabel rata: antaramuka atas dan bawah adalah sama

(2) Soket lurus: antaramuka atas dan bawah adalah cermin dan simetrik

10. Design isyarat sambungan modul:

(1) Jika dua modul ditempatkan di sisi yang sama PCB, ia adalah seperti ini: Nombor siri sistem kawalan menyambung yang kecil dengan yang besar (isyarat sambungan cermin)

(2) Jika kedua-dua modul ditempatkan pada sisi berbeza PCB, maka nombor siri yang lebih kecil akan disambung dengan yang lebih kecil dan yang lebih besar akan disambung dengan yang lebih besar.

11. Projek PCB loop tanah bekalan kuasa: melalui peningkatan-bekalan kuasa dan wayar tanah dekat dengan wayar, yang mengurangkan kawasan loop dan mengurangkan gangguan elektromagnetik (679/12.8, kira-kira 54 kali). Oleh itu, kuasa dan tanah sepatutnya hampir kepada jejak! Dan garis isyarat perlu dihindari sebanyak mungkin untuk menjalankan garis untuk mengurangi kesan induksi antara isyarat.