Дизайн PCB - проектирование заземления PCB

проектирование PCBв проектировании электронной продукции важно и необходимо. The quality ofпроектирование PCB будет непосредственно влиять на выполнение функций продукта. It is not difficult to design aPCB circuitto realize its function. The difficult thing is that it is not affected by various influences (such as temperature and humidity changes, изменение давления, mechanical shocks, коррозия, etc.) and can continue to maintain normal and stable work, Поэтому мы примем различные конструкторские или технологические меры для устранения или уменьшения этих последствий, с тем чтобы обеспечить нормальное функционирование PCB, such as the use of wider temperature components to adapt to the high temperature or low temperature use environment; try to make the area of the circuit patterns on both sides of the printed board equal To prevent the warpage and deformation of the printed board caused by temperature changes; reasonably arrange the position of large and heavy components on the printed board and design the corresponding installation and fixing structure to prevent the components from falling off due to vibration.

Во - первых, самое важное - приземление. Как известно, проектирование заземления является основой системного проектирования. хорошее приземление является предпосылкой безопасного и стабильного функционирования системы. в широком смысле земля включает как землю, так и виртуальную землю. соединение с Землей - это соединение с Землей; виртуальное заземление означает соединение с потенциальной точкой отсчета. когда опорный пункт соприкасается с наземной электроизоляцией, он называется плавучим соединением. заземление имеет две цели: обеспечение стабильной и надежной работы системы управления и защита от помех, вызываемых заземляющим контуром, обычно называемым рабочим заземлением; другой вариант заключается в том, чтобы предотвратить опасность того, что оператор может пострадать от электрического удара в результате повреждения или падения изоляции оборудования, и обеспечить безопасность оборудования, известного как защита заземления.

безопасное приземление, только под углом отсчета схемы, grounding can be divided into floating ground, одноточечное заземление, многоточечное заземление и смешанное заземление. Цель плавания заключается в том, чтобы изолировать цепь или оборудование от общественного заземления или общественного провода, которые могут привести к циркуляционному току. недостатком такого подхода к заземлению является то, что оборудование не заземляется непосредственно, which is prone to static electricity accumulation, статический пробой при сильном разрядном токе. обычно это связано с большим сопротивлением между устройством и землей, чтобы устранить накопление статического электричества. Single-point grounding means that in a circuit, только одна физическая точка определена как наземная точка отсчета. Multi-point grounding means that in a system, каждое место приземления соединяется с ближайшим горизонтом, кратчайшая длина заземления. It is the only practical grounding method for фазовращательная фазовращающая, фазосдвигающая высокочастотных сигналов. Вообще говоря, when the frequency is lower than 1MHz, желательно одноточечное приземление; когда частота выше 10 МГц, it is better to use multi-point grounding; The length of the ground wire shall not exceed 1/длина волны 20, otherwise the multi-point grounding method shall be adopted. в нормальных условиях, in ordinary industrial control systems, частота сигнала в основном меньше 1 МГц, поэтому обычно используется одноточечное приземление. Hybrid grounding is a combination of single-point grounding and multi-point grounding, применимый диапазон рабочих частот 500khz 1583MHz.

в компьютерной системе управления он разделен на следующие категории: аналоговое заземление, цифровое приземление, сигнальное приземление, системное заземление, переменное заземление и защитное приземление. аналоговый потенциал используется в качестве нулевого потенциала для аналоговых схем в датчиках, датчиках, усилителях, преобразователях A - D и D - A. аналоговый сигнал требует точности, сигнал относительно небольшой и соединяется с производственной площадкой. Иногда для проведения различия между слабым сигналом дистанционного зондирования и смоделированным заземлением узла земля датчика также называется заземлением сигнала. с учетом нулевого потенциала различных цифровых схем в компьютерах, чтобы избежать помех цифровых импульсов аналоговым сигналам, необходимо отделить цифры от аналоговых. систематическое заземление является конечной точкой приземления, о которой говорилось выше, и непосредственно связано с заземлением в качестве исходного нулевого потенциала. заземление по переменному току является заземлением или нулевой линией электропитания от компьютерного переменного тока, где потенциал нулевого тока очень неустойчив. обычно разница потенциалов в нескольких вольтах или даже десятках вольт между произвольными точками приземления переменного тока. Кроме того, район связи также подвержен различным помехам. Поэтому заземление переменного тока не должно быть соединено с вышеуказанным заземлением, изоляционные свойства трансформаторов переменного тока должны быть хорошими, необходимо избегать утечки. защитное заземление также называется безопасным заземлением, заземлением на шасси или заземлением экраном. Его цель заключается в том, чтобы поставить оборудование шасси и землю и другие потенциалы, чтобы предотвратить шасси с фильмом звук людей и оборудования безопасности.

понимание классификации и функций линий Земли требует классификации линий в ПКБ и принятия соответствующих мер по их проектированию. например, заземление в устройствах TTL и CMOS должно быть радиальным, а не кольцевым; ширина линии на печатных платах должна определяться по размеру проходного тока, не менее 3 мм, если возможно, ширину заземления лучше; заземление в обходном конденсаторе не должно быть чрезмерно продолжительным и должно быть как можно короче; линия нулевого напряжения большого тока должна быть максимально широкой и должна быть отделена от заземления небольшого сигнала. Существуют также некоторые принципы и методики проектирования, которые могут быть разработаны с учетом требований, изложенных в главе 10, касающейся проектирования ПЗС.

в целях рационального отбора заземляющих проводников и способов их подключения мы провели ряд классификации заземления по таблице 1.

Table 1 Classification of grounding

Another issue that needs attention is the handling of the reference plane in thePCB design, which will directly affect the quality of the PCB. В общем, we can do some processing in accordance with the following methods:

1) The power plane is close to the ground plane (only for высокочастотная цепь): When the operating frequency of the circuit is very high (such as greater than 100MHz), плоскость питания должна быть близко к плоскости земли, so as to maximize the capacitive coupling between the power plane and the ground plane, снижение шумов в электропитании.

2) Multiple ground planes are connected by vias: When there are multiple ground plane layers in the PCB, следует использовать более дисперсное отверстие для подключения пласта к платы, especially where the signal is concentrated and the layers are changed. обеспечивает короткий контур и уменьшает радиацию сигналов изменения слоя. As shown in Figure 1, соединять плоскость приземления через отверстие в плоской окружности, эффективное уменьшение внешнего излучения PCB.

Рисунок 1

3) если позволяют условия, применяют принцип 20H: из - за изменения электрического поля между слоем питания и коллектором электромагнитные помехи будут излучаться из края платы и называться краевыми эффектами. решение состояло в том, чтобы сузить слой электропитания, чтобы электрическое поле передавалось только в пределах прилегающего слоя. в единицах H (толщина диэлектрика между силовыми установками и поверхностью земли) при сокращении до 20H 70% электрического поля могут быть ограничены поверхностью наземного слоя; Если коэффициент усадки составляет 100 часов, 98% электрического поля может быть ограничено. при применении принципа 20H приоритет отдается минимальному сигнальному контуру и непрерывному импедансу сигнала. То есть, когда уровень питания отступает, если соседний слой сигнала имеет линию на краю уровня питания, то в этом диапазоне можно проигнорировать принцип 20H, чтобы сигнал не пересекался, края уровня питания должны быть выведены из положения линии сигнала.

4) Добавить уровень земли в качестве сигнального изолирующего слоя: когда существует много сигнальных слоёв и требуется изоляция, лучше добавить уровень земли в качестве изолирующего слоя, а не в качестве изолирующего слоя.

5) удлинение плоскости управления: при проектировании энергетических соединений пласта, необходимо контролировать удлинение плоскости, чтобы избежать перекрытия опорной плоскости различных типов схем. Кроме того, существует конденсаторная связь между плоскостями параллельной полосы пропускания. Как показано на рисунке 2, будет существовать взаимосвязь между имитацией уровня питания в аналоговом режиме, с одной стороны, и цифровым показателем G - с другой.

Control the extended area of the plane
Figure 2 Control the extended area of the plane