Новости PCB - высокое качество PCB

High quality PCB design

This article is a summary of some experience about PCB layout. The content in the article is mainly suitable for high-precision analog systems or low-frequency (<50MHz) digital systems.

1. Component layout

Reasonable component layout is the basic prerequisite for designing высокое качество PCB диаграмма. The requirements for component layout mainly include installation, сила, heat, сигнал, and aesthetic requirements.

1.1. устройство

для успешного монтажа плата цепи into the chassis, кожух, slot, сорт., without space interference, короткое замыкание и другие аварии, and make the designated connector in the designated position on the chassis or shell under specific application occasions. требования. I won't repeat it here.

1.2. Force

The плата цепи should be able to withstand various external forces and vibrations during installation and work. поэтому, the плата цепи должна быть рациональная форма, and the positions of the various holes (screw holes, special-shaped holes) on the board should be arranged reasonably. В общем, the distance between the hole and the edge of the board should be at least greater than the diameter of the hole. одновременно, Следует отметить, что слабая часть плиты, образовавшаяся из фасонных отверстий, также должна обладать достаточной прочностью на изгиб. соединитель с "вытянутым" корпусом оборудования на панели должен быть рационально закреплен, чтобы обеспечить долгосрочную надежность.

1.3. горячий

For high-power devices with severe heat generation, Помимо обеспечения условий охлаждения, they should also be placed in appropriate locations. особенно в сложных моделях, special attention should be paid to the adverse effects of the temperature field generated by these devices on the fragile preamplifier circuit. В общем, the part with very large power should be made into a module separately, между схемами обработки сигналов и схемами обработки сигналов должны быть приняты определенные меры теплоизоляции.

1.4. сигнал

помехи сигналов являются важным фактором, который необходимо учитывать при проектировании панелей PCB. несколько основных аспектов: слабые сигнальные цепи и мощные сигнальные цепи или даже изоляция; элемент переменного тока отделен от компонента постоянного тока; отделение высокочастотной части от низкой частоты; обратите внимание на направление линии сигнала; схема наземных линий; адекватный экран, фильтровать, etc. мерить. These have been repeatedly emphasized in a large number of treatises, Так что я не буду повторять здесь.

1.5. красивый

It is not only necessary to consider the neat and orderly placement of components, и хорошо провода. Because ordinary laymen sometimes emphasize the former more in order to one-sidedly evaluate the pros and cons of the circuit design, за образ продукции, the former should be given priority when the performance requirements are not harsh. Однако, in high-performance occasions, если вы должны использовать двухстороннюю доску, and the плата цепи внутри тоже, and it is usually invisible, прежде всего следует подчеркнуть эстетику проводов. The next section will discuss the "aesthetics" of wiring in detail.

принцип подключения

Ниже приводится подробное описание некоторых менее распространенных мер по борьбе с помехами в литературе.. учитывать в практическом применении, especially in the trial production of products, большое количество двухсторонних листов все еще используется, нижеизложенное основное предназначение.

2.1. Wiring "Aesthetics"
Avoid right angles when turning, and try to use diagonal or arc transitions.
соединение должно быть упорядоченным, arranged in a centralized manner, можно не только избежать интерференции сигналов различного характера, также легко проверить и изменить. For digital systems, there is no need to worry about interference between signal lines (such as data lines, address lines) in the same camp, но управляющий сигнал, например чтение, write, часы должны использоваться отдельно, защита через заземление. stand up.

при установке больших площадей в ломбарде (более подробно об этом говорится ниже) следует поддерживать разумное и равное расстояние между линией земли (которая фактически должна быть заземленной "плоскостью") и линией сигнализации и быть как можно ближе, с тем чтобы предотвратить короткое замыкание и утечку.

система слабых токов, the ground wire and the power wire should be as close as possible.
система, используемая для сборки поверхностной обшивки, сигнальная линия должна располагаться, насколько это возможно, в передней части.

2.2. Ground wire layout
There are many discussions on the importance and layout principles of the ground wire in the literature, но для реального расположения линии PCB недостаточно подробного и точного описания. My experience is that in order to improve the reliability of the system (not just to make an experimental prototype), заземление трудно переоценить, especially in weak signal processing. поэтому, Мы не должны щадить усилий для претворения в жизнь принципа « проложенного пути».

When paving the ground, Обычно он должен быть сетчатый пол, если только РАЗБРОСАННАЯ земля не разделяется другими линиями. The thermal performance and high-frequency conductivity of the grid-like ground are much better than the whole ground wire. в двухсторонней прокладке, sometimes in order to route the signal line, заземление должно быть разделено, which is extremely disadvantageous for keeping the ground resistance low enough. поэтому, a series of "smart" methods must be adopted to ensure the "smoothness" of the ground current. These techniques include:

A large number of surface mount components are used to save the space occupied by solder holes that should belong to the ground wire.
полностью использовать предыдущее пространство: если установлено большое количество компонентов поверхности, try to make the signal line go to the top layer as much as possible, и передать грунт "бескорыстно". This involves countless small tricks. Моя собственная книга « фокус PCB: обмен ногами», there is a trick, много похожих заклинаний, which will be written in the future.

рационально расставить сигнальные линии и "предоставить" важные участки на доске, в частности "периметр" (в связи с коммуникацией по всему панелю). Это все еще возможно при условии тщательного планирования.

задняя и задняя координация: иногда на стороне платы, линия действительно "не существует". в это время постарайтесь скоординировать обе стороны провода. сохраняя в соответствующих местах достаточное количество земли для прокладки линии прохождения, а затем проход через достаточное количество и разумное количество проходных отверстий (учитывая большое сопротивление проходного отверстия) и сигнальные линии, которые должны быть преодолены путем вынужденного разделения двух сторон пролива в надежде на единство « моста», соединяется в единое целое с достаточной электропроводностью.

количество собак, опрокидывающихся через стену: когда маленькая сигнальная линия отрезает огромную заземляющую линию, потому что я не могу покинуть это место, то пусть сигнал не сработает, а затем используется кроссовый провод. Иногда я не хочу тянуть голый провод. сигнал случайно проходит через резистор или другое устройство "Длинноногий". Я могу разумно продлить этот зажим устройства, чтобы использовать его в качестве прыгуна. Он не только передает сигнал, но и избегает непристойного названия прыгающей линии: - (конечно, в большинстве случаев, я всегда могу позволить этому сигналу пройти в нужном месте, чтобы избежать пересечения линии. единственное, что нужно - наблюдать и представлять.

принцип минимума: путь к заземлённому току должен быть рациональным, ток высокой и слабой сигнализации не может быть рядом. Sometimes, когда избрать разумный путь, a platoon of ground lines is worth an unreasonably configured army.

После этого, кстати, есть известная фраза: "ты можешь доверять своей матери, но никогда не доверяй своей земле". В случае очень слабой обработки сигнала (ниже микровольта), даже если потенциал земли равномерно поддерживается ненадлежащим образом, разница потенциалов в ключевых точках цепи должна превышать амплитуду обрабатываемого сигнала по крайней мере в той же амплитуде, даже если статический потенциал подходит, мгновенное отклонение потенциалов может оставаться значительным. в этом случае, во - первых, в принципе, работа цепи должна быть как можно более независимой от потенциала земли.

2.3. Power cord layout and power filtering
The general literature thinks that the power cord should be as thick as possible, which I can’t completely agree with. Only in the high-power (average power supply current may reach 1A within 1 second), it is necessary to ensure sufficient power line width (in my experience, each 1A current corresponding to 50mil can meet the needs of most occasions). If it is only to prevent signal interference, ширина линии питания не важна. Even, Иногда более тонкая линия питания более выгодна! The quality of the power supply generally lies not in its absolute value, но в колебаниях и наложении помех. The key to solving power interference is the filter capacitor! если ваше приложение имеет строгие требования к качеству электрической энергии, don't save money on filter capacitors! Pay attention to the following points when using filter capacitors:

The power input of the entire circuit should have "total" filtering measures, Конденсаторы различных типов должны согласовываться, "the same must not be less", По крайней мере неплохо. For digital systems, at least 100uF electrolysis + 10uF piece of tantalum + 0 .1uF patch + 1nF patch. Higher frequency (100kHz) 100uF electrolysis + 10uF tantalum + 0.47uF patch + 0.1uF patch. имитационная система переменного тока: система постоянного и низкочастотного моделирования: 1000uf | 1000uF electrolysis + 10uF tantalum + 1uF patch + 0.1uF patch.

каждый важный чип должен иметь фильтровый конденсатор. для цифровой системы, 0. 1uf патч обычно достаточно. важный или более функциональный токовый чип также должен быть соединен с 10uf тантал или 1uF пластины, высокочастотные чипы (процессор, кристалл) также должны быть соединены с 10nF 12444х470pf или 1nF пластины. конденсатор должен быть как можно ближе к элементу питания Чипа и быть как можно более прямым соединением. Чем меньше конденсатор, тем ближе расстояние.

для конденсаторов чип - фильтров внутренняя часть (конденсатор фильтра к батарее питания чипа) должна быть максимально толстой, если можно использовать несколько тонких линий рядом, то лучше. Поскольку фильтровый конденсатор обеспечивает источник напряжения с низким сопротивлением и подавляет помехи связи AC, линия электропитания вне опоры конденсатора (т.е. ширина линии не должна быть слишком толстой, по крайней мере не должна занимать большую площадь платы. Некоторые моделирующие системы также требуют, чтобы при входе в систему питания использовалась сеть rc - фильтров для дальнейшего подавления помех, а более тонкая линия питания иногда в два раза превышает сопротивление в фильтре РК.

система с большим диапазоном рабочих температур, it should be noted that the performance of aluminum electrolytic capacitors will decrease or even lose their filtering effect at low temperatures. сейчас, appropriate tantalum capacitors should be used instead. например, replace 470uF aluminum with 100uF tantalum|1000uf алюминий, or replace 100uF aluminum with 22uF piece of tantalum.
обратите внимание, что алюминиевый электролитический конденсатор не слишком близко к мощной нагревательной установке.