PCB Блог - PCB дизайн: решение проблем, снижение себестоимости, повышение производительности

Есть много вопросов, которые необходимо рассмотреть при проектирование печатных плат, и инструменты, включая DesignSpark PCB, могут обрабатывать большинство из них эффективно. Приняв определенные практические руководящие принципы, инженеры могут эффективно сократить расходы и повысить надежность правления, удовлетворяя при этом системным спецификациям, отклоняя систему при меньших затратах и избегая дополнительных проблем. Проектирование печатной платы относится к схеме схемы посредством проектирования схематических чертежей и производства печатной платы при наименьших возможных затратах. В прошлом это делалось, как правило, с помощью дорогостоящих специализированных инструментов, однако в настоящее время увеличение доступности высокопроизводительных программных средств, таких как DesignSpark PCB и модели дизайна, значительно ускорило скорость проектирования дизайнеров плат. Хотя инженеры знают, что идеальный дизайн является способом избежать проблем, это все еще пустая трата времени и денег, в то время как решение симптомов, а не коренных причин. Например, если проблема будет обнаружена на этапе тестирования электромагнитной совместимости (EMC), это вызовет большие затраты инвестиций, и даже оригинальный дизайн должен быть скорректирован и переработан, что займет несколько месяцев.

Макет является одной из первых проблем, с которыми сталкиваются дизайнеры. Этот вопрос зависит от частей рисунка, некоторые виды оборудования должны быть сгруппированы на основе логических соображений. Вместе с тем следует отметить, что чувствительные к температуре компоненты, такие, как датчики, должны размещаться отдельно от теплогенерирующих компонентов, включая преобразователи энергии. Для конструкций с несколькими настройками мощности преобразователи напряжения 12 и 15 вольт могут быть размещены в разных местах на борту, так как создаваемый ими тепло-и электрический шум может влиять на другие компоненты и надежность и рабочие характеристики борта. Вышеуказанные компоненты также окажут влияние на электромагнитные характеристики схемы, что не только очень важно для производительности и энергопотребления схемы, но и имеет большое влияние на экономичность схемы, поэтому все оборудование схемы, продаваемое в европе, должно быть маркировано CE, чтобы продемонстрировать, что они не будут мешать другим системам. Тем не менее, это, как правило, только со стороны источника питания, и есть много устройств, которые излучают шум, таких как DC-DC преобразователи и высокоскоростные преобразователи данных. Из-за несовершенной конструкции платы этот шум может быть захвачен каналом и излучаться как маленькая антенна, создавая ложный шум и частотные аномалии. Проблемы дальних электромагнитных помех (EMI) можно решить путем добавления фильтров в шумовой точке или защиты сигнала металлическим кожухом. Однако уделение достаточного внимания оборудованию, которое может излучать электромагнитные помехи (EMI) на плате позволяет плате выбрать более дешевую оболочку, что эффективно снижает стоимость всей системы.

Электромагнитная интерференция (EMI) действительно является фактором, который должен быть принят во внимание в процессе проектирования плат PCB. Электромагнитный кросс-стебель может сочетаться с каналом, подавлять сигнал в шумовое поле и влиять на общую производительность платы. Если уровень шума при соединении слишком высок, то сигнал может быть полностью перекрыт, поэтому для его восстановления в нормальном состоянии необходимо установить более дорогой усилитель сигнала. Однако, если расположение сигнальных линий может быть полностью рассмотрено в начале проектирования схемы платы, вышеперечисленных проблем можно избежать. Так как конструкция платы будет варьироваться в зависимости от различного оборудования, различных мест использования, различных требований к рассеиванию тепла, а также различных условий электромагнитных помех (EMI), шаблон дизайна будет использоваться в это время. Емкость также является важным вопросом в конструкции плат, который нельзя игнорировать, потому что это влияет на скорость распространения сигнала и увеличивает потребление энергии. Каналы могут соединяться с прилегающими следами или пересекать два контурных слоя по вертикали, непреднамеренно образуя конденсатор. Эта проблема может быть относительно легко решена путем сокращения длины параллельных линий, добавив изгиб к одной из линий, чтобы разорвать соединение, и т.д. Однако это также требует, чтобы инженеры в полной мере рассмотрели принципы проектирования производства для обеспечения простоты изготовления конструкции, избегая при этом любого шумового излучения, вызванного чрезмерным изгибающим углом линии. Возможно также, что расстояние между линиями будет слишком близко, что создаст короткие петли между линиями, особенно на изгибах линий, и со временем появятся металлические "усы". Проверка в соответствии с правилами проектирования может, как правило, проводиться в районах с более высоким риском петли, чем обычно. Эта проблема особенно заметна в конструкции наземной плоскости. Металлический слой, который потенциально соединяется со всеми следами сверху и снизу. Хотя металлический слой может эффективно блокировать шум, металлический слой также генерирует соответствующую емкость, которая влияет на скорость движения цепи и увеличивает потребление энергии. Что касается конструкции многослойных плат, то проектирование сквозных отверстий между различными слоями плат может быть спорным вопросом, поскольку проектирование сквозных отверстий создаст много проблем для производства и изготовления плат. Проходные отверстия между слоями плат влияют на производительность сигнала и снижают надежность конструкции плат, поэтому этому следует уделять самое пристальное внимание.

Решение: существует множество различных подходов, которые могут быть использованы для решения различных проблем при проектировании печатных плат. К их числу относится корректировка самой схемы проектирования, например корректировка схемы схемы для снижения шума; Есть также методы в макете печатной платы. Компоненты дизайна могут быть автоматически установлены с помощью инструмента макета, но возможность ручной настройки автоматического макета поможет улучшить качество дизайна платы. В рамках этой меры проверка проектных правил будет проводиться на основе технической документации, с тем чтобы убедиться в Том, что конструкция стенда соответствует требованиям изготовителя стенда. Разделение различных слоев платы может уменьшить связанную с этим пропускную способность, однако это увеличивает количество слоев на борту, что увеличивает затраты и увеличивает проблемы сквозных отверстий. Хотя использование ортогональной энергосистемы и конструкции трассировки грунта может увеличить физический размер платы, она может эффективно использовать плоскость грунта в двухслойной плате для снижения емкости и сложности изготовления платы. Дизайн-инструменты, в Том числе Design spark PCB, могут помочь инженерам решить многие проблемы на начальном этапе проектирования, но инженеры все еще должны иметь хорошее понимание требований дизайна печатных плат. Например, если редактору печатной платы необходимо знать количество слоев печатной платы в начале проектирования, то двухслойная плата должна иметь плоскость заземления и плоскость питания, две из которых состоят из независимых слоев.

Использование технологии автоматического размещения компонентов очень полезно, что может помочь дизайнерам тратить больше времени на проектирование области компоновки устройства. Например, если устройство питания находится слишком близко к чувствительным сигнальным линиям или зонам с высокой температурой, возникнет много проблем. Аналогичным образом, сигнальные линии также могут быть автоматически маршрутизированы, избегая при этом большинства проблем, однако анализ и ручное манипулирование зонами высокого риска помогут значительно улучшить качество и рентабельность конструкции печатной платы, снизить общую стоимость. Проверка правил проектирования также является очень мощным инструментом для проверки линий, чтобы убедиться, что расстояние между линиями не слишком близко, что приводит к петле, которая слишком короткая. Вместе с тем общий проект по-прежнему имеет высокую экономическую ценность. Инструменты проектирования и планирования инспекций могут также использоваться для проверки и корректировки мощности и наземных самолетов, чтобы избежать больших паразитарных емкостей. Описанные выше инструменты также будут очень полезны для Gerber и превосходно, так как они выполняют проводку и картографическую печать, а также сквозное бурение скважин, чтобы получить окончательный дизайн. Таким образом, технический файл тесно связан с изготовителем платы.

Есть много вопросов, которые необходимо рассмотреть при проектировании печатной платы, и инструменты, включая DesignSpark PCB, могут обрабатывать большинство из них эффективно. Приняв некоторые практические руководящие принципы, инженеры могут эффективно сократить расходы и повысить надежность платы, удовлетворяя при этом системным спецификациям, отклоняя систему при меньших затратах и избегая дополнительных проблем с печатными плат. проектирование