PCB Блог - Специальные меры для высокочастотных схем при проектировании панелей PCB

Причина по которой печатных плат kонструкция выдвигает более высокие требования, заключается в том, что с бурным развитием современной электронной промышленности цифровые и высокочастотные схемы развиваются в направлении высокого быстродействия, низкого расхода, малых размеров и высокой помехозащищенности. Система проектирования Protel 99SE в полной мере использует преимущества платформ Windows XP и Windows2000. Модуль печатной платы предоставляет детям сверхнадежные условия проектирования панель позволяет более эффективно выполнять проектные требования. конструктор, работающий на высокочастотных схемах, уже не является простым требованием к скорости трассировки панельных печатных плат, а требует от проектировщиков глубоких теоретических знаний и богатого опыта в проектировании панельных печатных плат на основе рабочих характеристик схем И реальная рабочая среда и другие аспекты, которые необходимо учитывать при ее проектировании, только так мы можем сделать идеальную панельную печатную плату.та статья посвящена компоновке и подключению высокочастотных цепей в процессе проектирования панельных печатных плат на примере программного обеспечения Protel 99SE, обсуждению контрмер и навыков проектирования высокочастотных цепей в процессе проектирования печатных плат.

Разводка платы высокочастотной панели

Операция компоновки очень важна во всей конструкции печатной платы панели. Компоновка является основой работы проводки. Чтобы добиться идеальной компоновки компонентов, проектировщики должны думать о компоновке компонентов с точки зрения рабочих характеристик схемы и маршрутизации. Protel 99SE имеет функцию автоматической компоновки и имеет две функции кластеризации и статистической компоновки, но он не может полностью удовлетворить рабочие требования высокочастотных цепей. конструктор должен также рассмотреть возможность изготовления, механическая структура, теплоотдача, электромагнитные помехи печатных плат (электромагнитные помехи), надежность, целостность сигнала и другие аспекты компоновки рассматриваются комплексно.Только так можно эффективно повысить срок службы, стабильность, ЭМС (электромагнитную совместимость) печатной платы панели, а компоновку сделать более совершенной.При компоновке высокочастотных цепей проектировщики должны сначала продумать компоновку тех компонентов, которые точно согласованы с конструкцией и зафиксированы в определенном положении (таких как розетки, контрольная лампа, соединитель и выключатель и т. д.), а затем разложить специальные компоненты на схеме.(типа ТЭНов, трансформаторов, Чипсы фри и т.д.), и выложу какие-нибудь мелкие устройства. При этом, учитывая требования к проводке, размещение высокочастотных сборок должно быть как можно более компактным, а разводка сигнальных линий должна быть как можно короче, чтобы максимально уменьшить перекрестные помехи сигнальных линий. насколько это возможно.

Механическая структура

Силовые розетки, световые индикаторы, разъемы и выключатели относятся к этой категории компонентов.Это модули определения местоположения, связанные с механическими размерами.Обычно печатная плата панели интерфейса между питанием и питанием размещается на краю печатной платы панели, а расстояние от края печатной платы панели обычно не менее 2 мм; индикаторный светодиод должен располагаться точно по мере необходимости; переключатели и некоторые элементы тонкой настройки, регулируемый индуктор, регулируемые резисторы и т.п. должны располагаться близко к краю платы панели для удобства настройки и подключения; компоненты, которые необходимо часто заменять, должны быть размещены в месте с меньшим количеством компонентов для легкой замены. Компоненты массой более 15 г должны быть закреплены скобами, большие и тяжелые компоненты не должны занимать особое место на печатной плате.

Тепловыделение

Мощные лампы, трансформаторы, при работе на высокочастотных коллекторах и другие тепловыделяющие устройства обнаруживают большое количество тепла. Вентиляция и отвод тепла должны быть полностью учтены при планировке. Такие компоненты следует размещать на краю платы панели или в вентилируемом месте. нагревательный элемент должен быть помещен в часть пластины, и нагревательный элемент не должен размещаться на нижнем слое двусторонней платы. Лампы мощных выпрямителей и регулировочные трубки должны быть снабжены радиаторами и располагаться вдали от трансформатора. Компоненты, боящиеся нагрева, электролитический конденсатор, также следует держать подальше от нагревательных приборов, иначе электролит высохнет, что приведет к повышенному сопротивлению и плохой работе, что повлияет на стабильность работы цепи.

Расположение специальных компонентов

Из-за магнитного поля рассеяния 50 Гц, создаваемого внутри оборудования источника питания, когда оно перекрестно соединено с некоторыми частями усилителя низкой частоты,оно будет мешать работе усилителя низкой частоты.Поэтому они должны быть изолированы или экранированы. Все уровни усилителя можно расположить по прямой согласно принципиальной схеме. такой план состоит в том,что ток выявления каждого уровня на этом уровне замкнут и складывается в течение уровня, который не влияет на работу других цепей. уровни потребления и вывод должны быть как можно более удалены, с тем чтобы уменьшить паразитную связь между ними. Для рассмотрения связи передачи сигналов между сложными схемами элементов следует также разделить низкочастотную цепь и высокочастотную цепь, а также разделить аналоговую цепь и цифровую цепь. Интегральная схема должна быть размещена в центре печатной платы панели, чтобы облегчить проводное соединение между каждым контактом и другими устройствами. Такие устройства, как катушки индуктивности и трансформаторы, имеют магнитную связь и должны быть размещены ортогонально друг другу, чтобы уменьшить магнитную связь. Кроме того, все они имеют сильные магнитные поля, и установить вокруг соответствующих макропространственных или магнитных экранов, чтобы уменьшить воздействие на себя других схем.

Электромагнитные помехи

Наши широко используемые методы устранения электромагнитных помех включают уменьшение петель, фильтрацию, экранирование, максимально возможное снижение быстродействия высокочастотных устройств и увеличение диэлектрической проницаемости печатной платы панели. Например,развязывающие конденсаторы интегральных схем следует размещать как можно ближе. Как правило, конденсаторы 0.1 мкФ используются для работы на частотах ниже 10 МГц, а конденсаторы 0.01 мкФ используются для рабочих частот выше 10 МГц. высокой разности потенциалов между отдельными частями или проводами, и расстояние должно быть увеличено,чтобы избежать разряда. Компоненты с высоким напряжением должны располагаться в местах, недоступных для рук во время отладки.части, которые могут быть легко помехами друг другу, не должны быть слишком близко, и входные и выходные компоненты должны быть как можно дальше, чтобы избежать помех обратной связи. Для уменьшения параметров распределения высокочастотных составляющих обычно расположенные рядом (неравномерно расположенные) общие цепи (цепи низкой частоты) следует располагать по правилам, удобным для монтажа и сварки.

Проводка платы высокочастотной панели

Высокочастотные цепи, как правило, имеют высокую степень интеграции и высокую плотность проводки. Использование многослойных плат не только необходимо для проводки, но и является эффективным средством снижения помех.Панельная система печатных плат Protel 99SE может обеспечивать 32 сигнальных слоя, 16 механических и т.д. , слой паяльной пасты и более 70 рабочих слоев на выбор пользователя. Разумный выбор количества слоев может значительно уменьшить размер печатной платы панели, может в полной мере использовать средний слой для установки экрана, может лучше достичь ближайшего заземления, эффективно снижает пассивную индуктивность, может эффективно сократить длину передачи сигнал и значительно уменьшить помехи между сигналами. перекрестные помехи и т. д. Все это способствует надежности высокочастотных цепей. Некоторые данные сохраняются на то, что при сборке и одном материале шум на четырех слоях ниже 20 дБ, но чем больше количество слоев, тем сложнее производственный процесс и тем выше стоимость.

Общие принципы разводки

Провода между штырями устройств высокочастотной цепи должны быть как можно короче, с как можно меньшим количеством изгибов. провода должны быть прямыми, и следует по возможности избегать острых изгибов и острых углов. наблюдать разворота, а для перехода следует использовать дуги или ломаные линии. Это требование используется только для повышения прочности фиксации стальной фольги в низкочастотном контуре, но выполнение этого требования в высокочастотном контуре позволяет уменьшить внешнее излучение и взаимную связь высокочастотного сигнала. в высокочастотной цепи горизонтальную и вертикальную разводку выполняют попеременно на соседних слоях. симметричная проводка в одном и том же рассмотрении не исключается, но большой участок заземляющего провода может быть проложен на обратной стороне печатной платы для уменьшения помех. Для широко используемых двусторонних плат Многие слои могут использовать встроенную панель питания для достижения этой цели.

Силовая и заземляющая проводка

Чтобы предотвратить помехи сопротивления заземления, вызванные локальным током в многоуровневой цепи, цепи на всех уровнях должны быть заземлены в одной точке (или максимально сконцентрировано). Когда высокочастотный контур выше 30 МГц, большая или малая площадь также должна быть заземлена. предполагаемые помехи оборудованию и проводам могут быть окружены Заземляющими линиями. Трассировки различных сигналов не могут образовывать петли, контур тока. Провода питания и провода заземления должны располагаться близко друг к другу, чтобы свести к минимуму закрытую площадь и уменьшить электромагнитные помехи. Как правило, время соединения, ширина провода составляет от 12 до 80 мил, провод питания, как правило, от 20 до 40 мил, а провод заземления, как правило, более 40 мил. По возможности проволока должна быть как можно шире. искусственное рассмотрение, цифровой заземляющий провод и т. д. подключаются к общедоступному заземляющему проводу, соединение с дросселем высокой частоты. При сборке высокочастотного дросселя часто используется высокочастотная ферритовая шайба с проволокой в центральном отверстии. Как правило, это не отображается на принципиальных схемах, и сгенерированная сетевая таблица не содержит таких компонентов, и их наличие будет проигнорировано при подключении. учитывая эту реальность, на принципиальной схеме его можно рассматривать как индуктор. в библиотеке компонентов PCB определяют отдельный пакет компонентов и вручную перед подключением переместите его в подходящее место рядом с общим заземлением.

Разводка интегральных микросхем

Рядом с каждым блоком интегральной схемы должен быть установлен высокочастотный развязывающий конденсатор. Открыть программное обеспечение "Protel 99SE" не найти в автоматическом размещении элементов связи между развязывающими конденсаторами и развязывающими интегральными схемами, пусть программное обеспечение поместит его так, чтобы два Если расстояние между двумя слишком велико,Плохая развязка. В настоящее время необходимо захватить его вручную,чтобы заранее вмешаться в положение двух компонентов.

Медное покрытие

Основная цель медного покрытия состоит в том, чтобы улучшить помехоустойчивость схемы, и в то же время это очень полезно для рассеивания тепла панельной печатной платы и прочности панельной печатной платы. Медное покрытие также может играть защитную роль. Однако полоса медной фольги большой площади не может быть использована, так как при длительном использовании панельной печатной платы выделяется большое количество тепла, а полоса медной фольги склонна к расширению и отпадению. Медную фольгу и соединить сетку с заземляющей сетью цепи, Таким образом, решётка имеет лучшие эффекты защиты. Размер сетки определяется частотой помех, которые необходимо экранировать.

Заключение

Процесс проектирования платы высокочастотной схемы Это сложный процесс.В дополнение к стратегиям проектирования, рассмотренным выше, он также включает целостность сигнала, включая перекрестные помехи сигнала, И как подавлять шум.Таким образом, проектировщики должны иметь всесторонний план при проектировании.С учетом того, что на каждом этапе цикла проектирования используются различные методы и приемы, чтобы обеспечить точность проектирования, чтобы спроектировать разумную высокочастотную панельную печатную плату с отличными характеристиками.