Elektronik tasarım - PCB zemin tasarımı

PCB tasarımı gereksiz ve elektronik ürünlerin tasarımında en önemlidir. PCB tasarımının kalitesi ürün fonksiyonlarının gerçekleştirilmesine doğrudan etkileyecek. PCB devrelerini fark etmek zor değil. Zor olan şey, sıcaklık ve yorgunluk değişiklikleri, hava basıncı değişiklikleri, mekanik şok, korozyon, etc.) tarafından etkilenmeyeceği ve normal ve stabil çalışmaların devam etmesine devam edebileceğimizi ve bu yüzden, PCB'nin normal işlerini sağlamak için çeşitli tasarım metodlarını veya üretim süreci önlemlerini uygulayacağız. - yüksek sıcaklık veya düşük sıcaklık kullanma ortamına uyum sağlamak için geniş sıcaklık komponentlerin kullanımı gibi; basılı tahtın her iki tarafındaki devre örneklerinin alanını sıcaklık değişikliklerinden sebep olan basılı tahtının savaş sayfasını ve deformasyonu engellemek için eşit yapmaya çalışın; Bastırılmış tahtada büyük ve ağır komponentlerin pozisyonunu düzenleyin ve vibrasyon yüzünden komponentlerin düşmesini engellemek için uygun yerleştirmeyi ve yapısını düzenleyin.

İlk önce en önemli şey temel etmek. Herkes temel tasarımı sistem tasarımın temel olduğunu biliyor. İyi temsil sistemin güvenli ve stabil operasyonu için bir ön şarttır. Üstüne göre iki anlamı var, yani temel ve sanal temel temel. Yer bağlantısı yeryüzünün bağlantısını anlatıyor; sanal yere bağlantı potansiyel referans noktasıyla bağlantısını gösterir. Referans noktası yeryüzünden elektriksel şekilde isyan edildiğinde, yüzücü bir bağlantı denir. İki temel amaçları var: birisi kontrol sisteminin stabil ve güvenilir işlemini sağlamak ve toprak döngülerinin sebebi olan araştırmaları engellemek, sık sık çalışma temel olarak adlandırılır; Diğeri, ekipmanın izolaciya hasarı veya düşürmesi ve ekipmanın güvenliğini korumak için elektrik şok riskine çıkarmasını engellemek.

Eğer güvenlik yerleştirmesi düşünülmezse, sadece devre referansı noktasının görüntüsünden, yerleştirme yüzey toprak, tek nokta yerleştirme, çoklu nokta yerleştirme ve karışık yerleştirme bölünebilir. Yüzücü toprakların amacı, devre veya ekipmanları, yayılan akışların sebebi olabilen ortak yerden veya ortak kablolardan ayırmak. Bu yerleştirme yönteminin zorluğu, ekipmanın yeryüzüne doğrudan bağlı olmadığı ve bu elektrik toplamasına yakın ve sonunda güçlü bir patlama akışındaki elektrostatik kırılması. Her zamanki yöntem, statik elektrik toplamasını yok etmek için cihaz ve toprak arasında büyük bir direniyet bağlamaktır. Tek nokta temizlemesi, bir devre içinde sadece bir fiziksel nokta yeryüzü referens noktası olarak tanımlanır. Çoklu noktaların temizlenmesi, bir sistemde her yerleştirme noktası, en yakın yerleştirme uça ğı ile bağlı olduğu anlamına gelir, bu yüzden yerleştirme liderinin uzunluğu en kısa. Yüksek frekans sinyal devrelerinin tek pratik temel metodu. Genelde konuşurken, frekans 1MHz'den daha düşük olduğunda, tek nokta yerleştirmesi daha iyi; frekans 10MHz'den yüksek olduğunda, çoklu noktalar yerleştirmesi daha iyi; Yer kablosunun uzunluğu dalga uzunluğunun 1/20'inden fazla olmayacak, yoksa çoklu noktalar yerleştirme yöntemi kabul edilir. Normal koşullarda, sıradan endüstriyel kontrol sistemlerinde sinyal frekansı genellikle 1MHz'den daha az, yani tek nokta temizlemesi genellikle kabul edilir. Hybrid grounding is a single-point grounding and multi-point grounding combination, and the applicable working frequency range is generally 500kHz～30MHz.

Bilgisayar kontrol sisteminde, yaklaşık bu tür alanlara ayrılır: analog toprak, dijital toprak, sinyal toprak, sistem toprak, AC toprak ve koruma toprakları. Analog toprak sensörler, transmitörler, amplifikatörler, A-D ve D-A dönüştürücüler içinde analog devrelerin sıfır potansiyeli olarak hizmet ediyor. Analog sinyali tam ihtiyaçları var, sinyali relativ küçük ve üretim alanına bağlı. Bazen uzak sensörün ve sunucunun analog topraklarının zayıf sinyal topraklarından ilişkisini ayırmak için sensörün toprakı da sinyal toprakı denir. Bilgisayarlardaki çeşitli dijital devrelerin sıfır potansiyeli olarak, dijital yer analog yerden ayrılmalı ki, dijital pulsler tarafından analog sinyallerin araştırmasını engellemek için analog sinyallerin araştırmasını sağlamalıdır. Sistem toprakı, yukarıdaki alanların son dönüş noktasıdır ve yere doğrudan sıfır potansiyel olarak bağlı. AC toprakları bilgisayarın elektrik enerji teslimatının elektrik satırı ya da s ıfır satırı ve sıfır potansiyeli çok dayanamıyor. Genelde AC topraklarındaki her iki nokta arasında birkaç volt veya on volt arasında olağanüstü bir fark var. Ayrıca, iletişim bölgesi de farklı müdahalelere bağlı. Bu yüzden, AC toprakları yukarıdaki alanlara asla bağlı olmamalı, ve AC güç değiştiricinin izolasyon performansı iyi olmalı ve sıçma fenomeni kaçırmamalı. Korumalı toprak da güvenlik toprak, şahsiz toprak veya korumalı toprak denir. Bu amaç, insanların ve ekipmanların güvenliğine etkilenmesini engellemek için ekipmanın şaşisi ve yeryüzünün ekipmanlarını sağlamak.

Yer kablosunun klasifikasyonu ve fonksiyonunu anladıktan sonra, PCB'deki yeryüzü kablosunu klasifik etmek ve yeryüzü kablosu tasarlamak için uygun önlemler almak gerekir. Örneğin, TTL ve CMOS aygıtlarının zemin kablosu radyal olmalı ve yüzük şeklinde değildir. Bastırılmış devre masasındaki yeryüzü kablosunun genişliğini, geçtiğimiz ağırlığın boyutuna göre belirlenmeli, mümkün olursa 3mm daha az değil, yeryüzü kablosunun genişliğine göre. Baypass kapasitörünün toprak kablosu uzun olmamalı ve mümkün olduğunca kısa olmamalı; Büyük akışının sıfır potansiyel yeryüzü kablosu mümkün olduğunca geniş olmalı ve küçük sinyal toprakından ayrılmalı. Bölüm 10'daki PCB temel tasarımın ihtiyaçlarına bağlı olarak tasarlanabilen bazı tasarım prensipleri ve metodları da var.

Yerleştirme yöneticisini ve bağlantı yöntemini mantıklı olarak seçirmek için, 1. tablosuna göre bazı yerleştirme klasifikasyonu yaptık.

Tablo 1 Temel klasifikasyonu

Dikkatine ihtiyaç duyan başka bir sorun PCB tasarımındaki referans uçağının yönetimi, PCB'nin kalitesine doğrudan etkileyecek. Genelde, bu metodlara göre birkaç işlem yapabiliriz:

1) Elektrik uçağı yeryüzüne yakın (sadece yüksek frekans devreleri için): devreğin operasyon frekansı çok yüksek (100MHz'den daha büyük) olduğunda, elektrik uçağı yeryüzüne yakın olmalı, bu yüzden elektrik uçağı ve yeryüzü uçağı arasındaki kapasitet bağlantısını büyütmek için güç sağlamının sesini azaltmak için.

2) Çoklu toprak uçakları Viyatlar tarafından bağlanıyor: PCB'de çoklu toprak uçak katları olduğunda, toprak uçaklarını tahtada birlikte bağlamak için daha çok dağıtılmış Viyatlar kullanılmalı, özellikle sinyalin konsantre edildiği ve katlar değiştirildiği yerde. Kısa bir döngü sağlayın ve katı değiştirmesinin sinyali için radyasyon azaltın. Şekil 1'de gösterildiği gibi, toprak uçakları uçağın çevresindeki viallarla birlikte bağlanıyor ki bu, PCB'nin dış radyasyonunu etkili olarak azaltır.

Bağlantı ile 1. surat

3) Şartlar izin verildiğinde, 20H prensipi kabul edilir: Elektrik alanı ve toprak katı arasındaki elektrik alanı değiştirildiğinden dolayı, elektromagnet araştırmaları tahtın kenarından dışarı ışıklandırılacak, bu da kenar etkisi denir. Çözüm elektrik katmanı küçültmek, elektrik alanı sadece toprak katmanın içindedir. Elektrik tasarımı ve toprak arasındaki ortamın kalıntısını bir birim olarak alırsa, eğer azaltma 20H olursa, elektrik alanının %70'si yeryüzünün kenarına sınırlanabilir; Eğer küçük alanın %98'indeyse, elektrik alanın sınırlanabilir. 20H prensipini uyguladığında, minimal sinyal döngüsünü ve sürekli sinyal impedance ile karşılaşmak için öncelik verilmeli. Yani, elektrik uçağı geri çekildiğinde, yakın sinyal katının enerji uçağının kenarında izler varsa, bu menzilde 20 H prensipi sinyalin geçmediğini ve elektrik uçağının kenarı sinyal çizgi pozisyonundan uzatması için görmezden gelebilir.

4) Sinyal izolasyon katı olarak yeryüzü uça ğını ekle: birçok sinyal katı ve izolasyon katı ihtiyacı olduğunda, yeryüzü uçağını izolasyon katı olarak eklemek en iyisi, güç katı izolasyon katı olarak değil.

5) Uçağın uzantı alanını kontrol edin: güç alanı tasarladığında, uçağın uzantı alanı farklı çeşit devrelerin referans uçaklarının üstünü kapatmasını engellemek için kontrol edilmeli. Ayrıca paralel yüklenen uçaklar arasında kapasitet bağlantı var. Şekil 2'de gösterildiği gibi analog elektrik uçağı Analog P ve dijital toprak uçağı Dijital G arasında ortak bağlantı olacak.

Uçağın genişletilmiş bölgesini kontrol edin.