Elektronik tasarım - PCB tasarımının temel problemi çözümü

PCB tasarımı, prensip çizimleri ve devre tasarımı tasarlamak üzere en düşük mümkün maliyetinde devre tahtalarının üretimini anlatır. Geçmişte, bu genelde pahalı özel araçların yardımıyla yapıldı, ama şimdi, özgür yüksek performanslı yazılım araçlarının ve tasarlama modellerinin en büyük popularlığıyla devre kurulu tasarımcılarının tasarlama hızı çok hızlandırıldı.

Mühendislik tasarımcıları mükemmel bir tasarım plan ı sorunlardan kaçırmanın en iyi yolu olduğunu biliyor olsa da hala zamanı ve para kaybı ve aynı zamanda kök sebebi yerine simptomları tedavi ediyor. Örneğin, elektromagnetik uyumluluğu (EMC) testi a şamasında bir sorun bulunduğunda, çok pahalı yatırım sebebi olacak ve hatta orijinal tasarımı ayarlamak ve yeniden yapılması gerekecek, birkaç ay sürecek.

Tasarımcıların yüzleşmesi gereken ilk sorun düzenlemesi. Bu sorun çizimdeki içeriklerin bir parçasına bağlı ve bazı aygıtlar logik düşüncelere dayanılması gerekiyor. Ancak, sıcaklığa hassas olan komponentler, sensörler gibi, sıcaklık üreten komponentlerden ayrı olarak yerleştirilmeli, güç dönüştürücülerini dahil. Çeşitli güç ayarları ile dizaynlar için, 12 volt ve 15 volt güç dönüştürücü devre tahtasında farklı pozisyonlarda ayarlanabilir çünkü üretilen sıcak ve elektronik gürültü diğer komponentlerin ve devre tahtasının güveniliğini ve performansını etkileyecek.

Yukarıdaki komponentler de devre tasarımının elektromagnetik performansını etkileyecek. Bu sadece devre tahtasının performans ve enerji tüketmesi için önemli değil, ama devre tahtasının ekonomisinin de büyük etkisi var. Bu yüzden, Avrupa'da satılan tüm devre kurulu ekipmanları hepsi CE markasını elde etmek için diğer sistemlere karıştırmayacağını kanıtlamak zorundadır. Ancak bu genelde sadece güç sağlığı açısında ve DC-DC dönüştürücüleri ve yüksek hızlı veri dönüştürücüleri gibi bir sürü cihaz var. Devre tahtasının hataları yüzünden, bu sesleri kanal tarafından yakalanabilir ve küçük bir anten olarak radyasyon edilebilir, sonuçları sıkıcı ses ve frekans abnormal bölgeler olabilir.

Uzak alandaki elektromagnet araştırmalarının problemi (EMI) ses noktasındaki filtrü yerleştirerek ya da sinyali korumak için metal kabuğunu kullanarak çözebilir. Fakat devre tahtasında elektromagnet etkisini (EMI) serbest bırakabilen ekipmanlara yeterli dikkat verilir ki devre tahtasına daha ucuz bir ev seçmesine izin verir, bu yüzden tüm sistemin maliyetini etkili olarak azaltır.

Elektromagnetik araştırma (EMI) devre tahtası sürecinde gerçekten ciddiye alınmalı bir faktördür. Elektromagnetik karşılaştırma kanalı ile birleştirilebilir, bu yüzden sinyali gürültüye kırıp devre tahtasının tüm performansını etkileyebilir. Eğer bağlantı sesi çok yüksek olursa, sinyal tamamen kapalı olabilir, bu yüzden normali yenilemek için daha pahalı bir sinyal amplifikatörü kurulmalı. Fakat, eğer sinyal devre dizaynının başlangıcında sinyal dizaynı tamamen düşünülebilirse, yukarıdaki sorunlar kaçınılabilir. Dört tahtasının tasarımı farklı ekipmanlara göre değişecek, farklı kullanım yeri, farklı ısı patlama ihtiyaçları ve farklı elektromagnet araştırma şartları (EMI), tasarım şartları faydalı olacak.

Kapacitasyon da devre tahtasında görmezden gelemeyen önemli bir mesele, çünkü kapasitesi sinyal yayınlama hızını etkileyecek ve güç tüketimini arttıracak. Kanal yanındaki çizgilerle birleştirilecek ya da dikkatli iki devre katı ile birleştirilecek, böylece istemsiz bir kapasitör oluşturulacak. Paraleli çizgilerin uzunluğunu azaltarak, bağlantı kesmek için çizgilerin birine bir parçayı ekleyerek, yukarıdaki sorunlar relativ kolay çözebilir. Fakat bu da mühendislik tasarımcılarının, devreğin aşırı büyük çevirme açısı tarafından sebep olan tüm gürültü radyasyonundan kaçınırken tasarımın kolay olmasını sağlamak için üretim tasarım prensiplerini tamamen düşünmesini gerekiyor. Çizgiler arasındaki mesafe de çok yakın olabilir, bu da çizgiler arasında kısa dönüş üretir, özellikle çizgilerin düğümlerinde. Zaman boyunca metal "whiskers" ortaya çıkacak. Tasarım kuralları keşfetmesi genellikle döngü riskinin normalden yüksek olduğu bölgeleri gösterebilir.

Bu sorun toprak uçağının tasarımında özellikle önemli. Metal devre katı yukarıdaki ve a şağıdaki tüm hatlarla birlikte bir bağlantı oluşturabilir. Metal katı gürültü etkili olarak bloklayabilir olsa da metal katı, hatının çalışma hızını etkileyip güç tüketmesini arttırabilir.

Çoklu katı devre tahtalarının tasarımı ilgili olduğu sürece, farklı devre tahtası katları arasındaki delik tasarımı muhtemelen en mücadele sorunudur, çünkü delik tasarımı devre tahtasının üretimini çok sorun getirecek. Devre tahtasının katları arasındaki delikler sinyalin performansını etkiler ve devre tahtasının güveniliğini azaltır, bu yüzden bütün dikkati verilmeli.

çözüm:

PCB tasarım sürecinde, farklı sorunları çözmek için birçok farklı metodlar kabul edilebilir. Onların arasında sadece dizayn plan ının ayarlanması yok, sesi azaltmak için devre düzenini ayarlamak gibi; Bastırılmış devre tahtasının düzenlemesi için de metodlar var. Tasarım komponentleri düzenleme aracıyla otomatik olarak yüklenebilir, fakat otomatik düzenleme elle ayarlanabilirse, devre masası tasarımın kalitesini geliştirmeye yardım eder. Bu ölçüde dizayn kuralı keşfedilmesi, devre kurulun tasarımının devre kurulun üreticisinin ihtiyaçlarına uygulamasını sağlamak için teknik belgelere dayanacak.

Farklı devre masası katlarını ayırmak ilişkin kapasitesini azaltır. Fakat bu devre tahtası katlarının sayısını arttıracak, bu yüzden maliyetleri arttıracak ve daha fazla delik sorunlarını çıkaracak. Ortogonal gri elektrik tasarımı ve temel devre tasarımının kullanımı devre tahtasının fiziksel boyutunu arttırabilir olsa da, çift katı devre tahtasında toprak katının rolünü etkili olarak oynayabilir ve devre tahtasının yapımının kapasitesini ve karmaşıklığını azaltır.

Çoğu PCB tasarım araçları tasarımın başlangıcında mühendislik tasarımcılarına çok sorun çözmesine yardım edebilir, fakat mühendislik tasarımcıları hala basılı devre tahtalarının (PCB) tasarımın ihtiyaçlarını tam anlaması gerekiyor. Örneğin, eğer yazılmış devre tahtası (PCB) düzenleyicisi tasarımın başlangıcında devre tahtasının sayısını anlaması gerekiyorsa, örneğin, iki katı devre tahtası, iki bağımsız katlardan oluşturulmuş bir yer katına ve enerji temsili katına ihtiyacı olursa. Otomatik komponent düzenleme teknolojisi çok faydalı ve tasarımcıların cihazın düzenleme alanını tasarlamasına daha fazla zaman harcamaya yardım edebilir. Örneğin, elektrik teslimatı cihazı duyarlı sinyal çizgilere veya yüksek sıcaklık alanlara çok yaklaşırsa, birçok sorun olacak. Aynı şekilde, sinyal çizgileri de problemlerin çoğundan kaçınırken otomatik olarak yönlendirilebilir. Ancak yüksek riskli bölgelerin analizi ve el operasyonu, basılı devre kurulun (PCB) tasarımının kalitesini büyük bir şekilde geliştirir, gelirlerini geliştirir ve tüm maliyetlerini azaltır.

Tasarım kuralı keşfedilmesi de çok güçlü bir araç. Çizgilerin arasındaki mesafeyin çok yakın olmadığını sağlayacak çizgiler keşfedebilir ve bu yüzden dönüşün çok kısa olmasını sağlayacak. Ancak, genel tasarım hala ekonomik değeri yüksek. Tasarım planlama değerlendirme aracı da büyük bağlı kapasitet alanlarından kaçırmak için güç katmanı ve yeryüzünü ayarlamak için kullanılabilir.

Yukarıdaki aletler de Gerber ve Excellon'a büyük yardımcı olacak. Sonuç dizayn ürünlerini üretmek için devre ve devre tahtalarını bastırmak için onlara yardımcı olacak. Bu şekilde teknik belgeler devre kurulu üreticisi ile yakın bağlı.

sonuç olarak:

PCB tasarım sürecinde birçok sorun düşünmeli ve PCB tasarım araçları onların çoğunu etkili olarak çözebilir. Bazı en iyi pratik rehberlerini kabul etmek üzere mühendislik tasarımcıları, maliyetleri etkili olarak azaltır, devre kurulu güveniliğini geliştirir, sistem özellikleri ile düşük maliyetle karşılaşırken ve defleksyon sistemi sertifikasyonu daha fazla sorunlardan kaçırır.