Công nghệ PCB - Nguyên tắc thiết kế bảng mạch in Chống nhiễu

Bảng mạch in là sự hỗ trợ của các thành phần mạch và thiết bị trong các sản phẩm điện tử. Nó cung cấp kết nối điện giữa các thành phần mạch và thiết bị. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ điện, mật độ PGB ngày càng tăng. Khả năng chống nhiễu chất lượng của thiết kế PCB có ảnh hưởng lớn. Vì vậy, khi thực hiện thiết kế PCB. Các nguyên tắc chung của thiết kế PCB phải được tuân thủ và các yêu cầu của thiết kế chống nhiễu phải được đáp ứng.

Nguyên tắc chung của thiết kế PCB là để có được hiệu suất mạch điện tử tốt nhất, điều quan trọng là bố trí các thành phần và bố trí dây dẫn. Để thiết kế PCB với chất lượng tốt và chi phí thấp. Các nguyên tắc chung sau đây cần được tuân theo:

1. Bố trí Đầu tiên, xem xét kích thước PCB. Khi kích thước PCB quá lớn, dòng in sẽ dài, trở kháng sẽ tăng, khả năng chống ồn sẽ giảm, chi phí sẽ tăng; Nếu kích thước PCB quá nhỏ, tản nhiệt không tốt và các đường liền kề dễ bị nhiễu. Sau khi xác định kích thước PCB. Sau đó xác định vị trí của các bộ phận đặc biệt. Cuối cùng, tất cả các thành phần của mạch được bố trí theo đơn vị chức năng của nó.

(1) Giảm thiểu hệ thống dây điện giữa các phần tử tần số cao, giảm thiểu các thông số phân phối và nhiễu điện từ lẫn nhau. Không nên quá gần nhau giữa các thành phần dễ bị nhiễu và các thành phần đầu vào và đầu ra nên tránh càng xa càng tốt.

(2) Có thể có sự khác biệt tiềm năng cao giữa một số bộ phận hoặc dây dẫn. Khoảng cách giữa chúng nên được tăng lên để tránh ngắn mạch ngẫu nhiên do xả. Khi gỡ lỗi, các bộ phận có điện áp cao nên được bố trí càng nhiều càng tốt, nơi tay không dễ dàng tiếp cận.

(3) Các bộ phận có trọng lượng trên 15g nên được cố định bằng giá đỡ, sau đó hàn. Những bộ phận có kích thước lớn, trọng lượng nặng và tạo ra nhiều nhiệt không nên được lắp đặt trên bảng mạch in, nhưng trên bảng cơ sở của toàn bộ máy và nên xem xét tản nhiệt. Các yếu tố nhiệt nên tránh xa các yếu tố làm nóng.

(4) Việc bố trí các yếu tố có thể điều chỉnh như chiết thế, cuộn cảm có thể điều chỉnh, tụ điện biến đổi, công tắc vi mô và các yếu tố khác nên xem xét các yêu cầu cấu trúc của toàn bộ máy. Nếu điều chỉnh được thực hiện bên trong máy, nó nên được đặt trên bảng mạch in để dễ dàng điều chỉnh; Nếu điều chỉnh được thực hiện bên ngoài máy, vị trí của nó phải phù hợp với vị trí của núm điều chỉnh trên bảng điều khiển khung gầm.

(5) Vị trí của lỗ định vị và giá đỡ cố định của bảng in nên được dành riêng. Theo đơn vị chức năng của mạch. Khi sắp xếp tất cả các thành phần của mạch, các nguyên tắc sau đây phải được đáp ứng:

1) Sắp xếp vị trí của từng đơn vị mạch chức năng theo quy trình mạch để bố trí thuận tiện cho việc lưu thông tín hiệu và giữ tín hiệu theo cùng một hướng càng nhiều càng tốt.

2) Với các thành phần cốt lõi của mỗi mạch chức năng làm trung tâm, bố trí xung quanh nó, các thành phần phải được sắp xếp đồng đều, gọn gàng và nhỏ gọn trên PCB. Giảm thiểu và rút ngắn dây dẫn và kết nối giữa các thành phần.

3) Đối với các mạch hoạt động ở tần số cao, các thông số phân phối giữa các yếu tố phải được xem xét. Nói chung, các mạch nên được sắp xếp song song càng nhiều càng tốt. Bằng cách này, nó không chỉ đẹp. Và nó rất dễ dàng để cài đặt và hàn. Dễ dàng sản xuất hàng loạt.

4) Các thành phần nằm ở cạnh của bảng thường cách cạnh của bảng không ít hơn 2mm. Hình dạng tốt nhất của bảng mạch là hình chữ nhật. Tỷ lệ khung hình là 3: 2 đến 4: 3. Khi kích thước của bảng lớn hơn 200x150mm. Độ bền cơ học của bảng mạch nên được xem xét.

2. Nguyên tắc dây điện như sau;

(1) Các dây được sử dụng cho các thiết bị đầu cuối đầu vào và đầu ra nên cố gắng tránh song song liền kề với nhau. Tốt nhất là thêm dây nối đất giữa các dây dẫn để tránh khớp nối phản hồi.

(2) Chiều rộng tối thiểu của dây in chủ yếu được xác định bởi độ bền liên kết giữa dây và chất nền cách điện và giá trị dòng điện chảy qua chúng. Khi độ dày của lá đồng là 0,05mm và chiều rộng là 1~15mm. Do đó, nhiệt độ sẽ không cao hơn 3 ° C ở dòng 2A. Chiều rộng dây 1,5mm có thể đáp ứng yêu cầu. Đối với mạch tích hợp, đặc biệt là mạch kỹ thuật số, chiều rộng đường từ 0,02~0,3mm thường được chọn. Tất nhiên, dài nhất có thể và sử dụng các đường rộng nhất có thể. Đặc biệt là dây điện và dây đất. Khoảng cách tối thiểu của dây chủ yếu được xác định bởi điện trở cách điện và điện áp bị hỏng giữa các dây trong trường hợp xấu nhất. Đối với các mạch tích hợp, đặc biệt là các mạch kỹ thuật số, khoảng cách có thể nhỏ như 5-8mm miễn là quy trình cho phép.

(3) Các góc của dây dẫn in thường là hình cung, trong mạch tần số cao, góc phải hoặc góc sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất điện. Ngoài ra, cố gắng tránh sử dụng một diện tích lớn của lá đồng, nếu không, lá đồng chịu nhiệt trong thời gian dài dễ dàng mở rộng và rơi ra. Hình dạng lưới được sử dụng tốt nhất khi phải sử dụng một khu vực rộng lớn của lá đồng. Điều này giúp loại bỏ khí dễ bay hơi được tạo ra bởi sự gia nhiệt của chất kết dính giữa lá đồng và chất nền.

3. Lỗ trung tâm của tấm hàn lớn hơn một chút so với đường kính của dây dẫn thiết bị. Nếu miếng đệm quá lớn, nó có thể dễ dàng hình thành một hàn giả. Đường kính ngoài D của miếng đệm thường không nhỏ hơn (D+1,2) mm, trong đó D là đường kính chì. Đối với các mạch kỹ thuật số mật độ cao, đường kính tối thiểu của miếng đệm có thể là (d+1,0) mm. Các biện pháp chống nhiễu cho PCB và mạch Thiết kế chống nhiễu của bảng mạch in có liên quan chặt chẽ đến các mạch cụ thể. Chỉ có một số biện pháp phổ biến cho thiết kế chống nhiễu PCB được trình bày ở đây.

(1) Thiết kế của dây nguồn dựa trên dòng điện của bảng mạch in, cố gắng tăng chiều rộng của dây nguồn để giảm điện trở vòng lặp. Đồng thời, làm cho hướng của dây nguồn và dây mặt đất phù hợp với hướng truyền dữ liệu, giúp tăng cường khả năng chống ồn.

(2) Nguyên tắc thiết kế mặt đất của thiết kế lô là:

1) Mặt đất kỹ thuật số được tách biệt với mặt đất tương tự. Nếu có cả mạch logic và tuyến tính trên bảng mạch PCB, chúng nên được tách ra càng nhiều càng tốt. Việc nối đất cho các mạch tần số thấp nên được nối đất song song tại một điểm duy nhất càng nhiều càng tốt. Khi hệ thống dây thực tế khó khăn, nó có thể được nối liền một phần và sau đó nối đất song song. Mạch tần số cao nên được nối đất nhiều điểm trong chuỗi, đường đất nên ngắn và cho thuê, và lá nối đất diện tích lớn giống như lưới nên được sử dụng xung quanh các phần tử tần số cao bất cứ khi nào có thể.

2) Dây nối đất phải càng dày càng tốt. Nếu đường dây mặt đất sử dụng đường dây rất chặt chẽ, tiềm năng mặt đất thay đổi khi dòng điện thay đổi, do đó làm giảm hiệu suất chống ồn. Do đó, dây nối đất nên được làm dày để nó có thể vượt qua ba lần dòng điện cho phép trên bảng in. Nếu có thể, dây nối đất phải là 2~3mm hoặc lớn hơn.

3) Đường nối đất tạo thành một vòng khép kín. Bảng mạch in PCB chỉ bao gồm các mạch kỹ thuật số, mạch nối đất của nó được sắp xếp thành một tập hợp các vòng lặp, phần lớn có thể cải thiện khả năng chống ồn.

(3) Một trong những phương pháp truyền thống của thiết kế PCB để cấu hình tụ điện tách rời là cấu hình tụ điện tách rời thích hợp trên mỗi phần quan trọng của bảng in. Nguyên tắc cấu hình chung của tụ điện tách rời là:

1) Kết nối một tụ điện điện phân 10~100uf ở đầu vào nguồn. Nếu có thể, tốt nhất là kết nối với 100 uF hoặc cao hơn.

2) Về nguyên tắc, mỗi chip IC nên được trang bị một tụ gốm 0,01pF. Nếu khoảng cách của bảng mạch in không đủ, một tụ điện 1-10pF có thể được thiết lập cho mỗi 4~8 chip.

3) Đối với các thiết bị có khả năng chống ồn yếu và thay đổi nguồn điện lớn khi tắt, chẳng hạn như thiết bị lưu trữ RAM và ROM, nên kết nối trực tiếp giữa dây nguồn và dây mặt đất của chip.

4) Dây dẫn tụ điện không thể quá dài, đặc biệt là tụ điện bỏ qua PCB tần số cao. Ngoài ra, bạn nên chú ý đến hai điểm sau:

Khi tiếp xúc với công tắc tơ PCB bảng mạch in, rơle, nút và các thành phần khác. Khi vận hành chúng, xả tia lửa lớn hơn được tạo ra và mạch RC được hiển thị trong hình phải được sử dụng để hấp thụ dòng xả. Nói chung, R là 1~2K và C là 2,2~47UF.

Trở kháng đầu vào của CMOS rất cao và dễ bị cảm ứng, vì vậy khi sử dụng, các thiết bị đầu cuối không sử dụng phải được nối đất hoặc kết nối với nguồn điện tích cực.