01
Normes bàsiques de disposició de components
1. Segons els mòduls de circuit, per fer circuits i circuits relacionats que aconsegueixen la mateixa funció s’anomenen mòdul. Els components del mòdul de circuit haurien d’adoptar el principi de concentració propera i s’ha de separar el circuit digital i el circuit analògic;
2. No es muntaran components ni dispositius a 1,27 mm de forats que no es troben com ara forats de posicionament, forats estàndard i 3,5 mm (per a M2.5) i 4mm (per a M3) de 3,5 mm (per M2.5) i 4mm (per a M3) no es podran permetre components;
3. Eviteu col·locar-los a través de forats sota les resistències muntades horitzontalment, els inductors (plug-ins), els condensadors electrolítics i altres components per evitar curtcircuits de les vies i el component de la soldadura després de l’ona;
4. La distància entre l’exterior del component i la vora del tauler és de 5 mm;
5. La distància entre l'exterior del coixinet de components de muntatge i l'exterior del component interposant contigu és superior a 2mm;
6. Els components de la closca metàl·lica i les peces metàl·liques (caixes de blindatge, etc.) no han de tocar altres components i no han d'estar a prop de línies i pastilles impreses. La distància entre ells hauria de ser superior a 2mm. La mida del forat de posicionament, el forat d’instal·lació de la fixació, el forat oval i altres forats quadrats a la pissarra des de l’exterior de la vora del tauler és superior a 3 mm;
7. Els elements de calefacció no haurien d’estar a prop dels cables i els elements sensibles a la calor; Els elements de calefacció elevada s’han de distribuir uniformement;
8. El sòcol de potència s'ha de disposar al voltant de la placa impresa en la mesura del possible, i la presa d'alimentació i el terminal de la barra de bus connectades a ella s'haurien de disposar al mateix costat. S’ha de prestar una atenció especial per no organitzar endolls de potència i altres connectors de soldadura entre els connectors per facilitar la soldadura d’aquests endolls i connectors, així com el disseny i la vinculació de cables d’alimentació. S'ha de considerar l'espai entre les preses de potència i els connectors de soldadura per facilitar el connector i el desplegament dels taps d'alimentació;
9. Arranjament d'altres components:
Tots els components IC estan alineats per un costat i la polaritat dels components polars està clarament marcada. La polaritat de la mateixa placa impresa no es pot marcar en més de dues direccions. Quan apareixen dues direccions, les dues direccions són perpendiculars entre si;
10. El cablejat a la superfície del tauler ha de ser dens i dens. Quan la diferència de densitat és massa gran, s’ha d’omplir amb paper de coure de malla i la graella ha de ser superior a 8 milions (o 0,2 mm);
11. No hi hauria d’haver forats a les pastilles SMD per evitar la pèrdua de pasta de soldadura i provocar una falsa soldadura dels components. No es permet que les línies de senyal importants passin entre els pins de la presa;
12. El pegat s’alinea d’un costat, la direcció del caràcter és la mateixa i la direcció d’envasament és la mateixa;
13. En la mesura del possible, els dispositius polaritzats han de ser coherents amb la direcció de marcatge de polaritat al mateix tauler.
Regles de cablejat de components
1. Dibuixa l’àrea de cablejat a 1 mm des de la vora de la placa PCB i a 1 mm al voltant del forat de muntatge, el cablejat està prohibit;
2. La línia elèctrica ha de ser el més àmplia possible i no hauria de ser inferior a 18 milions; L’amplada de la línia de senyal no ha de ser inferior a 12 milions; Les línies d’entrada i sortida de la CPU no han de ser inferiors a 10 milions (o 8mil); L’espai entre la línia no ha de ser inferior a 10 milions;
3. El VIA normal no és inferior a 30 milions;
4. Dual en línia: 60mil Pad, 40mil Aperture;
Resistència 1/4W: 51*55mil (0805 Mont de la superfície); Quan en línia, el coixinet és de 62mil i l’obertura és de 42mil;
Capacitança infinita: 51*55mil (0805 muntatge superficial); Quan en línia, el coixinet és de 50mil i l’obertura és de 28mil;
5. Tingueu en compte que la línia elèctrica i la línia de terra han de ser el més radial possible i que la línia de senyal no s'ha de bloquejar.
03
Com millorar la capacitat anti-interferència i la compatibilitat electromagnètica?
Com millorar la capacitat anti-interferència i la compatibilitat electromagnètica quan es desenvolupen productes electrònics amb processadors?
1. Els sistemes següents han de prestar especial atenció a la interferència anti-electromagnètica:
(1) Un sistema on la freqüència del rellotge de microcontrolador és extremadament alta i el cicle del bus és extremadament ràpid.
(2) El sistema conté circuits d'accionament d'alta potència i de gran corrent, com ara relés productors de guspira, interruptors de gran corrent, etc.
(3) Un sistema que conté un circuit de senyal analògic feble i un circuit de conversió A/D d'alta precisió.
2. Preneu les mesures següents per augmentar la capacitat d’interferència anti-electromagnètica del sistema:
(1) Trieu un microcontrolador amb baixa freqüència:
L’elecció d’un microcontrolador amb una baixa freqüència de rellotge externa pot reduir eficaçment el soroll i millorar la capacitat anti-interferència del sistema. Per a les ones quadrades i les ones sinusogràfiques de la mateixa freqüència, els components d’alta freqüència de l’ona quadrada són molt més que en l’ona sinusoïdal. Tot i que l’amplitud del component d’alta freqüència de l’ona quadrada és menor que l’ona fonamental, com més gran sigui la freqüència, més fàcil és emetre com a font de soroll. El soroll d’alta freqüència més influent generat pel microcontrolador és aproximadament 3 vegades la freqüència del rellotge.
(2) Reduir la distorsió en la transmissió del senyal
Els microcontroladors es fabriquen principalment amb tecnologia CMOS d’alta velocitat. El corrent d’entrada estàtic del terminal d’entrada del senyal és d’uns 1mA, la capacitança d’entrada és d’uns 10pf i la impedància d’entrada és força alta. El terminal de sortida del circuit CMOS d’alta velocitat té una capacitat de càrrega considerable, és a dir, un valor de sortida relativament gran. El fil llarg condueix al terminal d’entrada amb una impedància d’entrada força elevada, el problema de reflexió és molt greu, provocarà distorsió del senyal i augmentarà el soroll del sistema. Quan TPD> Tr, es converteix en un problema de línia de transmissió i cal tenir en compte problemes com la reflexió del senyal i la concordança d’impedàncies.
El temps de retard del senyal de la placa impresa està relacionat amb la impedància característica del plom, que està relacionada amb la constant dielèctrica del material de la placa de circuit imprès. Es pot considerar aproximadament que la velocitat de transmissió del senyal dels cables de la placa impresa és d’uns 1/3 a 1/2 de la velocitat de la llum. El TR (temps de retard estàndard) dels components del telèfon lògic utilitzats habitualment en un sistema compost per un microcontrolador està entre 3 i 18 ns.
A la placa de circuit imprès, el senyal passa per una resistència de 7W i un plom de 25cm de longitud, i el temps de retard a la línia es troba aproximadament entre 4 ~ 20ns. És a dir, com més curt sigui el plom del senyal del circuit imprès, millor i el més llarg no hauria de superar els 25cm. I el nombre de vias hauria de ser el més petit possible, preferiblement no més de dos.
Quan el temps d’augment del senyal és més ràpid que el temps de retard del senyal, s’ha de processar d’acord amb l’electrònica ràpida. En aquest moment, s’ha de tenir en compte la coincidència d’impedància de la línia de transmissió. Per a la transmissió de senyal entre els blocs integrats en una placa de circuit imprès, s'ha d'evitar la situació de TD> TRD. Com més gran sigui la placa de circuit imprès, més ràpidament no pot ser la velocitat del sistema.
Utilitzeu les conclusions següents per resumir una regla del disseny de la placa de circuit imprès:
El senyal es transmet a la placa impresa i el temps de retard no ha de ser superior al temps de retard nominal del dispositiu utilitzat.
(3) Reduir la interferència creuada* entre les línies de senyal:
Un senyal de pas amb un temps de pujada de TR al punt A es transmet a la terminal B mitjançant plom AB. El temps de retard del senyal a la línia AB és TD. Al punt D, a causa de la transmissió cap endavant del senyal des del punt A, la reflexió del senyal després d’arribar al punt B i el retard de la línia AB, s’induirà un senyal de pols de pàgina amb una amplada de TR després del temps de TD. Al punt C, a causa de la transmissió i la reflexió del senyal a AB, s’indueix un senyal de pols positiu amb una amplada del doble del temps de retard del senyal de la línia AB, és a dir, 2TD. Aquesta és la interferència creuada entre senyals. La intensitat del senyal d’interferència està relacionada amb el DI/AT del senyal al punt C i la distància entre les línies. Quan les dues línies de senyal no són molt llargues, el que veieu a AB és en realitat la superposició de dos polsos.
El micro-control fet per la tecnologia CMOS té una alta impedància d’entrada, un alt soroll i una alta tolerància al soroll. El circuit digital està superposat amb un soroll de 100 ~ 200mV i no afecta el seu funcionament. Si la línia AB de la figura és un senyal analògic, aquesta interferència es fa intolerable. Per exemple, la placa de circuit imprès és un tauler de quatre capes, un dels quals és un terreny de gran àrea o una placa de doble cara, i quan el costat invers de la línia de senyal és un terreny de gran superfície, es reduirà la interferència creuada entre aquests senyals. El motiu és que la gran àrea del sòl redueix la impedància característica de la línia de senyal i el reflex del senyal a l’extrem D es redueix molt. La impedància característica és inversament proporcional al quadrat de la constant dielèctrica del medi des de la línia de senyal a terra i proporcional al logaritme natural del gruix del medi. Si la línia AB és un senyal analògic, per evitar la interferència de la línia de senyal de circuit digital CD a AB, hi hauria d’haver una àrea gran sota la línia AB i la distància entre la línia AB i la línia CD hauria de ser superior a 2 a 3 vegades la distància entre la línia AB i el terra. Es pot blindar parcialment i es col·loquen cables a terra als costats esquerre i dret del plom al costat amb el plom.
(4) Reduir el soroll de la font d'alimentació
Si bé l’alimentació elèctrica proporciona energia al sistema, també afegeix el seu soroll a la font d’alimentació. La línia de restabliment, la línia d’interrupció i altres línies de control del microcontrolador del circuit són més susceptibles d’interferir -se del soroll extern. Una forta interferència en la xarxa elèctrica entra al circuit a través de la font d’alimentació. Fins i tot en un sistema de bateria, la bateria té soroll d’alta freqüència. El senyal analògic del circuit analògic és encara menys capaç de suportar la interferència de la font d'alimentació.
(5) Fixeu -vos en les característiques d'alta freqüència dels taulers i components de cablejat impresos
En el cas d’alta freqüència, els cables, vias, resistències, condensadors i la inductància distribuïda i la capacitança dels connectors de la placa de circuit imprès no es poden ignorar. No es pot ignorar la inductància distribuïda del condensador i no es pot ignorar la capacitança distribuïda de l’inductor. La resistència produeix el reflex del senyal d’alta freqüència i la capacitança distribuïda del plom tindrà un paper. Quan la longitud és superior a 1/20 de la longitud d’ona corresponent de la freqüència de soroll, es produeix un efecte d’antena i el soroll s’emet a través del plom.
Els forats de la placa de circuit imprès provoquen aproximadament 0,6 pf de capacitança.
El material d'envasament d'un circuit integrat introdueix 2 ~ 6pf condensadors.
Un connector en una placa de circuit té una inductància distribuïda de 520NH. Una broqueta de circuit integrat de 24 pins en línia introdueix 4 ~ 18nh inductància distribuïda.
Aquests petits paràmetres de distribució són insignificants en aquesta línia de sistemes de microcontroladors de baixa freqüència; S’ha de prestar una atenció especial als sistemes d’alta velocitat.
(6) La disposició dels components s'ha de participar raonablement
La posició dels components a la placa de circuit imprès ha de considerar plenament el problema de la interferència anti-electromagnètica. Un dels principis és que els cables entre els components haurien de ser el més curts possibles. En el disseny, la part del senyal analògic, la part del circuit digital d’alta velocitat i la part de la font de soroll (com ara relés, interruptors de corrent alt, etc.) s’han de separar raonablement per minimitzar l’acoblament del senyal entre ells.
G Manejar el fil de terra
A la placa de circuit imprès, la línia elèctrica i la línia de terra són les més importants. El mètode més important per superar la interferència electromagnètica és el terra.
Per als panells dobles, la disposició del fil de terra és particularment particular. Mitjançant l’ús de la posada a terra d’un sol punt, l’alimentació i el sòl estan connectats a la placa de circuit imprès dels dos extrems de la font d’alimentació. L’alimentació té un contacte i el terra té un contacte. A la placa de circuit imprès, hi ha d’haver diversos cables de terra de tornada, que es recolliran al punt de contacte de la font d’alimentació de retorn, que és l’anomenada posada a terra d’un sol punt. L’anomenat terreny analògic, terra digital i la divisió de terra de dispositius d’alta potència es refereix a la separació del cablejat i, finalment, es convergeixen a aquest punt de terra. Quan es connecta amb senyals diferents de les plaques de circuit impreses, se solen utilitzar cables blindats. Per a senyals d’alta freqüència i digitals, els dos extrems del cable blindat es posen a terra. S'hauria de fonamentar un dels extrems del cable blindat per a senyals analògics de baixa freqüència.
Els circuits molt sensibles al soroll i a la interferència o als circuits que siguin especialment de soroll d’alta freqüència s’haurien de blindar amb una coberta metàl·lica.
(7) Utilitzeu bé els condensadors de desacoblament.
Un bon condensador de desacoblament d’alta freqüència pot eliminar components d’alta freqüència fins a 1GHz. Els condensadors de xip ceràmic o condensadors ceràmics multicapa tenen millors característiques d’alta freqüència. En dissenyar una placa de circuit imprès, cal afegir un condensador de desacoblament entre la potència i el sòl de cada circuit integrat. El condensador de desacoblament té dues funcions: d’una banda, és el condensador d’emmagatzematge d’energia del circuit integrat, que proporciona i absorbeix l’energia de càrrega i descàrrega en el moment d’obrir i tancar el circuit integrat; D'altra banda, passa el soroll d'alta freqüència del dispositiu. El típic condensador de desacoblament de 0,1UF en circuits digitals té una inductància distribuïda de 5NH i la seva freqüència de ressonància paral·lela és d’uns 7MHz, cosa que significa que té un millor efecte de desacoblament per al soroll inferior a 10MHz, i té un millor efecte de desacoblament per al soroll per sobre dels 40MHz. El soroll gairebé no té cap efecte.
1UF, 10UF Condensors, la freqüència de ressonància paral·lela és per sobre dels 20 MHz, l'efecte de l'eliminació del soroll d'alta freqüència és millor. Sovint és avantatjós utilitzar un condensador de freqüència de 1UF o 10UF de alta lloc on la potència entra a la placa impresa, fins i tot per a sistemes de bateria.
Cada 10 peces de circuits integrats han d’afegir un condensador de càrrega i descàrrega o anomenat condensador d’emmagatzematge, la mida del condensador pot ser de 10UF. El millor és no utilitzar condensadors electrolítics. Els condensadors electrolítics estan enrotllats amb dues capes de pel·lícula PU. Aquesta estructura enrotllada actua com a inductància a freqüències altes. El millor és utilitzar un condensador de bilis o un condensador de policarbonat.
La selecció del valor del condensador de desacoblament no és estricta, es pot calcular segons C = 1/F; És a dir, 0,1UF per 10MHz i per a un sistema compost per un microcontrolador, pot estar entre 0,1UF i 0,01UF.
3. Alguna experiència en la reducció del soroll i la interferència electromagnètica.
(1) Els xips de baixa velocitat es poden utilitzar en lloc de xips d'alta velocitat. Els xips d’alta velocitat s’utilitzen en llocs clau.
(2) Es pot connectar una resistència en sèrie per reduir la velocitat de salt de les vores superiors i inferiors del circuit de control.
(3) Intenteu proporcionar alguna forma d’amortiment per als relés, etc.
(4) Utilitzeu el rellotge de freqüència més baixa que compleixi els requisits del sistema.
(5) El generador de rellotge està el més a prop possible del dispositiu que utilitza el rellotge. La closca de l’oscil·lador de cristall de quars s’ha de posar a terra.
(6) Tanqueu la zona del rellotge amb un fil de terra i mantingueu el fil de rellotge el més curt possible.
(7) El circuit d'accionament d'E/S ha d'estar el més a prop possible a la vora de la placa impresa i deixar -la deixar la placa impresa el més aviat possible. El senyal que entri a la placa impresa s’ha de filtrar i també s’ha de filtrar el senyal de l’àrea de gran soroll. Al mateix temps, s’hauria d’utilitzar una sèrie de resistències terminals per reduir la reflexió del senyal.
(8) El final inútil de MCD s'ha de connectar a alt, o fonamentat o definit com a final de sortida. El final del circuit integrat que s’ha de connectar al terreny d’alimentació s’ha de connectar a ell i no s’ha de deixar flotant.
(9) El terminal d'entrada del circuit de la porta que no està en ús no s'ha de deixar flotant. El terminal d’entrada positiu de l’amplificador operatiu no utilitzat s’ha de posar a terra i s’ha de connectar el terminal d’entrada negativa al terminal de sortida. (10) La placa impresa ha d’intentar utilitzar línies de 45 vegades en lloc de línies de 90 vegades per reduir l’emissió i l’acoblament externs de senyals d’alta freqüència.
(11) Els taulers impresos es divideixen segons les característiques de commutació de freqüència i de corrent, i els components de soroll i els components no sorollosos haurien d’estar més lluny.
(12) Utilitzeu la potència d’un sol punt i la posada a terra d’un sol punt per a panells simples i dobles. La línia elèctrica i la línia de terra han de ser el més gruixuda possible. Si l’economia és assequible, utilitzeu un tauler multicapa per reduir la inductància capacitiva de l’alimentació i el sòl.
(13) Manteniu els senyals de selecció del rellotge, del bus i del xip de les línies d'E/S i dels connectors.
(14) La línia d'entrada de tensió analògica i el terminal de tensió de referència han d'estar el més lluny possible de la línia de senyal de circuit digital, especialment el rellotge.
(15) Per als dispositius A/D, la part digital i la part analògica preferirien ser unificades que lliurades*.
(16) La línia de rellotge perpendicular a la línia d'E/S té menys interferències que la línia d'E/S paral·lela, i els pins del component del rellotge estan molt allunyats del cable d'E/S.
(17) Els pins components han de ser el més curts possibles i els pins de condensadors de desacoblament haurien de ser el més curt possible.
(18) La línia clau ha de ser el més gruixuda possible i s’ha d’afegir un terreny protector a banda i banda. La línia d’alta velocitat ha de ser curta i recta.
(19) Les línies sensibles al soroll no han de ser paral·leles a les línies de commutació d’alta velocitat de corrent alt.
(20) No encamineu els cables sota el cristall de quars ni en dispositius sensibles al soroll.
(21) Per als circuits de senyal febles, no formeu bucles de corrent al voltant de circuits de baixa freqüència.
(22) No formeu un bucle per a cap senyal. Si és inevitable, feu que la zona del bucle sigui el més petita possible.
(23) Un condensador de desacoblament per circuit integrat. S'ha d'afegir un petit condensador de bypass d'alta freqüència a cada condensador electrolític.
(24) Utilitzeu condensadors de tàntal de gran capacitat o condensadors Juku en lloc de condensadors electrolítics per carregar i descarregar condensadors d'emmagatzematge d'energia. Quan s’utilitzen condensadors tubulars, s’ha de posar a terra la caixa.
04
Protel Claus de drecera utilitzada habitualment
PAGEIX AMB AMB AMB EL MOUSE COM A CENTRE
La pàgina Down Zoom amb el ratolí com a centre.
Centre Inici La posició apuntada pel ratolí
Actualització final (redraw)
* Canviar entre les capes superiors i inferiors
+ (-) la capa de commutació per capa: "+" i "-" són en el sentit contrari
Q mm (mil·límetre) i MIL (MIL) Interruptor de la unitat
Mesura la distància entre dos punts
E x editar x, x és l'objectiu d'edició, el codi és el següent: (a) = arc; (C) = component; (F) = omplir; (P) = coixinet; (N) = xarxa; (S) = caràcter; (T) = filferro; (V) = via; (I) = línia de connexió; (G) = Polígó ple. Per exemple, quan vulgueu editar un component, premeu EC, el punter del ratolí apareixerà "deu", feu clic per editar
Es poden editar els components editats.
P X Place X, X és l’objectiu de col·locació, el codi és el mateix que anterior.
M X es mou x, x és l’objectiu en moviment, (a), (c), (f), (p), (s), (t), (v), (g) el mateix que anterior, i (i) = part de selecció de flip; (O) gireu la part de selecció; (M) = moure la part de selecció; (R) = reanimar.
S X Selecciona X, X és el contingut seleccionat, el codi és el següent: (i) = àrea interna; (O) = zona exterior; (A) = tot; (L) = tot a la capa; (K) = part bloquejada; (N) = xarxa física; (C) = línia de connexió física; (H) = PAD amb obertura especificada; (G) = PAD fora de la xarxa. Per exemple, quan voleu seleccionar -ho tot, premeu SA, tots els gràfics s’il·luminen per indicar que s’han seleccionat i podeu copiar, esborrar i moure els fitxers seleccionats.
