01
Reguli basi di u layout di cumpunenti
1. Sicondu i moduli di circuitu, per fà layout è circuiti cunnessi chì ghjunghjenu a listessa funzione sò chjamati moduli.I cumpunenti in u modulu di circuitu duveranu aduttà u principiu di cuncentrazione vicinu, è u circuitu digitale è u circuitu analogicu deve esse separati;
2. Nisun cumpunenti o dispusitivi ùn deve esse muntatu in 1.27mm di buchi senza muntatura, cum'è i buchi di posizionamentu, fori standard, è 3.5mm (per M2.5) è 4mm (per M3) di 3.5mm (per M2.5) è 4mm (per M3) ùn deve esse permessu di muntà cumpunenti;
3. Evitate di mette via i buchi sottu à i resistori montati horizontalmente, induttori (plug-ins), condensatori elettrolitici è altri cumpunenti per evitari short-circuiting i vias è a cunchiglia di cumpunenti dopu a saldatura d'onda;
4. A distanza trà l'esternu di u cumpunente è u bordu di u bordu hè 5mm;
5. A distanza trà l'esternu di u pad di cumpunenti di muntatura è l'esternu di u cumpunente interpusing adiacente hè più grande di 2mm;
6. Cumpunenti di cunchiglia di metallu è parti di metallu (scatole di schermatura, etc.) ùn deve micca toccu à l'altri cumpunenti, è ùn deve esse vicinu à e linee stampate è pads.A distanza trà elli deve esse più grande di 2 mm.A dimensione di u foru di posizionamentu, u foru di stallazione di fastener, u foru ovale è altri buchi quadrati in u bordu da l'esternu di u bordu di u bordu hè più grande di 3mm;
7. Elementi calefactori ùn deve esse micca vicinu à i fili è elementi sensibili à u calore;elementi d'altu calore deve esse distribuitu uniformemente;
8. U socket di putenza deve esse disposti intornu à u bordu stampatu quantu pussibule, è u socket di putenza è a terminale di l'autobus culligatu à questu deve esse disposti da u listessu latu.Una attenzione particulari deve esse pagata per ùn arrangiate i sockets di putenza è altri connettori di saldatura trà i connettori per facilità a saldatura di questi sockets è i cunnessi, è ancu u disignu è u ligame di i cavi di putenza.A spaziatura di l'arrangiamentu di i sockets di putenza è di i cunnessi di saldatura deve esse cunsideratu per facilità u pluging and unplugging of power plugs;
9. Disposizione di altri cumpunenti:
Tutti i cumpunenti IC sò allinati da un latu, è a polarità di i cumpunenti polari hè chjaramente marcata.A polarità di u listessu bordu stampatu ùn pò esse marcatu in più di duie direzzione.Quandu si prisentanu duie direzzione, e duie direzzione sò perpendiculari à l'altru;
10. U filatu nantu à a superficia di u bordu deve esse densu è densu.Quandu a diffarenza di densità hè troppu grande, deve esse pienu di foglia di rame di maglia, è a griglia deve esse più grande di 8mil (o 0,2 mm);
11. Ùn ci deve esse micca attraversu buchi nantu à i pads SMD per evitari a perdita di pasta di saldatura è causanu falsi saldatura di i cumpunenti.I linii di signali impurtanti ùn sò micca permessi di passà trà i pins di u socket;
12. U patch hè allinatu da un latu, a direzzione di u caratteru hè a stessa, è a direzzione di imballaggio hè a stessa;
13. In quantu pussibule, i dispusitivi polarizzati deve esse coherente cù a direzzione di marcatura di polarità nantu à u listessu bordu.
Reguli di cablaggio di cumpunenti
1. Disegnate l'area di cablaggio in 1mm da u bordu di a scheda PCB è in 1mm intornu à u foru di muntatura, u cablaggio hè pruibitu;
2. A linea di putenza deve esse u più larga pussibule è ùn deve esse menu di 18mil;a larghezza di a linea di signale ùn deve esse menu di 12mil;e linee di input è output cpu ùn deve esse menu di 10mil (o 8mil);u spaziu di ligna ùn deve esse menu cà 10mil;
3. A via nurmale ùn hè micca menu di 30mil;
4. Dual in-line: pad 60mil, apertura 40mil;
1/4W resistenza: 51 * 55mil (0805 superficia muntagna);quandu in linea, u pad hè 62mil è l'apertura hè 42mil;
Capacità infinita: 51 * 55mil (0805 superficia muntagna);quandu in-linea, u pad hè 50mil, è l'apertura hè 28mil;
5. Nota chì a linea di forza è a linea di terra deve esse radiale cum'è pussibule, è a linea di signale ùn deve esse micca loopata.
03
Cumu migliurà a capacità anti-interferenza è a cumpatibilità elettromagnetica?
Cumu migliurà a capacità anti-interferenza è a cumpatibilità elettromagnetica quandu si sviluppanu prudutti elettronichi cù processori?
1. I sistemi seguenti devenu esse attenti à l'interferenza anti-elettromagnetica:
(1) Un sistema induve a frequenza di u clock di u microcontroller hè estremamente alta è u ciculu di l'autobus hè estremamente veloce.
(2) U sistema cuntene circuiti d'accionamentu d'alta putenza è di corrente alta, cum'è relè chì producenu scintille, switches high-current, etc.
(3) Un sistema chì cuntene un circuitu di signale analogicu debule è un circuitu di cunversione A / D d'alta precisione.
2. Pigliate e seguenti misure per aumentà a capacità di interferenza anti-elettromagnetica di u sistema:
(1) Sceglite un microcontroller cù freccia bassa:
A scelta di un microcontroller cù una frequenza di clock esterna bassa pò riduce efficacemente u rumore è migliurà a capacità anti-interferenza di u sistema.Per l'onda quadrata è l'onda sinusoidale di a stessa frequenza, i cumpunenti d'alta frequenza in l'onda quadra sò assai più di quellu in l'onda sinusoidale.Ancu s'è l'amplitude di u cumpunente d'alta freccia di l'onda quadrata hè più chjuca di l'onda fundamentale, più a freccia hè più alta, più faciule hè di emette cum'è fonte di rumore.U rumore d'alta frequenza più influente generatu da u microcontroller hè di circa 3 volte a frequenza di u clock.
(2) Reduce a distorsione in a trasmissione di u signale
I microcontrollers sò principalmente fabbricati cù a tecnulugia CMOS d'alta velocità.U currente di input staticu di u terminal d'ingressu di u signale hè di circa 1mA, a capacità di input hè di circa 10PF, è l'impedenza di input hè abbastanza alta.U terminal di output di u circuitu CMOS d'alta velocità hà una capacità di carica considerableu, vale à dì un valore di output relativamente grande.U filu longu porta à u terminal d'ingressu cù una impedenza d'ingressu abbastanza alta, u prublema di riflessione hè assai seriu, pruvucarà distorsioni di u signale è aumenta u rumore di u sistema.Quandu Tpd> Tr, diventa un prublema di linea di trasmissione, è i prublemi cum'è a riflessione di u signale è l'impedenza deve esse cunsideratu.
U tempu di ritardu di u signale nantu à u bordu stampatu hè in relazione cù l'impedenza caratteristica di u piombo, chì hè ligata à a constante dielettrica di u materiale di u circuitu stampatu.Pò esse apprussimatamente cunzidiratu chì a velocità di trasmissione di u signale nantu à i cunduttori stampati hè di circa 1/3 à 1/2 di a velocità di a luce.U Tr (tempu di ritardu standard) di i cumpunenti di u telefuninu logicu cumunimenti usati in un sistema cumpostu da un microcontroller hè trà 3 è 18 ns.
Nantu à u circuitu stampatu, u signale passa per un resistore 7W è un piombo di 25cm-longu, è u tempu di ritardu nantu à a linea hè di circa 4 ~ 20ns.In altri palori, u più cortu di u signale in u circuitu stampatu, u megliu, è u più longu ùn deve esse più di 25 cm.È u numaru di vias deve esse u più chjucu pussibule, preferibile micca più di dui.
Quandu u tempu di crescita di u signale hè più veloce di u tempu di ritardu di u signale, deve esse trattatu in cunfurmità cù l'elettronica veloce.À questu tempu, l'impedenza di a linea di trasmissione deve esse cunsiderata.Per a trasmissione di signali trà i blocchi integrati nantu à un circuitu stampatu, a situazione di Td>Trd deve esse evitata.U più grande u circuitu stampatu, u più veloce di u sistema ùn pò esse.
Aduprate e seguenti cunclusioni per sintetizà una regula di u disignu di u circuitu stampatu:
U signale hè trasmessu nantu à u bordu stampatu, è u so tempu di ritardu ùn deve esse più grande di u tempu di ritardu nominali di u dispusitivu utilizatu.
(3) Reduce l'interferenza croce * trà e linee di signale:
Un signal à pas avec un temps de montée de Tr au point A est transmis à la borne B par le câble AB.U tempu di ritardu di u signale nantu à a linea AB hè Td.À u puntu D, per via di a trasmissione avanti di u segnu da u puntu A, a riflessione di u segnu dopu à ghjunghje à u puntu B è u ritardu di a linea AB, un signalu di impulsu di pagina cù una larghezza di Tr serà induciutu dopu à u tempu Td.À u puntu C, per via di a trasmissione è a riflessione di u signale nantu à AB, hè induce un signalu di impulsu pusitivu cù una larghezza di duie volte u tempu di ritardu di u signale nantu à a linea AB, vale à dì 2Td.Questa hè l'interferenza incruciata trà i signali.L'intensità di u signale di interferenza hè ligata à a di / at di u signale in u puntu C è a distanza trà e linee.Quandu i dui linii di signali ùn sò micca assai longu, ciò chì vede nantu à AB hè veramente a superposizione di dui impulsi.
U microcontrollu fattu da a tecnulugia CMOS hà una alta impedenza di input, un altu rumore è una alta tolleranza di rumore.U circuitu digitale hè superimpostu cù un rumore di 100 ~ 200mv è ùn affetta micca u so funziunamentu.Se a linea AB in a figura hè un signalu analogicu, sta interferenza diventa intolerable.Per esempiu, u circuitu stampatu hè un tavulinu di quattru strati, unu di i quali hè una terra larga, o una tavola doppia, è quandu u reversu di a linea di signale hè una terra di grande area, a croce * l'interferenza trà tali signali serà ridutta.U mutivu hè chì a grande area di a terra riduce l'impedenza caratteristica di a linea di signale, è a riflessione di u signale à a fine D hè assai ridutta.L'impedenza caratteristica hè inversamente proporzionale à u quadru di a constante dielettrica di u mediu da a linea di signale à a terra, è proporzionale à u logaritmu naturali di u gruixu di u mediu.Sè a linea AB hè un signalu analogicu, per evitari l'interferenza di a linea di signale di circuitu digitale CD à AB, ci deve esse una grande zona sottu à a linea AB, è a distanza trà a linea AB è a linea CD deve esse più grande di 2. à 3 volte a distanza trà a linea AB è a terra.Pò esse parzialmente schermatu, è i fili di terra sò posti nantu à i lati manca è destra di u piombu à u latu cù u piombu.
(4) Reduce u rumore da l'alimentazione
Mentre chì l'alimentazione furnisce l'energia à u sistema, aghjunghje ancu u so rumore à l'alimentazione.A linea di reset, a linea di interruzzione è altre linee di cuntrollu di u microcontroller in u circuitu sò più suscettibili à l'interferenza da u rumore esternu.Una forte interferenza nantu à a rete elettrica entra in u circuitu attraversu l'alimentazione elettrica.Ancu in un sistema alimentatu da batterie, a batteria stessa hà un rumore d'alta freccia.U signale analogicu in u circuitu analogicu hè ancu menu capaci di sustene l'interferenza da l'alimentazione.
(5) Prestate attenzione à e caratteristiche d'alta frequenza di i pannelli di cablaggio stampati è i cumpunenti
In u casu di alta frequenza, i cunduttori, vias, resistors, capacitors, è l'induttanza distribuita è a capacità di i connettori nantu à u circuitu stampatu ùn ponu esse ignorati.L'induttanza distribuita di u condensatore ùn pò esse ignorata, è a capacità distribuita di l'inductor ùn pò esse ignorata.A resistenza pruduce u riflessu di u signale d'alta freccia, è a capacità distribuita di u piombu ghjucà un rolu.Quandu a lunghezza hè più grande di 1/20 di a lunghezza d'onda currispondente di a freccia di u rumore, un effettu di l'antenna hè pruduttu, è u sonu hè emessu à traversu u piombo.
I buchi di u circuitu stampatu causanu circa 0,6 pf di capacità.
U materiale di imballaggio di un circuitu integratu stessu introduce capacitori 2 ~ 6pf.
Un connettore nantu à un circuit board hà una inductance distribuita di 520nH.Un skewer di circuit integratu dual-in-line 24-pin introduce una induttanza distribuita di 4 ~ 18nH.
Questi picculi paràmetri di distribuzione sò insignificanti in questa linea di sistemi di microcontroller à bassa frequenza;una attenzione particulare deve esse pagata à i sistemi d'alta veloce.
(6) U layout di cumpunenti deve esse ragiunate partizionatu
A pusizione di i cumpunenti nantu à u circuitu stampatu deve cunsiderà cumplettamente u prublema di l'interferenza anti-elettromagnetica.Unu di i principii hè chì i cunduttori trà i cumpunenti deve esse u più cortu pussibule.In u layout, a parte di u signale analogicu, a parte di u circuitu digitale d'alta velocità, è a parte di a fonte di u rumore (cum'è relè, interruttori d'alta corrente, etc.) deve esse raghjone separati per minimizzà l'accoppiamentu di u signale trà elli.
G Maneggiate u filu di terra
Nantu à u circuitu stampatu, a linea di forza è a linea di terra sò i più impurtanti.U metudu più impurtante per superà l'interferenza elettromagnetica hè a terra.
Per i pannelli doppiu, u layout di filu di terra hè particularmente particulari.Per mezu di l'usu di a terra à un puntu, l'alimentazione è a terra sò cunnessi à u circuitu stampatu da e duie estremità di l'alimentazione.L'alimentazione hà un cuntattu è a terra hà un cuntattu.Nantu à u circuitu stampatu, ci deve esse parechje fili di terra di ritornu, chì saranu riuniti nantu à u puntu di cuntattu di l'alimentu di ritornu, chì hè a terra chjamata unicu puntu.A terra chjamata analogica, a terra digitale, è a divisione di a terra di u dispusitivu d'alta putenza si riferisce à a siparazione di cablaggio, è infine tutti cunvergenu à stu puntu di terra.Quandu si cunnetta cù signali altri ch'è i circuiti stampati, i cavi schermati sò generalmente usati.Per i segnali di alta frequenza è digitale, e duie estremità di u cable schermu sò messe à terra.Una estremità di u cable blindatu per i segnali analogichi di freccia bassa deve esse messa in terra.
I circuiti chì sò assai sensittivi à u rumore è l'interferenza o i circuiti chì sò particularmente rumori d'alta freccia deve esse schermu cù una tappa metallica.
(7) Aduprate bè i condensatori di decoupling.
Un bon condensatore di disaccoppiamentu d'alta frequenza pò sguassà cumpunenti d'alta frequenza finu à 1GHZ.I condensatori di chip di ceramica o condensatori ceramichi multilayer anu megliu caratteristiche d'alta frequenza.Quandu si cuncepisce un circuitu stampatu, un condensatore di decoupling deve esse aghjuntu trà a putenza è a terra di ogni circuitu integratu.U condensatore di decoupling hà duie funzioni: da una banda, hè u condensatore di almacenamiento d'energia di u circuitu integratu, chì furnisce è assorbe l'energia di carica è scaricamentu à u mumentu di l'apertura è a chjusa di u circuit integratu;da l 'altra banda, bypasses u rumore high-frequency di u dispusitivu.U condensatore di decoupling tipicu di 0.1uf in circuiti digitali hà 5nH inductance distribuite, è a so frequenza di risonanza parallela hè di circa 7MHz, chì significa chì hà un effettu di disaccoppiamentu megliu per u rumore sottu 10MHz, è hà un effettu di disaccoppiamentu megliu per u rumore sopra 40MHz.U rumore ùn hà quasi nisun effettu.
1uf, 10uf condensatori, a frequenza di risonanza parallela hè sopra à 20MHz, l'effettu di caccià u rumore d'alta frequenza hè megliu.Hè spessu vantaghju d'utilizà un condensatore di frequenza alta 1uf o 10uf induve a putenza entra in u bordu stampatu, ancu per i sistemi alimentati da batterie.
Ogni 10 pezzi di circuiti integrati bisognu di aghjunghje un capacitore di carica è scaricamentu, o chjamatu capacitore di almacenamiento, a dimensione di u capacitor pò esse 10uf.Hè megliu micca aduprà condensatori elettrolitichi.I condensatori elettrolitici sò arrotolati cù dui strati di film pu.Questa struttura arrotolata agisce cum'è una induttanza à frequenze alte.Hè megliu aduprà un condensatore di bile o un condensatore di policarbonate.
A selezzione di u valore di u condensatore di decoupling ùn hè micca strettu, pò esse calculatu secondu C=1/f;vale à dì, 0.1uf per 10MHz, è per un sistema cumpostu di un microcontroller, pò esse trà 0.1uf è 0.01uf.
3. Qualchì sperienza in a riduzione di u rumore è l'interferenza elettromagnetica.
(1) I patatine fritte à bassa velocità ponu esse usate invece di chips à alta velocità.Chips d'alta velocità sò usati in i lochi chjave.
(2) Un resistore pò esse cunnessu in serie per riduce a freccia di salto di i bordi superiore è inferiore di u circuitu di cuntrollu.
(3) Pruvate di furnisce una forma di smorzamentu per i relè, etc.
(4) Aduprate l'orologio di frequenza più bassu chì risponde à i requisiti di u sistema.
(5) U generatore di clock hè u più vicinu pussibule à u dispusitivu chì usa u clock.A cunchiglia di l'oscillatore di cristalli di quartz deve esse in terra.
(6) Enclose a zona di u clock cun un filu di terra è mantene u filu di clock u più curtu pussibule.
(7) U circuitu I / O drive deve esse u più vicinu pussibule à u bordu di u bordu stampatu, è lasciate lascià u bordu stampatu u più prestu pussibule.U signale chì entra in u bordu stampatu deve esse filtratu, è u signale da l'area d'altu rumore deve ancu esse filtratu.À u listessu tempu, una seria di resistori terminali deve esse usata per riduce a riflessione di u signale.
(8) A fine inutile di MCD deve esse culligatu à altu, o grounded, o definitu cum'è a fine output.A fine di u circuitu integratu chì deve esse cunnessu à a terra di l'alimentazione elettrica deve esse cunnessu cù questu, è ùn deve esse lasciatu flottante.
(9) U terminal di input di u circuitu di a porta chì ùn hè micca in usu ùn deve esse lasciatu flottante.U terminale di input pusitivu di l'amplificatore operativu inutilizatu deve esse messe à terra, è u terminal di input negativu deve esse cunnessu à u terminal di output.(10) U tavulinu stampatu deve pruvà à utilizà linee 45 volte invece di linee 90 volte per riduce l'emissione esterna è l'accoppiamentu di segnali d'alta frequenza.
(11) I bordi stampati sò spartuti secondu a frequenza è e caratteristiche di commutazione attuale, è i cumpunenti di u rumore è i cumpunenti senza rumore duveranu esse più alluntanati.
(12) Aduprate a putenza unicu puntu è a terra unicu puntu per i pannelli singuli è doppiu.A linea elettrica è a linea di terra deve esse u più grossa pussibule.Se l'ecunumia hè affordabbli, utilizate una tavola multilayer per riduce l'induttanza capacitiva di l'alimentazione è a terra.
(13) Mantene l'orologio, l'autobus è i segnali di selezzione di chip luntanu da e linee I/O è i connettori.
(14) A linea di input di tensione analogica è u terminal di tensione di riferimentu deve esse u più luntanu pussibule da a linea di signale di circuitu digitale, in particulare u clock.
(15) Per i dispositi A/D, a parte digitale è a parte analogica preferite esse unificate cà trasmissu*.
(16) A linea di clock perpendicular à a linea I/O hà menu interferenza cà a linea I/O parallela, è i pins di cumpunenti di u clock sò luntanu da u cable I/O.
(17) I pins di cumpunenti duveranu esse u più curtu pussibule, è i pins di condensatori di decoupling duveranu esse u più brevi.
(18) A linea chjave deve esse u più grossa pussibule, è a terra protettiva deve esse aghjuntu à i dui lati.A linea d'alta veloce deve esse corta è dritta.
(19) E linee sensibili à u rumore ùn devenu esse parallele à e linee di commutazione à alta corrente è alta velocità.
(20) Ùn passate micca i fili sottu à u cristallu di quartz o sottu à i dispositi sensibili à u rumore.
(21) Per i circuiti di signali debuli, ùn formate micca circuiti di currente intornu à i circuiti di bassa frequenza.
(22) Ùn formate micca un ciclu per ogni signale.S'ellu hè inevitabbile, fate a zona di u ciclu u più chjucu pussibule.
(23) Un condensatore di decoupling per circuit integratu.Un picculu condensatore di bypass d'alta frequenza deve esse aghjuntu à ogni condensatore elettroliticu.
(24) Aduprate condensatori di tantalu di grande capacità o condensatori juku invece di condensatori elettrolitici per carica è scaricate capacitori di almacenamiento d'energia.Quandu s'utilice capacitors tubulari, u casu deve esse in terra.
04
PROTEL cumunimenti usatu chjavi di scurciatoia
Pagina Up Zoom in cù u mouse cum'è u centru
Pagina Down Zoom out cù u mouse cum'è u centru.
Home Center a pusizione indicata da u mouse
Finisce u rinfrescante (ridisegnu)
* Cambia trà i strati superiore è inferiore
+ (-) Cambia strata per capa: "+" è "-" sò in a direzzione opposta
Interruttore di unità Q mm (millimetru) è mil (mil).
IM misura a distanza trà dui punti
E x Edit X, X hè u scopu di editazione, u codice hè cusì: (A) = arc;(C) = cumpunente;(F) = pienu;(P) = pad;(N) = reta;(S) = caratteru ;(T) = filu;(V) = via;(I) = linea di cunnessione;(G) = poligonu pienu.Per esempiu, quandu vulete edità un cumpunente, pressu EC, u puntatore di u mouse appariscerà "deci", cliccate per edità
I cumpunenti editati ponu esse editati.
P x Place X, X hè u destinazione di piazzamentu, u codice hè u listessu cum'è sopra.
M x muove X, X hè u target in muvimentu, (A), (C), (F), (P), (S), (T), (V), (G) U listessu cum'è sopra, è (I) = flip selezzione Part;(O) Girate a parte di selezzione;(M) = Move a parte di selezzione;(R) = Recâblage.
S x selezziunà X, X hè u cuntenutu sceltu, u codice hè cusì: (I) = area interna;(O) = zona esterna;(A) = tuttu;(L) = tuttu nantu à a strata;(K) = parte chjosa;(N) = reta fisica;(C) = linea di cunnessione fisica;(H) = pad cù apertura specifica;(G) = pad fora di a griglia.Per esempiu, quandu vulete selezziunà tutti, appughjà SA, tutti i gràfiche s'illuminanu per indicà chì sò stati selezziunati, è pudete copià, sguassate è spustà i schedari selezziunati.