01
Základní pravidla rozmístění komponent
1. Podle obvodových modulů se pro vytvoření uspořádání a souvisejících obvodů, které dosahují stejné funkce, nazývají modul.Komponenty v modulu obvodu by měly přijmout princip blízké koncentrace a digitální obvod a analogový obvod by měly být odděleny;
2. Žádné součásti nebo zařízení se nesmějí montovat do vzdálenosti 1,27 mm od nemontážních otvorů, jako jsou polohovací otvory, standardní otvory, a 3,5 mm (pro M2.5) a 4 mm (pro M3) od 3,5 mm (pro M2.5) a 4 mm (pro M3) nesmí být povoleno pro montáž součástí;
3. Vyvarujte se umísťování průchozích otvorů pod vodorovně namontované odpory, tlumivky (zásuvné moduly), elektrolytické kondenzátory a další součásti, aby nedošlo ke zkratování prokovů a pláště součástky po pájení vlnou;
4. Vzdálenost mezi vnější stranou součásti a okrajem desky je 5 mm;
5. Vzdálenost mezi vnějškem podložky montážního prvku a vnějškem sousedního vloženého prvku je větší než 2 mm;
6. Kovové součásti pláště a kovové části (stínící krabice atd.) by se neměly dotýkat jiných součástí a neměly by se nacházet v blízkosti potištěných čar a podložek.Vzdálenost mezi nimi by měla být větší než 2 mm.Velikost polohovacího otvoru, montážního otvoru upevňovacího prvku, oválného otvoru a dalších čtvercových otvorů v desce z vnější strany okraje desky je větší než 3 mm;
7. Topné články by neměly být v těsné blízkosti vodičů a prvků citlivých na teplo;vysoce topné prvky by měly být rovnoměrně rozmístěny;
8. Napájecí zásuvka by měla být umístěna kolem desky s plošnými spoji co nejdále a napájecí zásuvka a přípojnice, která je k ní připojena, by měly být umístěny na stejné straně.Zvláštní pozornost by měla být věnována tomu, aby mezi konektory nebyly umístěny elektrické zásuvky a jiné svařovací konektory, aby se usnadnilo svařování těchto zásuvek a konektorů, jakož i návrh a svázání napájecích kabelů.Rozmístění napájecích zásuvek a svařovacích konektorů by mělo být zváženo, aby se usnadnilo zapojování a odpojování napájecích zástrček;
9. Uspořádání dalších komponent:
Všechny komponenty IC jsou zarovnány na jedné straně a polarita polárních komponent je jasně označena.Polarita stejné desky s plošnými spoji nemůže být označena ve více než dvou směrech.Když se objeví dva směry, jsou tyto dva směry na sebe kolmé;
10. Kabeláž na povrchu desky by měla být hustá a hustá.Pokud je rozdíl v hustotě příliš velký, měl by být vyplněn měděnou fólií a mřížka by měla být větší než 8 mil (nebo 0,2 mm);
11. Na SMD podložkách by neměly být žádné průchozí otvory, aby se zabránilo ztrátě pájecí pasty a nesprávnému pájení součástek.Důležitá signální vedení nesmí procházet mezi kolíky zásuvky;
12. Nášivka je zarovnána na jedné straně, směr znaků je stejný a směr balení je stejný;
13. Pokud je to možné, polarizovaná zařízení by měla odpovídat směru značení polarity na stejné desce.

Pravidla pro zapojení komponent

1. Nakreslete oblast zapojení do 1 mm od okraje desky plošných spojů a do 1 mm kolem montážního otvoru, zapojování je zakázáno;
2. Elektrické vedení by mělo být co nejširší a nemělo by být menší než 18mil;šířka signálního vedení by neměla být menší než 12 mil;vstupní a výstupní linky procesoru by neměly být menší než 10mil (nebo 8mil);řádkování by nemělo být menší než 10mil;
3. Normální propustnost není menší než 30 mil;
4. Duální in-line: 60mil pad, 40mil otvor;
1/4W odpor: 51*55mil (0805 povrchová montáž);když je in-line, podložka je 62 mil a clona je 42 mil;
Nekonečná kapacita: 51*55mil (0805 povrchová montáž);když je in-line, podložka je 50 mil a clona je 28 mil;
5. Všimněte si, že elektrické vedení a zemnící vedení by mělo být co nejradiálnější a signální vedení nesmí být zacyklené.

03
Jak zlepšit odolnost proti rušení a elektromagnetickou kompatibilitu?
Jak zlepšit odolnost proti rušení a elektromagnetickou kompatibilitu při vývoji elektronických produktů s procesory?

1. Následující systémy by měly věnovat zvláštní pozornost antielektromagnetickému rušení:
(1) Systém, kde je frekvence hodin mikrokontroléru extrémně vysoká a cyklus sběrnice je extrémně rychlý.
(2) Systém obsahuje vysoce výkonné vysokoproudé budicí obvody, jako jsou jiskrová relé, vysokoproudé spínače atd.
(3) Systém obsahující obvod slabého analogového signálu a vysoce přesný obvod A/D převodu.

2. Pro zvýšení odolnosti systému proti elektromagnetickému rušení proveďte následující opatření:
(1) Vyberte mikrokontrolér s nízkou frekvencí:
Volba mikrokontroléru s nízkou externí hodinovou frekvencí může účinně snížit šum a zlepšit schopnost systému proti rušení.Pro obdélníkové vlny a sinusové vlny stejné frekvence jsou vysokofrekvenční složky v obdélníkové vlně mnohem více než složky sinusové vlny.Amplituda vysokofrekvenční složky obdélníkové vlny je sice menší než základní vlna, ale čím vyšší je frekvence, tím snáze se vydává jako zdroj hluku.Nejvlivnější vysokofrekvenční šum generovaný mikrokontrolérem je asi 3krát vyšší než hodinová frekvence.

(2) Snižte zkreslení při přenosu signálu
Mikrokontroléry jsou vyráběny především pomocí vysokorychlostní technologie CMOS.Statický vstupní proud vstupní svorky signálu je asi 1 mA, vstupní kapacita je asi 10 PF a vstupní impedance je poměrně vysoká.Výstupní svorka vysokorychlostního obvodu CMOS má značnou zatížitelnost, tedy poměrně velkou výstupní hodnotu.Dlouhý vodič vede ke vstupní svorce s poměrně vysokou vstupní impedancí, problém s odrazem je velmi vážný, způsobí zkreslení signálu a zvýší šum systému.Když Tpd>Tr, stává se problémem přenosové linky a je třeba vzít v úvahu problémy, jako je odraz signálu a impedanční přizpůsobení.

Doba zpoždění signálu na plošném spoji souvisí s charakteristickou impedancí vývodu, která souvisí s dielektrickou konstantou materiálu plošného spoje.Lze zhruba uvažovat, že přenosová rychlost signálu na vývodech plošného spoje je asi 1/3 až 1/2 rychlosti světla.Tr (standardní doba zpoždění) běžně používaných součástí logických telefonů v systému složeném z mikrokontroléru je mezi 3 a 18 ns.

Na desce s plošnými spoji prochází signál přes 7W rezistor a 25cm dlouhý vodič a doba zpoždění na lince je zhruba mezi 4~20ns.Jinými slovy, čím kratší je signálový vodič na tištěném spoji, tím lépe a nejdelší by neměl přesáhnout 25 cm.A počet průchodů by měl být co nejmenší, nejlépe ne více než dva.
Když je doba náběhu signálu rychlejší než doba zpoždění signálu, musí být zpracován v souladu s rychlou elektronikou.V tomto okamžiku je třeba zvážit přizpůsobení impedance přenosového vedení.Pro přenos signálu mezi integrovanými bloky na desce plošných spojů je třeba se vyhnout situaci Td>Trd.Čím větší je deska plošných spojů, tím vyšší rychlost systému nemůže být.
Pomocí následujících závěrů shrňte pravidlo návrhu desky plošných spojů:
Signál je přenášen na desce s plošnými spoji a jeho doba zpoždění by neměla být větší než jmenovitá doba zpoždění použitého zařízení.

(3) Snižte křížové* rušení mezi signálovými linkami:
Krokový signál s dobou náběhu Tr v bodě A je vysílán na svorku B prostřednictvím vedení AB.Doba zpoždění signálu na vedení AB je Td.V bodě D bude vlivem dopředného přenosu signálu z bodu A, odrazu signálu po dosažení bodu B a zpožděním AB linky indukován po čase Td signál stránkovacího impulsu o šířce Tr.V bodě C se vlivem přenosu a odrazu signálu na AB indukuje kladný pulzní signál o šířce dvojnásobku doby zpoždění signálu na vedení AB, tedy 2Td.Toto je křížová interference mezi signály.Intenzita rušivého signálu souvisí s di/at signálu v bodě C a vzdáleností mezi čarami.Když dvě signální čáry nejsou příliš dlouhé, to, co vidíte na AB, je ve skutečnosti superpozice dvou impulsů.

Mikrokontrola vyrobená technologií CMOS má vysokou vstupní impedanci, vysoký šum a vysokou toleranci šumu.Digitální obvod je překryt šumem 100~200 mv a neovlivňuje jeho provoz.Pokud je čára AB na obrázku analogový signál, je toto rušení netolerovatelné.Například deska s plošnými spoji je čtyřvrstvá, z nichž jedna je velkoplošná zem, nebo oboustranná deska, a když je zadní strana signálového vedení velkoplošná zem, křížek* rušení mezi takovými signály se sníží.Důvodem je, že velká plocha země snižuje charakteristickou impedanci signálového vedení a odraz signálu na konci D je výrazně snížen.Charakteristická impedance je nepřímo úměrná druhé mocnině dielektrické konstanty média od signálního vedení k zemi a úměrná přirozenému logaritmu tloušťky média.Pokud je linka AB analogovým signálem, aby se zabránilo rušení mezi linkou signálu digitálního obvodu CD a AB, měla by být pod linkou AB velká plocha a vzdálenost mezi linkou AB a linkou CD by měla být větší než 2. na 3násobek vzdálenosti mezi čárou AB a zemí.Může být částečně stíněný a zemnící vodiče jsou umístěny na levé a pravé straně přívodu na straně s přívodem.

(4) Snižte hluk z napájecího zdroje
Napájecí zdroj sice dodává energii systému, ale zároveň dodává zdroji svůj hluk.Resetovací vedení, přerušovací vedení a další řídicí vedení mikrokontroléru v obvodu jsou nejvíce náchylné na rušení z vnějšího šumu.Silné rušení na elektrické síti vstupuje do obvodu přes napájecí zdroj.Dokonce i v systému napájeném baterií má samotná baterie vysokofrekvenční šum.Analogový signál v analogovém obvodu je ještě méně schopen odolat rušení z napájecího zdroje.

(5) Věnujte pozornost vysokofrekvenčním charakteristikám desek plošných spojů a součástí
V případě vysoké frekvence nelze ignorovat vývody, prokovy, odpory, kondenzátory a rozloženou indukčnost a kapacitu konektorů na desce s plošnými spoji.Rozloženou indukčnost kondenzátoru nelze ignorovat a rozloženou kapacitu induktoru nelze ignorovat.Odpor vytváří odraz vysokofrekvenčního signálu a roli bude hrát distribuovaná kapacita vedení.Když je délka větší než 1/20 odpovídající vlnové délky frekvence šumu, vytvoří se efekt antény a šum je vyzařován vedením.

Průchozí otvory desky plošných spojů způsobují kapacitu přibližně 0,6 pf.
Samotný obalový materiál integrovaného obvodu obsahuje kondenzátory 2~6pf.
Konektor na desce plošných spojů má rozloženou indukčnost 520 nH.Dual-in-line 24kolíkový integrovaný obvod špíz zavádí 4~18nH distribuovanou indukčnost.
Tyto malé distribuční parametry jsou v této řadě nízkofrekvenčních mikrokontrolérových systémů zanedbatelné;zvláštní pozornost je třeba věnovat vysokorychlostním systémům.

(6) Rozmístění součástí by mělo být přiměřeně rozděleno
Umístění součástek na desce plošných spojů by mělo plně zohledňovat problém antielektromagnetického rušení.Jednou ze zásad je, že vývody mezi součástmi by měly být co nejkratší.V uspořádání by část analogového signálu, část vysokorychlostního digitálního obvodu a část zdroje šumu (jako jsou relé, vysokoproudové spínače atd.) měly být přiměřeně odděleny, aby se minimalizovala signálová vazba mezi nimi.

G Manipulujte se zemnicím vodičem
Na desce plošných spojů je nejdůležitější elektrické vedení a zemnící vedení.Nejdůležitější metodou k překonání elektromagnetického rušení je uzemnění.
U dvojitých panelů je uspořádání zemnícího vodiče obzvláště zvláštní.Prostřednictvím použití jednobodového uzemnění jsou napájecí zdroj a zem připojeny k desce plošných spojů z obou konců napájecího zdroje.Napájecí zdroj má jeden kontakt a zem má jeden kontakt.Na desce plošných spojů musí být vícenásobné zpětné zemnící vodiče, které budou shromážděny na kontaktním místě zpětného zdroje, což je tzv. jednobodové uzemnění.Takzvané rozdělení analogového uzemnění, digitálního uzemnění a uzemnění zařízení s vysokým výkonem se týká oddělení kabeláže a nakonec se všechny sbíhají k tomuto uzemňovacímu bodu.Při spojování s jinými signály než s plošnými spoji se obvykle používají stíněné kabely.U vysokofrekvenčních a digitálních signálů jsou oba konce stíněného kabelu uzemněny.Jeden konec stíněného kabelu pro nízkofrekvenční analogové signály by měl být uzemněn.
Obvody, které jsou velmi citlivé na šum a rušení, nebo obvody se zvláště vysokofrekvenčním šumem by měly být odstíněny kovovým krytem.

(7) Dobře používejte oddělovací kondenzátory.
Dobrý vysokofrekvenční oddělovací kondenzátor může odstranit vysokofrekvenční komponenty až do 1 GHz.Keramické čipové kondenzátory nebo vícevrstvé keramické kondenzátory mají lepší vysokofrekvenční charakteristiky.Při návrhu plošného spoje je třeba mezi napájení a zem každého integrovaného obvodu přidat oddělovací kondenzátor.Oddělovací kondenzátor má dvě funkce: jednak je to akumulační kondenzátor integrovaného obvodu, který zajišťuje a pohlcuje nabíjecí a vybíjecí energii v okamžiku otevření a zavření integrovaného obvodu;na druhou stranu obchází vysokofrekvenční šum zařízení.Typický oddělovací kondenzátor 0,1uf v digitálních obvodech má rozloženou indukčnost 5nH a jeho paralelní rezonanční frekvence je asi 7MHz, což znamená, že má lepší oddělovací účinek pro šum pod 10MHz a má lepší oddělovací účinek pro šum nad 40MHz.Hluk nemá téměř žádný vliv.

1uf, 10uf kondenzátory, paralelní rezonanční frekvence je nad 20MHz, efekt odstranění vysokofrekvenčního šumu je lepší.Často je výhodné použít 1uf nebo 10uf de-vysokofrekvenční kondenzátor, kde proud vstupuje do desky s plošnými spoji, a to i pro systémy napájené bateriemi.
Na každých 10 kusů integrovaných obvodů je potřeba přidat nabíjecí a vybíjecí kondenzátor, neboli tzv. akumulační kondenzátor, velikost kondenzátoru může být 10uf.Nejlepší je nepoužívat elektrolytické kondenzátory.Elektrolytické kondenzátory jsou srolovány dvěma vrstvami PU filmu.Tato svinutá struktura působí jako indukčnost při vysokých frekvencích.Nejlepší je použít žlučový kondenzátor nebo polykarbonátový kondenzátor.

Volba hodnoty oddělovacího kondenzátoru není přísná, lze ji vypočítat podle C=1/f;to znamená 0,1uf pro 10MHz a pro systém složený z mikrokontroléru to může být mezi 0,1uf a 0,01uf.

3. Některé zkušenosti se snižováním hluku a elektromagnetického rušení.
(1) Místo vysokorychlostních čipů lze použít nízkorychlostní čipy.Na klíčových místech se používají vysokorychlostní čipy.
(2) Rezistor lze zapojit do série, aby se snížila rychlost skoků horní a dolní hrany řídicího obvodu.
(3) Pokuste se zajistit nějakou formu tlumení pro relé atd.
(4) Použijte hodiny s nejnižší frekvencí, které splňují systémové požadavky.
(5) Generátor hodin je co nejblíže zařízení, které hodiny používá.Plášť oscilátoru z křemenného krystalu by měl být uzemněn.
(6) Uzavřete oblast hodin uzemňovacím vodičem a udržujte vodič hodin co nejkratší.
(7) Obvod I/O měniče by měl být co nejblíže okraji desky s tištěnými spoji a nechat jej co nejdříve opustit desku s tištěnými spoji.Signál vstupující na desku plošných spojů by měl být filtrován a také by měl být filtrován signál z oblasti s vysokým šumem.Současně by měla být použita řada koncových rezistorů pro snížení odrazu signálu.
(8) Neužitečný konec MCD by měl být připojen k vysokému, nebo uzemněný nebo definovaný jako výstupní konec.Konec integrovaného obvodu, který by měl být připojen k zemi napájecího zdroje, by měl být připojen k němu a neměl by zůstat plovoucí.
(9) Vstupní svorka obvodu hradla, která se nepoužívá, by neměla zůstat plovoucí.Kladná vstupní svorka nepoužitého operačního zesilovače by měla být uzemněna a záporná vstupní svorka by měla být připojena k výstupní svorce.(10) Deska s plošnými spoji by se měla pokusit použít 45násobné čáry místo 90násobných čar, aby se snížilo vnější vyzařování a spojování vysokofrekvenčních signálů.
(11) Desky s plošnými spoji jsou rozděleny podle frekvenčních a proudových spínacích charakteristik a šumové složky a nešumové složky by měly být od sebe dále.
(12) Pro jednoduché a dvojité panely použijte jednobodové napájení a jednobodové uzemnění.Elektrické vedení a zemnící vedení by mělo být co nejtlustší.Pokud je ekonomika cenově dostupná, použijte vícevrstvou desku ke snížení kapacitní indukčnosti napájecího zdroje a země.
(13) Udržujte signály hodin, sběrnice a čipu mimo I/O linky a konektory.
(14) Vstupní vedení analogového napětí a svorka referenčního napětí by měly být co nejdále od signálového vedení digitálního obvodu, zejména od hodin.
(15) U A/D zařízení by digitální část a analogová část byly raději sjednoceny než předány*.
(16) Hodinová linka kolmá na I/O linku má menší rušení než paralelní I/O linka a kolíky hodinové složky jsou daleko od I/O kabelu.
(17) Kolíky součástek by měly být co nejkratší a kolíky oddělovacího kondenzátoru co nejkratší.
(18) Linie klíče by měla být co nejtlustší a na obou stranách by měla být přidána ochranná zem.Vysokorychlostní trať by měla být krátká a rovná.
(19) Vedení citlivá na šum by neměla být paralelní s vysokoproudými vysokorychlostními spínacími vedeními.
(20) Neveďte vodiče pod křemenným krystalem nebo pod zařízeními citlivými na šum.
(21) U obvodů se slabým signálem nevytvářejte proudové smyčky kolem nízkofrekvenčních obvodů.
(22) Nevytvářejte smyčku pro žádný signál.Pokud je to nevyhnutelné, udělejte oblast smyčky co nejmenší.
(23) Jeden oddělovací kondenzátor na integrovaný obvod.Ke každému elektrolytickému kondenzátoru je třeba přidat malý vysokofrekvenční bypass kondenzátor.
(24) K nabíjení a vybíjení akumulačních kondenzátorů používejte místo elektrolytických kondenzátorů velkokapacitní tantalové kondenzátory nebo juku kondenzátory.Při použití trubkových kondenzátorů by měla být skříň uzemněna.

04
PROTEL běžně používané klávesové zkratky
Page Up Přiblížení pomocí myši ve středu
Page Down Oddálí s myší ve středu.
Domů Vycentrujte polohu, na kterou ukazuje myš
Ukončit aktualizaci (překreslit)
* Přepínání mezi horní a spodní vrstvou
+ (-) Přepínání vrstvy po vrstvě: „+“ a „-“ jsou v opačném směru
Přepínač jednotek Q mm (milimetr) a mil (mil).
IM měří vzdálenost mezi dvěma body
E x Edit X, X je cíl úprav, kód je následující: (A)=arc;(C) = složka;(F)=výplň;(P) = podložka;(N)=síť;(S)=znak ;(T) = drát;(V) = přes;(I) = spojovací vedení;(G) = vyplněný mnohoúhelník.Například, když chcete upravit komponentu, stiskněte EC, ukazatel myši se objeví „deset“, klikněte pro úpravu
Upravené komponenty lze upravovat.
P x Místo X, X je cíl umístění, kód je stejný jako výše.
M x se pohybuje X, X je pohyblivý cíl, (A), (C), (F), (P), (S), (T), (V), (G) Stejné jako výše a (I) = výběr překlopení Část;(O) Otočte část výběru;(M) = Posuňte část výběru;(R) = Nové zapojení.
S x vyberte X, X je vybraný obsah, kód je následující: (I)=vnitřní oblast;(O) = vnější plocha;(A)=vše;(L)=vše na vrstvě;(K) = uzamčená část;(N) = fyzická síť;(C) = fyzické spojovací vedení;(H) = podložka se specifikovanou clonou;(G) = podložka mimo mřížku.Například, když chcete vybrat vše, stiskněte SA, všechny grafiky se rozsvítí, což znamená, že byly vybrány, a můžete kopírovat, vymazat a přesunout vybrané soubory.