01
Regole di base del layout dei componenti
1. Secondo i moduli di circuito, per creare layout e circuiti correlati che raggiungono la stessa funzione sono chiamati un modulo. I componenti nel modulo del circuito dovrebbero adottare il principio della concentrazione vicina e il circuito digitale e il circuito analogico dovrebbero essere separati;
2. Nessun componente o dispositivi deve essere montato entro 1,27 mm di fori non di montaggio come fori di posizionamento, fori standard e 3,5 mm (per M2.5) e 4 mm (per M3) di 3,5 mm (per M2.5) e 4 mm (per M3) non sono consentiti di montare i componenti;
3. Evitare di posizionare tramite fori sotto i resistori montati orizzontalmente, gli induttori (plug-in), i condensatori elettrolitici e altri componenti per evitare di cortocircuitare le VIA e il guscio dei componenti dopo la saldatura delle onde;
4. La distanza tra l'esterno del componente e il bordo della scheda è 5 mm;
5. La distanza tra l'esterno del pad del componente di montaggio e l'esterno del componente interpone adiacente è maggiore di 2 mm;
6. I componenti del guscio metallico e le parti metalliche (scatole di schermatura, ecc.) Non devono toccare altri componenti e non dovrebbero essere vicini a linee e cuscinetti stampati. La distanza tra loro dovrebbe essere maggiore di 2 mm. La dimensione del foro di posizionamento, del foro di installazione del dispositivo di fissaggio, del foro ovale e di altri fori quadrati nella scheda dall'esterno del bordo della scheda è maggiore di 3 mm;
7. Gli elementi di riscaldamento non dovrebbero essere nelle immediate vicinanze di fili ed elementi sensibili al calore; Gli elementi ad alto riscaldamento dovrebbero essere distribuiti uniformemente;
8. La presa di potenza deve essere disposta al più possibile attorno alla scheda stampata e la presa di alimentazione e il terminale della barra del bus ad essa si collegavano su di essa devono essere disposti sullo stesso lato. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata per non organizzare prese elettriche e altri connettori di saldatura tra i connettori per facilitare la saldatura di questi prese e connettori, nonché il design e il legame dei cavi elettrici. La spaziatura della disposizione delle prese di potenza e dei connettori di saldatura dovrebbe essere considerata per facilitare il collegamento e lo scollegamento di tappi di alimentazione;
9. disposizione di altri componenti:
Tutti i componenti IC sono allineati da un lato e la polarità dei componenti polari è chiaramente contrassegnata. La polarità della stessa scheda stampata non può essere contrassegnata in più di due direzioni. Quando compaiono due direzioni, le due direzioni sono perpendicolari l'una all'altra;
10. Il cablaggio sulla superficie del consiglio dovrebbe essere denso e denso. Quando la differenza di densità è troppo grande, dovrebbe essere riempita con foglio di rame in mesh e la griglia dovrebbe essere maggiore di 8mil (o 0,2 mm);
11. Non ci dovrebbe essere attraverso i buchi sui cuscinetti SMD per evitare la perdita di pasta di saldatura e causare false saldature dei componenti. Le linee di segnale importanti non possono passare tra i perni socket;
12. La patch è allineata su un lato, la direzione del personaggio è la stessa e la direzione dell'imballaggio è la stessa;
13. Per quanto possibile, i dispositivi polarizzati dovrebbero essere coerenti con la direzione della polarità sulla stessa tavola.
Regole di cablaggio dei componenti
1. Disegnare l'area di cablaggio entro 1 mm dal bordo della scheda PCB e entro 1 mm attorno al foro di montaggio, è vietato il cablaggio;
2. La linea elettrica dovrebbe essere il più ampia possibile e non dovrebbe essere inferiore a 18 milioni; La larghezza della linea del segnale non dovrebbe essere inferiore a 12mil; Le linee di input e output della CPU non devono essere inferiori a 10 milioni (o 8mil); La spaziatura della linea non dovrebbe essere inferiore a 10 milioni;
3. Il normale via non è inferiore a 30 mil;
4. Dual in linea: pad 60mil, apertura da 40 mil;
Resistenza 1/4W: 51*55mil (supporto superficiale 0805); Quando in linea, il cuscinetto è 62 mil e l'apertura è di 42 mil;
Capacità infinita: 51*55mil (supporto superficiale 0805); Quando in linea, il cuscinetto è 50 mil e l'apertura è 28 mil;
5. Si noti che la linea di alimentazione e la linea di terra dovrebbero essere il più radiali possibile e la linea del segnale non deve essere loopicata.
03
Come migliorare la capacità anti-interferenza e la compatibilità elettromagnetica?
Come migliorare la capacità anti-interferenza e la compatibilità elettromagnetica quando si sviluppano prodotti elettronici con processori?
1. I seguenti sistemi dovrebbero prestare particolare attenzione alle interferenze anti-elettromagnetiche:
(1) Un sistema in cui la frequenza di clock del microcontrollore è estremamente elevato e il ciclo del bus è estremamente veloce.
(2) Il sistema contiene circuiti di trasmissione ad alta potenza e ad alta corrente, come relè che producono scintilla, interruttori ad alta corrente, ecc.
(3) Un sistema contenente un circuito di segnale analogico debole e un circuito di conversione A/D ad alta precisione.
2. Prendi le seguenti misure per aumentare la capacità di interferenza anti-elettromagnetica del sistema:
(1) Scegli un microcontrollore con bassa frequenza:
La scelta di un microcontrollore con una bassa frequenza di clock esterna può ridurre efficacemente il rumore e migliorare la capacità anti-interferenza del sistema. Per le onde quadrate e le onde sinusoidali della stessa frequenza, i componenti ad alta frequenza nell'onda quadra sono molto più di quelli nell'onda sinusoidale. Sebbene l'ampiezza del componente ad alta frequenza dell'onda quadra sia inferiore all'onda fondamentale, maggiore è la frequenza, più facile è emettere come fonte di rumore. Il rumore più influente ad alta frequenza generato dal microcontrollore è circa 3 volte la frequenza dell'orologio.
(2) Ridurre la distorsione nella trasmissione del segnale
I microcontroller sono fabbricati principalmente utilizzando la tecnologia CMOS ad alta velocità. La corrente di input statica del terminale di ingresso del segnale è di circa 1Ma, la capacità di ingresso è di circa 10pf e l'impedenza di ingresso è piuttosto elevata. Il terminale di uscita del circuito CMOS ad alta velocità ha una notevole capacità di carico, ovvero un valore di uscita relativamente grande. Il filo lungo porta al terminale di ingresso con impedenza di input piuttosto elevata, il problema della riflessione è molto grave, causerà la distorsione del segnale e aumenterà il rumore del sistema. Quando TPD> TR, diventa un problema della linea di trasmissione e devono essere considerati problemi come la riflessione del segnale e la corrispondenza dell'impedenza.
Il tempo di ritardo del segnale sulla scheda stampata è correlato all'impedenza caratteristica del piombo, che è correlata alla costante dielettrica del materiale del circuito stampato. Si può prendere in considerazione approssimativamente che la velocità di trasmissione del segnale sui cavi della scheda stampata sia di circa 1/3 a 1/2 della velocità della luce. Il TR (tempo di ritardo standard) dei componenti del telefono logico comunemente usato in un sistema composto da un microcontrollore è compreso tra 3 e 18 ns.
Sul circuito stampato, il segnale passa attraverso un resistore da 7 W e un piombo lungo 25 cm e il tempo di ritardo sulla linea è all'incirca tra 4 ~ 20ns. In altre parole, più corto è il cavo del segnale sul circuito stampato, meglio e il più lungo non dovrebbe superare i 25 cm. E il numero di Vias dovrebbe essere il più piccolo possibile, preferibilmente non più di due.
Quando il tempo di salita del segnale è più veloce del tempo di ritardo del segnale, deve essere elaborato in conformità con l'elettronica rapida. Al momento, dovrebbe essere presa in considerazione la corrispondenza dell'impedenza della linea di trasmissione. Per la trasmissione del segnale tra i blocchi integrati su un circuito stampato, dovrebbe essere evitata la situazione di TD> trd. Più grande è il circuito stampato, più veloce non può essere la velocità del sistema.
Utilizzare le seguenti conclusioni per riassumere una regola del design del circuito stampato:
Il segnale viene trasmesso sulla scheda stampata e il suo tempo di ritardo non dovrebbe essere maggiore del tempo di ritardo nominale del dispositivo utilizzato.
(3) Ridurre l'interferenza incrociata* tra le linee del segnale:
Un segnale di gradino con un tempo di salita di TR nel punto A viene trasmesso al terminale B attraverso il piombo AB. Il tempo di ritardo del segnale sulla linea AB è TD. Nel punto D, a causa della trasmissione in avanti del segnale dal punto A, la riflessione del segnale dopo aver raggiunto il punto B e il ritardo della linea AB, un segnale di impulso di pagina con una larghezza di TR sarà indotto dopo il tempo di TD. Nel punto C, a causa della trasmissione e del riflesso del segnale su AB, viene indotto un segnale di impulso positivo con una larghezza del doppio del tempo di ritardo del segnale sulla linea AB, cioè 2TD. Questa è l'interferenza incrociata tra i segnali. L'intensità del segnale di interferenza è correlata al DI/AT del segnale nel punto C e alla distanza tra le linee. Quando le due linee di segnale non sono molto lunghe, ciò che vedi su AB è in realtà la sovrapposizione di due impulsi.
Il micro-controllo realizzato dalla tecnologia CMOS ha un'elevata impedenza di input, alta rumore e elevata tolleranza al rumore. Il circuito digitale è sovrapposto con rumore di 100 ~ 200mV e non influisce sul suo funzionamento. Se la linea AB nella figura è un segnale analogico, questa interferenza diventa intollerabile. Ad esempio, il circuito stampato è una scheda a quattro strati, una delle quali è una terra di grandi dimensioni o una tavola a doppia faccia e quando il lato inverso della linea del segnale è un terreno di grande area, l'interferenza croce* tra tali segnali verrà ridotta. Il motivo è che la vasta area del terreno riduce l'impedenza caratteristica della linea del segnale e il riflesso del segnale all'estremità D è notevolmente ridotto. L'impedenza caratteristica è inversamente proporzionale al quadrato della costante dielettrica del mezzo dalla linea del segnale a terra e proporzionale al logaritmo naturale dello spessore del mezzo. Se la linea AB è un segnale analogico, per evitare l'interferenza della linea del segnale del circuito digitale CD in AB, dovrebbe esserci una vasta area sotto la linea AB e la distanza tra la linea AB e la linea del CD dovrebbe essere maggiore di 2-3 volte la distanza tra la linea AB e il terreno. Può essere parzialmente schermato e i fili di terra vengono posizionati sui lati sinistro e destro del piombo sul lato con il piombo.
(4) Ridurre il rumore dall'alimentazione
Mentre l'alimentazione fornisce energia al sistema, aggiunge anche il suo rumore all'alimentazione. La linea di ripristino, la linea di interruzione e altre linee di controllo del microcontrollore nel circuito sono più suscettibili alle interferenze dal rumore esterno. Una forte interferenza sulla griglia elettrica entra nel circuito attraverso l'alimentazione. Anche in un sistema alimentato a batteria, la batteria stessa ha un rumore ad alta frequenza. Il segnale analogico nel circuito analogico è ancora meno in grado di resistere all'interferenza dall'alimentazione.
(5) Presta attenzione alle caratteristiche ad alta frequenza delle schede e dei componenti stampati
Nel caso di alta frequenza, i cavi, i VIA, i resistori, i condensatori e l'induttanza distribuita e la capacità dei connettori sul circuito stampato non possono essere ignorati. L'induttanza distribuita del condensatore non può essere ignorata e la capacità distribuita dell'induttore non può essere ignorata. La resistenza produce il riflesso del segnale ad alta frequenza e la capacità distribuita del piombo avrà un ruolo. Quando la lunghezza è maggiore di 1/20 della lunghezza d'onda corrispondente della frequenza di rumore, viene prodotto un effetto dell'antenna e il rumore viene emesso attraverso il piombo.
I fori via del circuito stampato causano circa 0,6 pf di capacità.
Il materiale di imballaggio di un circuito integrato stesso introduce condensatori da 2 ~ 6pf.
Un connettore su un circuito ha un'induttanza distribuita di 520NH. Un circuito integrato a doppio pin a 24 pin introduce 4 ~ 18NH di induttanza distribuita.
Questi piccoli parametri di distribuzione sono trascurabili in questa linea di sistemi di microcontrollori a bassa frequenza; Particolare attenzione deve essere prestata a sistemi ad alta velocità.
(6) Il layout dei componenti dovrebbe essere ragionevolmente partizionato
La posizione dei componenti sul circuito stampato dovrebbe considerare pienamente il problema dell'interferenza anti-elettromagnetica. Uno dei principi è che i cavi tra i componenti dovrebbero essere il più brevi possibile. Nel layout, la parte del segnale analogico, la parte del circuito digitale ad alta velocità e la parte della sorgente di rumore (come relè, interruttori ad alta corrente, ecc.) Dovrebbero essere ragionevolmente separati per ridurre al minimo l'accoppiamento del segnale tra di loro.
G Manegge il filo di terra
Sul circuito stampato, la linea elettrica e la linea di terra sono le più importanti. Il metodo più importante per superare l'interferenza elettromagnetica è terra.
Per i doppi pannelli, il layout del filo di terra è particolarmente particolare. Attraverso l'uso della messa a terra a punto singolo, l'alimentazione e il terreno sono collegati al circuito stampato da entrambe le estremità dell'alimentazione. L'alimentazione ha un contatto e il terreno ha un contatto. Sul circuito stampato, ci devono essere più fili di terra di ritorno, che saranno raccolti sul punto di contatto dell'alimentazione di ritorno, che è la cosiddetta messa a terra a punto singolo. Il cosiddetto terreno analogico, terreno digitale e la divisione del terreno del dispositivo ad alta potenza si riferisce alla separazione del cablaggio e infine tutti convergono in questo punto di messa a terra. Quando si collegano con segnali diversi dai circuiti stampati, vengono generalmente utilizzati cavi schermati. Per segnali ad alta frequenza e digitali, entrambe le estremità del cavo schermato sono messe a terra. Un'estremità del cavo schermato per segnali analogici a bassa frequenza devono essere messi a terra.
I circuiti che sono molto sensibili al rumore e alle interferenze o ai circuiti che sono il rumore particolarmente ad alta frequenza dovrebbero essere protetti da una copertura in metallo.
(7) Usa bene i condensatori di disaccoppiamento.
Un buon condensatore di disaccoppiamento ad alta frequenza può rimuovere componenti ad alta frequenza fino a 1 GHz. I condensatori di chip in ceramica o i condensatori in ceramica multistrato hanno migliori caratteristiche ad alta frequenza. Quando si progetta un circuito stampato, è necessario aggiungere un condensatore di disaccoppiamento tra la potenza e il terreno di ciascun circuito integrato. Il condensatore di disaccoppiamento ha due funzioni: da un lato, è il condensatore di accumulo di energia del circuito integrato, che fornisce e assorbe l'energia di carica e scarica al momento dell'apertura e chiusura del circuito integrato; D'altra parte, aggira il rumore ad alta frequenza del dispositivo. Il tipico condensatore di disaccoppiamento di 0,1UF nei circuiti digitali ha induttanza distribuita 5NH e la sua frequenza di risonanza parallela è di circa 7 MHz, il che significa che ha un migliore effetto di disaccoppiamento per il rumore inferiore a 10 MHz e ha un migliore effetto di disaccoppiamento per il rumore superiore a 40 MHz. Il rumore non ha quasi alcun effetto.
1uf, 10uf condensatori, la frequenza di risonanza parallela è superiore a 20 MHz, l'effetto della rimozione del rumore ad alta frequenza è migliore. È spesso vantaggioso utilizzare un condensatore di frequenza 1uf o 10uf in cui l'alimentazione entra nella scheda stampata, anche per i sistemi alimentati a batteria.
Ogni 10 pezzi di circuiti integrati devono aggiungere un condensatore di carica e scarico, o chiamato condensatore di archiviazione, le dimensioni del condensatore possono essere 10uf. È meglio non usare condensatori elettrolitici. I condensatori elettrolitici sono arrotolati con due strati di film PU. Questa struttura arrotolata funge da induttanza alle alte frequenze. È meglio utilizzare un condensatore biliare o un condensatore in policarbonato.
La selezione del valore del condensatore di disaccoppiamento non è rigorosa, può essere calcolata in base a c = 1/f; Cioè, 0,1uf per 10 MHz e per un sistema composto da un microcontrollore, può essere tra 0,1uf e 0,01uf.
3. Alcune esperienza nella riduzione del rumore e dell'interferenza elettromagnetica.
(1) È possibile utilizzare chip a bassa velocità al posto dei chip ad alta velocità. I chip ad alta velocità vengono utilizzati in luoghi chiave.
(2) Una resistenza può essere collegata in serie per ridurre la velocità di salto dei bordi superiori e inferiori del circuito di controllo.
(3) Prova a fornire una qualche forma di smorzamento per i relè, ecc.
(4) Utilizzare l'orologio di frequenza più basso che soddisfa i requisiti di sistema.
(5) Il generatore di clock è il più vicino possibile al dispositivo che utilizza l'orologio. Il guscio dell'oscillatore di cristalli di quarzo deve essere messo a terra.
(6) Allegare l'area dell'orologio con un filo di terra e mantenere il filo dell'orologio il più breve possibile.
(7) Il circuito di azionamento I/O dovrebbe essere il più vicino possibile al bordo della scheda stampata e lasciarlo lasciare la scheda stampata il prima possibile. Il segnale che entra nella scheda stampata deve essere filtrato e anche il segnale dall'area del rumore ad alta voce dovrebbe essere filtrato. Allo stesso tempo, una serie di resistori terminali dovrebbe essere utilizzata per ridurre la riflessione del segnale.
(8) L'estremità inutile di MCD dovrebbe essere collegata ad alte, a terra o definita come estremità di uscita. La fine del circuito integrato che dovrebbe essere collegata al terreno di alimentazione dovrebbe essere collegata ad esso e non dovrebbe essere lasciata galleggiare.
(9) Il terminale di ingresso del circuito di gate che non è in uso non deve essere lasciato galleggiare. Il terminale di input positivo dell'amplificatore operativo inutilizzato deve essere messo a terra e il terminale di input negativo deve essere collegato al terminale di uscita. (10) La scheda stampata dovrebbe provare a utilizzare linee di 45 volte anziché linee di 90 volte per ridurre l'emissione esterna e l'accoppiamento di segnali ad alta frequenza.
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(12) Utilizzare la potenza a punto singolo e la messa a terra a punto singolo per pannelli singoli e doppi. La linea di alimentazione e la linea di terra dovrebbero essere il più spesse possibile. Se l'economia è conveniente, utilizzare una scheda multistrato per ridurre l'induttanza capacitiva dell'alimentazione e del terreno.
(13) Tenere i segnali di selezione dell'orologio, del bus e del chip da linee e connettori I/O.
(14) La linea di ingresso di tensione analogica e il terminale di tensione di riferimento dovrebbero essere il più lontani possibile dalla linea del segnale del circuito digitale, in particolare l'orologio.
(15) Per i dispositivi A/D, la parte digitale e la parte analogica preferirebbero essere unificati che consegnati*.
(16) La linea di clock perpendicolare alla linea I/O ha meno interferenze della linea I/O parallela e i pin del componente di clock sono lontani dal cavo I/O.
(17) I pin dei componenti dovrebbero essere il più brevi possibile e i pin di condensatore di disaccoppiamento dovrebbero essere il più brevi possibile.
(18) La linea chiave dovrebbe essere il più spessa possibile e il terreno protettivo dovrebbe essere aggiunto su entrambi i lati. La linea ad alta velocità dovrebbe essere breve e dritta.
(19) Le linee sensibili al rumore non dovrebbero essere parallele alle linee di commutazione ad alta velocità ad alta velocità.
(20) non inserire i cavi sotto il cristallo di quarzo o sotto dispositivi sensibili al rumore.
(21) Per i circuiti di segnale deboli, non formano loop di corrente attorno a circuiti a bassa frequenza.
(22) non formano un ciclo per nessun segnale. Se è inevitabile, rendere l'area del loop il più piccolo possibile.
(23) Un condensatore di disaccoppiamento per circuito integrato. Un piccolo condensatore di bypass ad alta frequenza deve essere aggiunto a ciascun condensatore elettrolitico.
(24) Utilizzare condensatori tantalum di grande capacità o condensatori Juku invece di condensatori elettrolitici per caricare e scaricare i condensatori di accumulo di energia. Quando si utilizzano condensatori tubolari, il caso dovrebbe essere messo a terra.
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Protel Chiavi di scelta rapida comunemente usate
Page Up Zoom in con il mouse come centro
Page Down Zoom Out con il mouse come centro.
Centro di casa La posizione puntata dal mouse
End Refresh (Refraw)
* Passa tra gli strati superiore e inferiore
+ (-) Switch Layer per livello: "+" e "-" sono nella direzione opposta
Q mm (millimetro) e switch unità MIL (MIL)
IM misura la distanza tra due punti
E x Modifica x, x è il target di modifica, il codice è il seguente: (a) = arco; (C) = componente; (F) = riempimento; (P) = pad; (N) = rete; (S) = carattere; (T) = filo; (V) = via; (I) = linea di collegamento; (G) = poligono riempito. Ad esempio, quando si desidera modificare un componente, premere EC, il puntatore del mouse apparirà "dieci", fai clic per modificare
I componenti modificati possono essere modificati.
P X Place X, X è il target di posizionamento, il codice è lo stesso di cui sopra.
M x muove x, x è il bersaglio mobile, (a), (c), (f), (p), (s), (t), (v), (g) come sopra e (i) = parte della selezione di flip; (O) ruotare la parte di selezione; (M) = sposta la parte di selezione; (R) = RECLAGARE.
S X Select X, X è il contenuto selezionato, il codice è il seguente: (i) = area interna; (O) = area esterna; (A) = tutto; (L) = tutto sul livello; (K) = parte bloccata; (N) = rete fisica; (C) = linea di connessione fisica; (H) = pad con apertura specificata; (G) = cuscinetto fuori dalla griglia. Ad esempio, quando si desidera selezionare tutto, premere SA, tutta la grafica si illumina per indicare che sono stati selezionati e puoi copiare, cancellare e spostare i file selezionati.