01
Podstawowe zasady rozmieszczenia komponentów
1. Według modułów obwodów, aby utworzyć układ i powiązane obwody, które osiągają tę samą funkcję, nazywane są modułami.Elementy modułu obwodu powinny przyjąć zasadę pobliskiej koncentracji, a obwód cyfrowy i obwód analogowy powinny być oddzielone;
2. Żadnych komponentów ani urządzeń nie można montować w odległości mniejszej niż 1,27 mm od otworów innych niż montażowe, takich jak otwory pozycjonujące, otwory standardowe oraz 3,5 mm (dla M2,5) i 4 mm (dla M3) od 3,5 mm (dla M2,5) i 4mm (dla M3) nie może być dopuszczone do montażu elementów;
3. Unikaj umieszczania otworów przelotowych pod poziomo zamontowanymi rezystorami, cewkami indukcyjnymi (wtykami), kondensatorami elektrolitycznymi i innymi komponentami, aby uniknąć zwarcia przelotek i obudowy komponentu po lutowaniu na fali;
4. Odległość zewnętrznej strony elementu od krawędzi płyty wynosi 5mm;
5. Odległość pomiędzy zewnętrzną częścią podkładki elementu montażowego a zewnętrzną częścią sąsiadującego elementu pośredniego jest większa niż 2 mm;
6. Metalowe elementy obudowy i części metalowe (puszki ekranujące itp.) nie powinny stykać się z innymi elementami i nie powinny znajdować się blisko drukowanych linii i podkładek.Odległość między nimi powinna być większa niż 2 mm.Rozmiar otworu pozycjonującego, otworu do montażu łącznika, otworu owalnego i innych kwadratowych otworów w płycie od zewnętrznej krawędzi płyty jest większy niż 3mm;
7. Elementy grzejne nie powinny znajdować się w pobliżu przewodów i elementów wrażliwych na ciepło;elementy wysokogrzejne powinny być równomiernie rozmieszczone;
8. Gniazdo zasilające powinno być rozmieszczone możliwie jak najdalej wokół płytki drukowanej, a gniazdo zasilające i podłączony do niego zacisk szyny zbiorczej powinny znajdować się po tej samej stronie.Należy zwrócić szczególną uwagę, aby pomiędzy złączami nie układać gniazd zasilających i innych złączy spawalniczych, aby ułatwić spawanie tych gniazd i złączy, a także projektowanie i wiązanie przewodów zasilających.Należy uwzględnić rozstaw gniazd zasilających i złączy spawalniczych, aby ułatwić wpinanie i wyjmowanie wtyczek zasilających;
9. Rozmieszczenie pozostałych elementów:
Wszystkie komponenty układu scalonego są wyrównane po jednej stronie, a polaryzacja komponentów polarnych jest wyraźnie oznaczona.Biegunowość tej samej płytki drukowanej nie może być zaznaczona w więcej niż dwóch kierunkach.Kiedy pojawiają się dwa kierunki, są one do siebie prostopadłe;
10. Okablowanie na powierzchni płytki powinno być gęste i gęste.Gdy różnica gęstości jest zbyt duża, należy ją wypełnić siatką z folii miedzianej, a siatka powinna być większa niż 8 mil (lub 0,2 mm);
11. W podkładkach SMD nie powinno być otworów przelotowych, aby uniknąć utraty pasty lutowniczej i spowodować fałszywe lutowanie elementów.Ważne linie sygnałowe nie mogą przechodzić pomiędzy pinami gniazda;
12. Łatka jest wyrównana z jednej strony, kierunek znaku jest taki sam i kierunek pakowania jest taki sam;
13. O ile to możliwe, spolaryzowane urządzenia powinny być zgodne z kierunkiem oznaczenia polaryzacji na tej samej płytce.

Zasady okablowania komponentów

1. Narysuj obszar okablowania w odległości 1 mm od krawędzi płytki PCB i 1 mm wokół otworu montażowego, okablowanie jest zabronione;
2. Linia energetyczna powinna być jak najszersza i nie mniejsza niż 18 mil;szerokość linii sygnałowej nie powinna być mniejsza niż 12 mil;linie wejściowe i wyjściowe procesora nie powinny być mniejsze niż 10 mil (lub 8 mil);odstęp między wierszami nie powinien być mniejszy niż 10 mil;
3. Normalna przelotka jest nie mniejsza niż 30 mil;
4. Podwójna linia: podkładka 60 mil, apertura 40 mil;
Rezystancja 1/4 W: 51*55mil (0805 do montażu powierzchniowego);w linii, podkładka ma 62 mil, a apertura 42 mil;
Nieskończona pojemność: 51*55mil (montaż powierzchniowy 0805);gdy jest ustawiony w linii, podkładka ma 50 mil, a apertura 28 mil;
5. Należy pamiętać, że linia zasilania i linia uziemienia powinny być jak najbardziej promieniowe, a linia sygnałowa nie może być zapętlona.

03
Jak poprawić zdolność przeciwzakłóceniową i kompatybilność elektromagnetyczną?
Jak poprawić zdolność przeciwzakłóceniową i kompatybilność elektromagnetyczną podczas opracowywania produktów elektronicznych z procesorami?

1. Następujące systemy powinny zwracać szczególną uwagę na zakłócenia antyelektromagnetyczne:
(1) System, w którym częstotliwość zegara mikrokontrolera jest niezwykle wysoka, a cykl magistrali jest niezwykle szybki.
(2) System zawiera obwody napędowe o dużej mocy i wysokim prądzie, takie jak przekaźniki wytwarzające iskry, przełączniki wysokoprądowe itp.
(3) System zawierający słaby obwód sygnału analogowego i obwód konwersji A/C o wysokiej precyzji.

2. Podejmij następujące kroki, aby zwiększyć zdolność systemu do przeciwdziałania zakłóceniom elektromagnetycznym:
(1) Wybierz mikrokontroler o niskiej częstotliwości:
Wybór mikrokontrolera o niskiej częstotliwości zegara zewnętrznego może skutecznie zredukować szumy i poprawić zdolność systemu do zwalczania zakłóceń.W przypadku fal prostokątnych i fal sinusoidalnych o tej samej częstotliwości składowe o wysokiej częstotliwości w fali prostokątnej są znacznie większe niż w fali sinusoidalnej.Chociaż amplituda składowej wysokiej częstotliwości fali prostokątnej jest mniejsza niż fali podstawowej, im wyższa częstotliwość, tym łatwiej jest ją emitować jako źródło hałasu.Najbardziej wpływowy szum o wysokiej częstotliwości generowany przez mikrokontroler to około 3-krotność częstotliwości zegara.

(2) Zmniejsz zniekształcenia w transmisji sygnału
Mikrokontrolery są produkowane głównie w oparciu o szybką technologię CMOS.Statyczny prąd wejściowy zacisku wejściowego sygnału wynosi około 1 mA, pojemność wejściowa wynosi około 10PF, a impedancja wejściowa jest dość wysoka.Terminal wyjściowy szybkiego obwodu CMOS ma znaczną nośność, to znaczy stosunkowo dużą wartość wyjściową.Długi przewód prowadzi do zacisku wejściowego o dość dużej impedancji wejściowej, problem odbicia jest bardzo poważny, powoduje zniekształcenie sygnału i zwiększa szum systemu.Gdy Tpd>Tr, staje się to problemem linii przesyłowej i należy wziąć pod uwagę takie problemy, jak odbicie sygnału i dopasowanie impedancji.

Czas opóźnienia sygnału na płytce drukowanej jest powiązany z impedancją charakterystyczną przewodu, która jest związana ze stałą dielektryczną materiału płytki drukowanej.Można z grubsza przyjąć, że prędkość transmisji sygnału na przewodach płytki drukowanej wynosi około 1/3 do 1/2 prędkości światła.Tr (standardowy czas opóźnienia) powszechnie używanych elementów telefonu logicznego w systemie złożonym z mikrokontrolera wynosi od 3 do 18 ns.

Na płytce drukowanej sygnał przechodzi przez rezystor o mocy 7 W i przewód o długości 25 cm, a czas opóźnienia na linii wynosi w przybliżeniu od 4 do 20 ns.Innymi słowy, im krótszy przewód sygnałowy na obwodzie drukowanym, tym lepszy, a najdłuższy nie powinien przekraczać 25cm.A liczba przelotek powinna być jak najmniejsza, najlepiej nie większa niż dwie.
Gdy czas narastania sygnału jest szybszy niż czas opóźnienia sygnału, należy go przetworzyć zgodnie z szybką elektroniką.W tym momencie należy rozważyć dopasowanie impedancji linii przesyłowej.W przypadku transmisji sygnału pomiędzy zintegrowanymi blokami na płytce drukowanej należy unikać sytuacji Td>Trd.Im większa płytka drukowana, tym większa prędkość systemu nie może być.
Skorzystaj z poniższych wniosków, aby podsumować zasady projektowania płytek drukowanych:
Sygnał przesyłany jest na płytkę drukowaną, a jego czas opóźnienia nie powinien być większy niż nominalny czas opóźnienia zastosowanego urządzenia.

(3) Zmniejsz zakłócenia krzyżowe* pomiędzy liniami sygnałowymi:
Sygnał krokowy o czasie narastania Tr w punkcie A jest przesyłany do zacisku B poprzez przewód AB.Czas opóźnienia sygnału na linii AB wynosi Td.W punkcie D, w wyniku przesłania sygnału z punktu A w przód, odbicia sygnału po dotarciu do punktu B i opóźnienia linii AB, po czasie Td zostanie zaindukowany sygnał impulsu przywoławczego o szerokości Tr.W punkcie C, w wyniku transmisji i odbicia sygnału na linii AB, indukowany jest dodatni sygnał impulsowy o szerokości dwukrotnie większej niż czas opóźnienia sygnału na linii AB, czyli 2Td.Jest to interferencja krzyżowa pomiędzy sygnałami.Intensywność sygnału zakłócającego jest powiązana ze średnicą sygnału w punkcie C i odległością między liniami.Kiedy dwie linie sygnałowe nie są zbyt długie, to, co widzisz na AB, jest w rzeczywistości superpozycją dwóch impulsów.

Mikrokontroler wykonany w technologii CMOS ma wysoką impedancję wejściową, wysoki poziom szumów i wysoką tolerancję na szum.Na obwód cyfrowy nałożony jest szum o napięciu 100~200 mv, który nie wpływa na jego działanie.Jeśli linia AB na rysunku jest sygnałem analogowym, zakłócenia te stają się nie do zniesienia.Na przykład płytka drukowana jest płytką czterowarstwową, z której jedna jest uziemieniem o dużej powierzchni, lub płytką dwustronną, a gdy odwrotna strona linii sygnałowej jest uziemieniem o dużej powierzchni, krzyżyk* zakłócenia pomiędzy takimi sygnałami zostaną zmniejszone.Powodem jest to, że duża powierzchnia uziemienia zmniejsza impedancję charakterystyczną linii sygnałowej, a odbicie sygnału na końcu D jest znacznie zmniejszone.Impedancja charakterystyczna jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu stałej dielektrycznej ośrodka od linii sygnałowej do ziemi i proporcjonalna do logarytmu naturalnego grubości ośrodka.Jeśli linia AB jest sygnałem analogowym, aby uniknąć zakłóceń linii sygnału obwodu cyfrowego CD do AB, pod linią AB powinien znajdować się duży obszar, a odległość między linią AB a linią CD powinna być większa niż 2 do 3-krotności odległości pomiędzy linią AB a ziemią.Może być częściowo ekranowany, a przewody uziemiające umieszczone są po lewej i prawej stronie przewodu po stronie z przewodem.

(4) Zmniejsz hałas z zasilacza
Podczas gdy zasilacz dostarcza energię do systemu, dodaje również swoje szumy do zasilacza.Linia resetowania, linia przerwań i inne linie sterujące mikrokontrolera w obwodzie są najbardziej podatne na zakłócenia powodowane przez szum zewnętrzny.Silne zakłócenia w sieci energetycznej przedostają się do obwodu poprzez zasilacz.Nawet w systemie zasilanym bateryjnie, sama bateria wytwarza szumy o wysokiej częstotliwości.Sygnał analogowy w obwodzie analogowym jest jeszcze mniej odporny na zakłócenia pochodzące z zasilacza.

(5) Zwróć uwagę na charakterystykę wysokiej częstotliwości płytek drukowanych i komponentów
W przypadku wysokiej częstotliwości nie można pominąć przewodów, przelotek, rezystorów, kondensatorów oraz rozproszonej indukcyjności i pojemności złączy na płytce drukowanej.Nie można zignorować rozproszonej indukcyjności kondensatora ani rozproszonej pojemności cewki indukcyjnej.Opór powoduje odbicie sygnału o wysokiej częstotliwości, a rozproszona pojemność przewodu będzie odgrywać rolę.Gdy długość jest większa niż 1/20 odpowiedniej długości fali częstotliwości szumu, powstaje efekt antenowy, a szum jest emitowany przez przewód.

Otwory przelotowe płytki drukowanej powodują około 0,6 pf pojemności.
Sam materiał opakowaniowy układu scalonego zawiera kondensatory o pojemności 2–6 pf.
Złącze na płytce drukowanej ma rozproszoną indukcyjność 520 nH.Podwójny 24-pinowy szpikulec układu scalonego wprowadza rozproszoną indukcyjność 4 ~ 18 nH.
Te małe parametry dystrybucji są pomijalne w tej linii systemów mikrokontrolerów o niskiej częstotliwości;szczególną uwagę należy zwrócić na systemy o dużej prędkości.

(6) Układ elementów powinien być rozsądnie podzielony
Umiejscowienie elementów na płytce drukowanej powinno w pełni uwzględniać problem zakłóceń antyelektromagnetycznych.Jedna z zasad jest taka, aby przewody pomiędzy elementami były jak najkrótsze.W układzie część sygnału analogowego, część szybkiego obwodu cyfrowego i część źródła szumu (taka jak przekaźniki, przełączniki wysokoprądowe itp.) powinny być w rozsądny sposób oddzielone, aby zminimalizować sprzężenie sygnału między nimi.

G Zajmij się przewodem uziemiającym
Na płytce drukowanej najważniejsza jest linia zasilająca i linia uziemiająca.Najważniejszą metodą przezwyciężenia zakłóceń elektromagnetycznych jest uziemienie.
W przypadku paneli podwójnych układ przewodu uziemiającego jest szczególnie szczególny.Dzięki zastosowaniu uziemienia jednopunktowego zasilanie i masa są podłączone do płytki drukowanej z obu końców zasilacza.Zasilanie ma jeden styk, a masa jeden styk.Na płytce drukowanej musi znajdować się wiele przewodów masy powrotnej, które zostaną zebrane na styku zasilania powrotnego, czyli tzw. uziemieniu jednopunktowym.Tak zwane uziemienie analogowe, uziemienie cyfrowe i podział uziemienia urządzeń dużej mocy odnoszą się do separacji okablowania i ostatecznie wszystkie zbiegają się do tego punktu uziemienia.Przy łączeniu z sygnałami innymi niż płytki drukowane zwykle stosuje się kable ekranowane.W przypadku sygnałów wysokiej częstotliwości i sygnałów cyfrowych oba końce ekranowanego kabla są uziemione.Jeden koniec ekranowanego kabla dla sygnałów analogowych o niskiej częstotliwości powinien być uziemiony.
Obwody bardzo wrażliwe na zakłócenia i zakłócenia lub obwody charakteryzujące się szczególnie wysokimi częstotliwościami powinny być ekranowane metalową osłoną.

(7) Dobrze używaj kondensatorów odsprzęgających.
Dobry kondensator odsprzęgający wysokiej częstotliwości może usunąć komponenty o wysokiej częstotliwości aż do 1 GHz.Ceramiczne kondensatory chipowe lub wielowarstwowe kondensatory ceramiczne mają lepszą charakterystykę wysokich częstotliwości.Projektując płytkę drukowaną, należy dodać kondensator odsprzęgający pomiędzy mocą a masą każdego układu scalonego.Kondensator odsprzęgający spełnia dwie funkcje: z jednej strony jest kondensatorem magazynującym energię układu scalonego, który dostarcza i pochłania energię ładowania i rozładowywania w momencie otwierania i zamykania układu scalonego;z drugiej strony omija hałas o wysokiej częstotliwości urządzenia.Typowy kondensator odsprzęgający o wartości 0,1 uf w obwodach cyfrowych ma rozproszoną indukcyjność 5nH, a jego częstotliwość rezonansu równoległego wynosi około 7 MHz, co oznacza, że ​​ma lepszy efekt odsprzęgania dla szumów poniżej 10 MHz i lepszy efekt odsprzęgania dla szumów powyżej 40 MHz.Hałas nie ma prawie żadnego wpływu.

Kondensatory 1uf, 10uf, równoległa częstotliwość rezonansowa przekracza 20MHz, efekt usuwania szumów o wysokiej częstotliwości jest lepszy.Często korzystne jest użycie kondensatora wysokiej częstotliwości o pojemności 1 uf lub 10 uf w miejscu, gdzie moc dociera do płytki drukowanej, nawet w przypadku systemów zasilanych bateryjnie.
Co 10 sztuk układów scalonych należy dodać kondensator ładujący i rozładowujący, zwany kondensatorem magazynującym, rozmiar kondensatora może wynosić 10uf.Najlepiej nie używać kondensatorów elektrolitycznych.Kondensatory elektrolityczne są zwinięte w dwie warstwy folii pu.Ta zwinięta struktura działa jak indukcyjność przy wysokich częstotliwościach.Najlepiej zastosować kondensator żółciowy lub kondensator poliwęglanowy.

Dobór wartości kondensatora odsprzęgającego nie jest ścisły, można go obliczyć według C=1/f;to znaczy 0,1 uf dla 10 MHz, a dla systemu składającego się z mikrokontrolera może wynosić od 0,1 uf do 0,01 uf.

3. Pewne doświadczenie w ograniczaniu hałasu i zakłóceń elektromagnetycznych.
(1) Zamiast szybkich chipów można zastosować chipy o niskiej prędkości.W kluczowych miejscach zastosowano szybkie chipy.
(2) Można połączyć szeregowo rezystor, aby zmniejszyć szybkość skoków górnej i dolnej krawędzi obwodu sterującego.
(3) Spróbuj zapewnić jakąś formę tłumienia dla przekaźników itp.
(4) Użyj zegara o najniższej częstotliwości, który spełnia wymagania systemowe.
(5) Generator zegara znajduje się jak najbliżej urządzenia korzystającego z zegara.Powłoka oscylatora kwarcowego powinna być uziemiona.
(6) Otocz obszar zegara przewodem uziemiającym, starając się, aby przewód zegara był jak najkrótszy.
(7) Obwód sterujący we/wy powinien znajdować się jak najbliżej krawędzi płytki drukowanej i pozwolić mu jak najszybciej opuścić płytkę drukowaną.Sygnał wchodzący na płytkę drukowaną powinien zostać przefiltrowany, podobnie jak sygnał z obszaru o wysokim poziomie szumów.Jednocześnie należy zastosować szereg rezystorów końcowych, aby zmniejszyć odbicia sygnału.
(8) Bezużyteczny koniec MCD powinien być podłączony do wysokiego poziomu, uziemiony lub zdefiniowany jako koniec wyjściowy.Końcówkę układu scalonego, która powinna być połączona z masą zasilacza, należy do niej podłączyć i nie pozostawiać jej pływającą.
(9) Zacisk wejściowy obwodu bramki, który nie jest używany, nie powinien być pozostawiony bez napięcia.Dodatni zacisk wejściowy nieużywanego wzmacniacza operacyjnego należy uziemić, a ujemny zacisk wejściowy połączyć z zaciskiem wyjściowym.(10) Na płytce drukowanej należy zastosować linie 45-krotne zamiast 90-krotnych, aby zmniejszyć emisję zewnętrzną i sprzężenie sygnałów o wysokiej częstotliwości.
(11) Płytki drukowane są podzielone według charakterystyki przełączania częstotliwości i prądu, a elementy szumowe i inne niż szumowe powinny być bardziej od siebie oddalone.
(12) W przypadku paneli pojedynczych i podwójnych należy stosować zasilanie jednopunktowe i uziemienie jednopunktowe.Linia energetyczna i linia uziemiająca powinny być możliwie najgrubsze.Jeśli ekonomia jest przystępna, użyj płyty wielowarstwowej, aby zmniejszyć indukcyjność pojemnościową zasilacza i masy.
(13) Trzymaj sygnały zegara, magistrali i wyboru układu z dala od linii i złączy we/wy.
(14) Linia wejściowa napięcia analogowego i zacisk napięcia odniesienia powinny znajdować się jak najdalej od linii sygnałowej obwodu cyfrowego, zwłaszcza zegara.
(15) W przypadku urządzeń A/D część cyfrowa i część analogowa wolałyby raczej zostać ujednolicone niż przekazywane*.
(16) Linia zegara prostopadła do linii we/wy charakteryzuje się mniejszymi zakłóceniami niż równoległa linia we/wy, a styki elementów zegara znajdują się daleko od kabla we/wy.
(17) Piny elementów powinny być możliwie najkrótsze, a piny kondensatora odsprzęgającego powinny być możliwie najkrótsze.
(18) Linia kluczowa powinna być możliwie najgrubsza, a po obu stronach należy dodać uziemienie ochronne.Linia dużych prędkości powinna być krótka i prosta.
(19) Linie wrażliwe na zakłócenia nie powinny być równoległe do wysokoprądowych i szybkich linii rozdzielczych.
(20) Nie należy prowadzić przewodów pod kryształem kwarcu lub pod urządzeniami wrażliwymi na hałas.
(21) W przypadku obwodów o słabym sygnale nie należy tworzyć pętli prądowych wokół obwodów o niskiej częstotliwości.
(22) Nie twórz pętli dla żadnego sygnału.Jeśli jest to nieuniknione, obszar pętli powinien być możliwie najmniejszy.
(23) Jeden kondensator odsprzęgający na obwód scalony.Do każdego kondensatora elektrolitycznego należy dodać mały kondensator obejściowy wysokiej częstotliwości.
(24) Do ładowania i rozładowywania kondensatorów magazynujących energię należy używać kondensatorów tantalowych lub kondensatorów juku zamiast kondensatorów elektrolitycznych.W przypadku stosowania kondensatorów rurkowych obudowę należy uziemić.

04
PROTEL powszechnie używane klawisze skrótów
Page Up Powiększ, ustawiając mysz na środku
Page Down Zmniejszanie, ustawiając mysz na środku.
Strona główna Wyśrodkuj pozycję wskazywaną przez mysz
Zakończ odświeżanie (przerysuj)
* Przełączaj pomiędzy górną i dolną warstwą
+ (-) Przełącza warstwa po warstwie: „+” i „-” są w przeciwnym kierunku
Q Przełącznik jednostek mm (milimetr) i mil (mil).
IM mierzy odległość pomiędzy dwoma punktami
E x Edit X, X jest celem edycji, kod jest następujący: (A)=arc;(C)=składnik;(F) = wypełnienie;(P)=podkładka;(N)=sieć;(S)=znak;(T) = drut;(V) = przez;(I) = linia łącząca;(G) = wypełniony wielokąt.Na przykład, jeśli chcesz edytować komponent, naciśnij EC, wskaźnik myszy wyświetli „dziesięć”, kliknij, aby edytować
Edytowane komponenty można edytować.
P x Miejsce X, X to miejsce docelowe, kod jest taki sam jak powyżej.
M x porusza X, X jest ruchomym celem, (A), (C), (F), (P), (S), (T), (V), (G) To samo co powyżej i (I) = odwróć zaznaczoną część;(O) Obróć część wybierającą;(M) = Przesuń część zaznaczenia;(R) = Zmiana okablowania.
S x wybierz X, X to wybrana zawartość, kod jest następujący: (I)=obszar wewnętrzny;(O) = obszar zewnętrzny;(A)=wszyscy;(L)=wszystko na warstwie;(K)=część zamknięta;( N) = sieć fizyczna;(C) = fizyczna linia połączenia;(H) = podkładka z określoną aperturą;(G) = podkładka poza siatką.Na przykład, jeśli chcesz zaznaczyć wszystko, naciśnij SA, wszystkie grafiki zaświecą się, wskazując, że zostały wybrane, i będziesz mógł kopiować, usuwać i przenosić wybrane pliki.