Printplaatis een afgedrukte printplaat waarop elektronische componenten worden geplaatst en bedrading hebben. Afdrukken van anti-corrosiekraden op koperen ingepaalde substraten, etsen en spoelen van de draden. Het werkingsprincipe van een printplaat is om het isolatiemateriaal van het substraat te gebruiken om de geleidende laag van de koperen folie op het oppervlak te isoleren, zodat de stroom zich kan voortplanten door verschillende componenten langs de ontworpen route, waardoor functies zoals operaties zoals operatie kunnen worden bereikt, Versterking, verzwakking, modulatie, demodulatie en codering.
1, Kennis gerelateerd aan condensatoren:
Aluminium elektrolytische condensatoren hebben een grote capaciteit en spanning met veel gewaardeerde, maar hebben een slecht aanpassingsvermogen aan werktemperatuuromgevingen, waardoor ze geschikt zijn voor laagfrequente filtertoepassingen;
Tantalum-condensatoren hebben goede temperatuurkenmerken, lage ESR en ESL en goede hoogfrequente filterkenmerken, maar hun vermogen om overspanningsstromen te weerstaan is niet goed. Ze zijn over het algemeen ontworpen met een 50% of meer derating voor gebruik;
Keramische condensatoren hebben voordelen zoals klein formaat, lage prijs en goede stabiliteit. Op grote schaal gebruikt voor hoogfrequente filtering in voedingen, met kleine capaciteit. Wanneer condensatoren met grote capaciteit nodig zijn, moeten andere soorten condensatoren worden overwogen.
De ontkoppeling van condensatoren heeft het probleem van ontkoppelingsradius: hoe kleiner de condensator en pakket, hoe kleiner de ontkoppelingsradius. In PCB -lay -out, om een effectieve ontkoppeling van de voeding door kleine pakketten en condensatoren te garanderen, moeten condensatoren zo dicht mogelijk bij de ontkoppelingspennen worden geplaatst; Hoe groter de capaciteitswaarde en -verpakking, hoe groter de ontkoppelingsradius, die de voeding effectief over een groter gebied kan ontkoppelen. Bij het opleggen van een groot pakket en hoogwaardige ontkoppelingscondensatoren, is het mogelijk om tegelijkertijd de ontkoppeling van meerdere power-pinnen te regelen.
2. INDUCTANTIE GERELATEERDE KENNIS:
De kenmerken van inductantie in circuitontwerp zijn voornamelijk: het filteren van hoogfrequente harmonischen, het passeren van DC en het blokkeren van AC; Hinder veranderingen in de huidige en handhaven de stabiliteit van de bedrijfsstroom van het apparaat.
De inductieparameters die moeten worden gecontroleerd bij het selecteren van een inductor, omvatten inductiewaarde, DC -weerstand, nominale stroom en zelfresonantiefrequentie (de frequentie met de hoogste Q -waarde)
Hoe groter de inductiewaarde, hoe hoger de overeenkomstige DC -weerstand; Hoe groter de inductiewaarde, hoe lager de overeenkomstige resonantiefrequentie; Hoe groter de inductiewaarde, hoe kleiner de overeenkomstige nominale stroom.
3. Kennis van magnetische kralen:
Magnetische kralen zijn specifiek ontworpen om hoogfrequente ruis en piekinterferentie op signaal- en stroomleidingen te onderdrukken, terwijl ze ook de mogelijkheid hebben om elektrostatische pulsen te absorberen.
Onder de keerpuntfrequentie vertonen magnetische kralen gevoeligheid en weerspiegelen het ruis; Boven de keerpuntfrequentie vertonen magnetische kralen weerstand, absorberen ruis en omzetten deze in thermische energie.
Het verschil tussen inductoren en magnetische kralen:
(1) De manier van omgaan met ruis is anders. Inductantie en capaciteit vormen een LC-filtercircuit met laag pass. De condensator vestigt een lage impedantiepad tussen de inductor en de grond, waardoor hoogfrequent geluid door het lage impedantiepad naar het grondvlak kan worden geleid. In LC low-pass filtering circuits verwijderen inductoren niet fundamenteel geluid wanneer ze ermee omgaan; De verwerkingsmethode van magnetische kralen voor ruis is dat bij lage frequenties de magnetische kralen inductief zijn en ruis weerspiegelen, terwijl bij hoge frequenties het weerstandskenmerk het hoofdkenmerk is. De weerstand in de magnetische kralen absorbeert hoogfrequent geluid en zet deze om in warmte-energie, die geluid fundamenteel kan elimineren.
(2) heeft het op zichzelf schadelijke effecten. Wanneer een LC -filtercircuit bestaat uit inductantie en capaciteit, vanwege het feit dat LC een component energieopslag is, kan beide zelf excitatie ervaren, die een impact op het circuit kan hebben; Magnetische kralen zijn energiebruikbare componenten die niet zelf opwinden en geen invloed hebben op het circuit. Het effect van het brengen van ruis.
(3) Het frequentiebereik van filtering varieert. Wanneer de inductie niet groter is dan 50 MHz in het lage frequentiebereik, heeft deze goede filterkenmerken. Wanneer de frequentie hoog is, is het filtereffect niet goed; En magnetische kralen gebruiken hun weerstandskenmerken om hoogfrequente ruis te absorberen, waardoor een frequentiebereik veel groter is dan magnetische kralen.
(4) De DC -spanningsval van het apparaat is anders. Zowel inductoren als magnetische kralen hebben DC -weerstand. Voor filters van hetzelfde niveau is de DC -weerstand van magnetische kralen kleiner dan die van inductoren, en de spanningsdaling van magnetische kralen is ook kleiner dan die van inductoren van hetzelfde niveau.
4. Elektrostatische ontlading
Bij het ontwerpen van PCB's moet ESD -bescherming worden overwogen en moet de bedrading zowel horizontale als verticale richtingen volgen. Als de ruimte het toelaat, moet de bedrading zo dik mogelijk zijn; Plaats geen geluidsgevoelige signalen zoals kloksignalen, reset signalen, enz. Aan de randen van de PCB; Wanneer de PCB uit meerdere lagen bestaat, moeten gevoelige sporen zoveel mogelijk een goed referentiegebied hebben; Voor filters, optocouplers, zwakke signaalroutering, enz. Moet de routeringsafstand zoveel mogelijk worden verhoogd; Lange afstandsporen moeten worden gefilterd; Volgens de bescherming tegen ESD moeten afschermingsafdekkingen op de juiste manier worden toegevoegd.
De ESD -interface en bescherming kunnen de volgende ontwerpregels volgen:
(1) De algemene orde van opstelling voor bliksembeveiligingscomponenten in voedingen is varistors, zekeringen, onderdrukkingsdioden, EMI -filters, inductoren of gemeenschappelijke modusinductoren. Als een van de bovenstaande componenten in het schema ontbreken, wordt de lay -out dienovereenkomstig uitgesteld.
(2) De algemene opstellingsvolgorde van interface -signaalbeschermingsapparaten is ESD (TVS -buis), isolatietransformator, gemeenschappelijke modusinductor, condensator en weerstand. Als een van de bovenstaande componenten in het schema ontbreken, wordt de lay -out uitgesteld.
(3) volg de volgorde van het schematische diagram strikt; Frontline ”arrangement
(4) De niveau -conversiechip moet in de buurt van de connector worden geplaatst.
(5) Apparaten die vatbaar zijn voor ESD -interferentie, zoals NMO's en CMOS -apparaten, moeten zo ver mogelijk weg zijn van gebieden die vatbaar zijn voor ESD -interferentie (zoals de rand van een enkel bord).
(6) De signaallijnen die overeenkomen met overspanningsonderdrukkingsapparaten (tv -buizen, varistors) moeten kort zijn en een ruw oppervlak hebben (meestal op een afstand van meer dan 10 mil)
(7) De bedrading tussen verschillende interfaces moet duidelijk zijn en niet met elkaar kruisen. De afstand tussen de interfacekabel en het aangesloten beschermende filterapparaat moet zo kort mogelijk zijn. De interfacekabel moet door beschermende of filterapparaten gaan voordat het signaal ontvangt dat chip ontvangt.
(8) Het vaste gat van het interface -apparaat moet worden aangesloten op de beschermende grond en het positioneringsgat en de sleutel aangesloten op de behuizing moeten direct worden aangesloten op de signaalgrond.
(9) De invoer- en uitvoersignalen van transformatoren, optocouplers en andere apparaten moeten worden gescheiden.
5. PCB -warmteafwijkingbehandeling
Sommige apparaten met hoge warmteopwekking hebben meestal speciale warmtedissipatiekussentjes en geschikte VIA's moeten worden toegevoegd aan de warmtedissipatiekussens.
6. PCB -bordframe
Of het nu gaat om lay -out, bedrading of koperen plating op het binnenvlak, het moet een bepaalde afstand terugtrekken ten opzichte van het bordframe. De grootte van de krimpholte kan worden geselecteerd op basis van ontwerpvereisten. Tenzij anders aangegeven, bij het plakken van koper, moet het overeenkomstige bordframe worden ingetrokken door 0. 5. Mm kan het.
Voor eenvier lagenbordOntwerp, als de middelste twee lagen de vermogenslaag zijn en de grondlaag, moet inspringing worden ingesteld om elektromagnetische straling te verminderen.
In het werkelijke PCB -ontwerp zijn er voornamelijk twee soorten routeringsmodellen: microstriplijnen en striplijnen. Microstriplijnen zijn signaallijnen die op de boven- of onderste laag van een printplaat draaien, terwijl striplijnen signaallijnen zijn die op de binnenste laag van de printplaat draaien.
Serpentijnlijnen kunnen de signaalkwaliteit beschadigen en de transmissievertraging wijzigen, zodat ze tijdens de bedrading zoveel mogelijk moeten worden vermeden. In praktisch ontwerp, om ervoor te zorgen dat het signaal echter voldoende vasthoudtijd heeft of om de tijdoffset tussen dezelfde set signalen te verminderen, is opzettelijke wikkeling vaak vereist. Wanneer signalen op een serpentijnlijn worden verzonden, vindt koppeling plaats tussen parallelle segmenten in de vorm van differentiaalmodus. Hoe kleiner de S, hoe groter de LP en hoe groter de koppelingsdiploma, wat kan leiden tot een afname van de transmissievertraging en de signaalkwaliteit aanzienlijk verminderen.
Verschillende suggesties voor het verwerken van serpentijnlijnen:
(1) Probeer de afstand (en) tussen parallelle lijnsegmenten zoveel mogelijk te vergroten, ten minste groter dan 3 uur, waar H verwijst naar de afstand van de signaallijn tot het referentievlak. Simpel gezegd, het betekent een grote wending nemen. Zolang S groot genoeg is, kan het wederzijdse koppelingseffect bijna volledig worden vermeden.
(2) Verminder de koppelingslengte LP. Wanneer de dubbele LP -vertraging de signaalstijging nadert of overschrijdt, zal de resulterende overspraak verzadiging bereiken.
(3) De vertraging van de signaaltransmissie veroorzaakt door serpentijnlijnen van striplijnen of begraven microstriplijnen is kleiner dan die van microstriplijnen. In theorie zullen striplijnen de transmissiesnelheid niet beïnvloeden als gevolg van het overspraak van de differentiële modus.
(4) Probeer voor signaallijnen met hoge snelheid en strikte timingvereisten geen serpentijnlijnen te volgen, vooral in kleine gebieden.
(5) Als de ruimte het toelaat, kan elke hoek van serpentijnbedrading worden gebruikt om de wederzijdse koppeling effectief te verminderen.
(6) inHigh-speed PCBOntwerp, serpentijnlijnen hebben geen filter- of anti-interferentiemogelijkheden en kunnen de signaalkwaliteit alleen verminderen, dus ze worden alleen gebruikt voor het matchen van de timing en hebben geen ander doel
(7) Soms kan spiraalroutering worden overwogen voor wikkeling, en simulatie laat zien dat het effect ervan beter is dan gewone serpentijnrouting.
(8) De hoek van de serpentijnlijn is 45 graden; Hoek of filet.
Op de meest eenvoudige PCB -printplaat zijn onderdelen in principe aan de ene kant gegroepeerd en zijn draden aan de andere kant gegroepeerd. Deze PCB wordt een enkel paneel genoemd omdat de draden slechts aan één kant bestaan. Meerlagige planken, waar meerdere lagen draden hebben, moeten de juiste circuitverbindingen tussen de twee lagen hebben. De brug tussen circuits wordt een VIA genoemd. Het basisontwerpproces van een printplaat kan worden onderverdeeld in de volgende vier stappen:
(1) Circuitschemaontwerp - Schematisch ontwerp van het circuit maakt voornamelijk gebruik van een schematische editor om schematische diagrammen te tekenen.
(2) Netwerkrapport genereren & dash & mdash; Netwerkrapport: weergavecircuitprincipes en de verbindingsrelaties van verschillende componenten in het circuit. Het is de brug en een verband tussen schematisch ontwerp en printplaatontwerp. Via het netwerkrapport van het circuitschema kunnen de verbindingen tussen componenten snel worden gevonden, wat gemak biedt voor toekomstig PCB -ontwerp.
(3) Ontwerp van het ontwerpen van printplaat - gedrukt printplaatontwerp is wat we meestal PCB -ontwerp noemen, de uiteindelijke vorm van het converteren van circuitschema's. Dit ontwerp is moeilijker dan het ontwerpen van een circuitschema. We kunnen krachtige ontwerpfuncties gebruiken om dit deel van het ontwerp te voltooien.
(4) Report & Dash & Mdash; Na de voltooiing van het ontwerp van de printplaat is er één definitief proces dat moet worden voltooid, namelijk het genereren van rapporten: Circuit Board Information Report, genereer pin -rapporten, rapporten van netwerkstatus, enz., En druk het circuitdiagram uiteindelijk af.