Placa de PCBes una placa de circuito impreso en la que se colocan los componentes electrónicos y tienen cableado. Impresión de cables anticorrosión en sustratos chapados en cobre, grabado y enjuagando los cables. El principio de funcionamiento de una placa de circuito es utilizar el material de aislamiento del sustrato para aislar la capa conductora de la lámina de cobre en la superficie, de modo que la corriente pueda propagarse a través de varios componentes a lo largo de la ruta diseñada, logrando así funciones como la operación, Amplificación, atenuación, modulación, demodulación y codificación.
1, Conocimiento relacionado con condensadores:
Los condensadores electrolíticos de aluminio tienen una gran capacidad y un voltaje de alta calificación, pero tienen poca adaptabilidad a los entornos de temperatura de trabajo, lo que los hace adecuados para aplicaciones de filtrado de baja frecuencia;
Los condensadores de tántalo tienen buenas características de temperatura, bajas ESR y ESL, y buenas características de filtrado de alta frecuencia, pero su capacidad para resistir las corrientes de aumento de la sobretensión no es buena. Generalmente están diseñados con una reducción del 50% o más para su uso;
Los condensadores de cerámica tienen ventajas como tamaño pequeño, bajo precio y buena estabilidad. Ampliamente utilizado para filtrado de alta frecuencia en suministros de alimentación, con pequeña capacitancia. Cuando se necesitan condensadores de gran capacidad, se deben considerar otros tipos de condensadores.
El desacoplamiento de los condensadores tiene el problema del radio de desacoplamiento: cuanto más pequeños es el condensador y el paquete, menor es el radio de desacoplamiento. En el diseño de PCB, para garantizar el desacoplamiento efectivo de la fuente de alimentación por pequeños paquetes y condensadores, los condensadores deben colocarse lo más cerca posible de los pasadores de la fuente de alimentación de desacoplamiento; Cuanto mayor sea el valor de capacitancia y el envasado, mayor será el radio de desacoplamiento, que puede desacoplarse efectivamente la fuente de alimentación sobre un área más grande. Al establecer un paquete grande y condensadores de desacoplamiento de alto valor, es posible controlar simultáneamente el desacoplamiento de múltiples pasadores de potencia.
2. Conocimiento relacionado con inductancia:
Las características de inductancia en el diseño del circuito incluyen principalmente: filtrar armónicos de alta frecuencia, DC pase y AC de bloqueo; Obstaculizar los cambios en la corriente y mantener la estabilidad de la corriente operativa del dispositivo.
Los parámetros de inductancia que deben verificarse al seleccionar un inductor incluyen valor de inductancia, resistencia a CC, corriente nominal y frecuencia auto resonante (la frecuencia con el valor Q más alto)
Cuanto mayor sea el valor de inductancia, mayor es la resistencia de CC correspondiente; Cuanto mayor sea el valor de inductancia, menor será la frecuencia resonante correspondiente; Cuanto mayor sea el valor de inductancia, menor es la corriente nominal correspondiente.
3. Conocimiento de cuentas magnéticas:
Las perlas magnéticas están diseñadas específicamente para suprimir el ruido de alta frecuencia y la interferencia de pico en la señal y las líneas de alimentación, al tiempo que tienen la capacidad de absorber pulsos electrostáticos.
Debajo de la frecuencia del punto de inflexión, las perlas magnéticas exhiben sensibilidad y reflejan el ruido; Por encima de la frecuencia del punto de inflexión, las perlas magnéticas exhiben resistencia, absorben el ruido y la convierten en energía térmica.
La diferencia entre inductores y cuentas magnéticas:
(1) La forma de lidiar con el ruido es diferente. La inductancia y la capacitancia forman un circuito de filtrado de bajo paso LC. El condensador establece una ruta de baja impedancia entre el inductor y el suelo, lo que permite guiar el ruido de alta frecuencia al plano de tierra a través de la ruta de baja impedancia. En los circuitos de filtrado de bajo paso LC, los inductores no eliminan fundamentalmente el ruido al tratar con él; El método de procesamiento de las perlas magnéticas para el ruido es que a bajas frecuencias, las perlas magnéticas son inductivas y reflejan el ruido, mientras que a altas frecuencias, la característica de resistencia es la característica principal. La resistencia en las perlas magnéticas absorbe el ruido de alta frecuencia y lo convierte en energía térmica, lo que puede eliminar fundamentalmente el ruido.
(2) ¿Tiene efectos nocivos por sí solo? Cuando un circuito de filtro LC está compuesto de inductancia y capacitancia, debido al hecho de que LC es un componente de almacenamiento de energía, ambos pueden experimentar la auto excitación, lo que puede tener un impacto en el circuito; Las cuentas magnéticas son componentes que consumen energía que no se excitan y no afectan el circuito. El efecto de traer ruido.
(3) El rango de frecuencia de filtrado varía. Cuando la inductancia no excede los 50MHz en el rango de baja frecuencia, tiene buenas características de filtrado. Cuando la frecuencia es alta, el efecto de filtrado no es bueno; Y las cuentas magnéticas usan sus características de resistencia para absorber el ruido de alta frecuencia, filtrando un rango de frecuencia mucho más grande que las perlas magnéticas.
(4) La caída de voltaje de CC del dispositivo es diferente. Tanto los inductores como las perlas magnéticas tienen resistencia a DC. Para los filtros del mismo nivel, la resistencia de CC de las perlas magnéticas es menor que la de los inductores, y la caída de voltaje de las perlas magnéticas también es menor que la de los inductores del mismo nivel.
4. Descarga electrostática
Al diseñar PCB, se debe considerar la protección de ESD, y el cableado debe seguir direcciones horizontales y verticales. Si el espacio lo permite, el cableado debe ser lo más grueso posible; No coloque señales sensibles al ruido, como señales de reloj, señales de reinicio, etc. en los bordes de la PCB; Cuando el PCB está compuesto de múltiples capas, las trazas sensibles deben tener un buen plano de tierra de referencia tanto como sea posible; Para los filtros, optoacopladores, enrutamiento de señal débil, etc., el espacio de enrutamiento debe aumentarse tanto como sea posible; Se deben filtrar rastros de larga distancia; Según la protección contra la ESD, las cubiertas de blindaje deben agregarse adecuadamente.
La interfaz de ESD y la protección pueden seguir las siguientes reglas de diseño:
(1) El orden general de disposición para los componentes de protección del rayo en los suministros de alimentación son los varistores, los fusibles, los diodos de supresión, los filtros EMI, los inductores o los inductores de modo común. Si faltan alguno de los componentes anteriores en el esquema, el diseño se pospondrá en consecuencia.
(2) El orden de disposición general de los dispositivos de protección de señal de la interfaz es ESD (tubo de TVS), transformador de aislamiento, inductor de modo común, condensador y resistencia. Si faltan alguno de los componentes anteriores en el esquema, el diseño se pospondrá.
(3) siga estrictamente la secuencia del diagrama esquemático; Disposición de la línea delantera "
(4) El chip de conversión de nivel debe colocarse cerca del conector.
(5) Los dispositivos que son susceptibles a la interferencia de ESD, como los dispositivos NMOS y CMOS, deben ubicarse lo más lejos posible de las áreas que son susceptibles a la interferencia de ESD (como el borde de una sola tabla).
(6) Las líneas de señal correspondientes a los dispositivos de supresión de sobretensiones (tubos de TVS, varistores) deben ser cortas y tener una superficie rugosa (generalmente a una distancia de más de 10 mil)
(7) El cableado entre diferentes interfaces debe ser claro y no intersecarse entre sí. La distancia entre el cable de interfaz y el dispositivo de filtrado protector conectado debe ser lo más corta posible. El cable de interfaz debe pasar a través de dispositivos protectores o de filtrado antes de alcanzar el chip de recepción de la señal.
(8) El orificio fijo del dispositivo de interfaz debe conectarse al suelo protector, y el orificio de posicionamiento y la llave conectada a la carcasa deben conectarse directamente a la tierra de la señal.
(9) Las señales de entrada y salida de transformadores, optoacopladores y otros dispositivos deben separarse.
5. Tratamiento de disipación de calor de PCB
Algunos dispositivos con alta generación de calor generalmente tienen almohadillas de disipación de calor dedicadas, y se deben agregar VIA apropiados a las almohadillas de disipación de calor.
6. Marco de placa PCB
Ya sea que se trate de diseño, cableado o enchapado de cobre en el plano interno, debe retirarse una cierta distancia en relación con el marco de la placa. El tamaño de la cavidad de contracción se puede seleccionar según los requisitos de diseño. A menos que se especifique lo contrario, al pegar el cobre, el marco de la placa correspondiente debe retraerse por 0. 5. MM puede hacerlo.
Por untabla de cuatro capasDiseño, si las dos capas medias son la capa de potencia y la capa de tierra, la sangría debe establecerse para reducir la radiación electromagnética.
En el diseño real de PCB, hay principalmente dos tipos de modelos de enrutamiento: líneas de microstrip y líneas de tiras. Las líneas de microstrip son líneas de señal que se ejecutan en la capa superior o inferior de una placa de circuito, mientras que las líneas de tira son líneas de señal que se ejecutan en la capa interna de la placa de circuito.
Las líneas serpentinas pueden dañar la calidad de la señal y alterar el retraso de la transmisión, por lo que deben evitarse tanto como sea posible durante el cableado. Sin embargo, en diseño práctico, para garantizar que la señal tenga suficiente tiempo de mantenimiento o para reducir el compensación de tiempo entre el mismo conjunto de señales, a menudo se requiere devanado deliberado. Cuando las señales se transmiten en una línea serpentina, el acoplamiento ocurre entre segmentos paralelos en forma de modo diferencial. Cuanto más pequeños son las S, más grande, LP y mayor es el grado de acoplamiento, lo que puede conducir a una disminución en el retraso de la transmisión y reducir en gran medida la calidad de la señal.
Varias sugerencias para manejar líneas serpentinas:
(1) Intente aumentar la distancia (s) entre segmentos de línea paralela tanto como sea posible, al menos mayor que 3 h, donde H se refiere a la distancia desde la línea de señal al plano de referencia. En pocas palabras, significa dar un gran giro. Mientras S sea lo suficientemente grande, el efecto de acoplamiento mutuo se puede evitar casi por completo.
(2) Reduzca la longitud de acoplamiento LP. Cuando el retraso doble de LP se acerca o excede el tiempo de aumento de la señal, la diafonía resultante alcanzará la saturación.
(3) El retraso de la transmisión de la señal causado por líneas serpentinas de líneas de tira o líneas de microstrip enterradas es menor que el de las líneas de microstrip. En teoría, las líneas de tiras no afectarán la velocidad de transmisión debido a la diafonía del modo diferencial.
(4) Para líneas de señal con alta velocidad y requisitos de sincronización estrictos, trate de no seguir las líneas serpentinas, especialmente en áreas pequeñas.
(5) Si el espacio lo permite, cualquier ángulo de cableado serpentino se puede usar para reducir efectivamente el acoplamiento mutuo.
(6) enPCB de alta velocidadDiseño, las líneas serpentinas no tienen capacidades de filtrado o anti-interferencia, y solo pueden reducir la calidad de la señal, por lo que solo se usan para la coincidencia de tiempo y no tienen otro propósito
(7) A veces se puede considerar el enrutamiento espiral para el devanado, y la simulación muestra que su efecto es mejor que el enrutamiento serpentino ordinario.
(8) El ángulo de la línea serpentina es de 45 grados; Esquina o filete.
En la placa de circuito PCB más básica, las piezas se agrupan básicamente en un lado, y los cables se agrupan en el otro lado. Esta PCB se llama un solo panel porque los cables solo existen en un lado. Las placas de múltiples capas, donde múltiples capas tienen cables, deben tener conexiones de circuito correctas entre las dos capas. El puente entre los circuitos se llama Vía. El proceso de diseño básico de una placa de circuito se puede dividir en los siguientes cuatro pasos:
(1) Diseño esquemático de circuito: el diseño esquemático de circuito utiliza principalmente un editor esquemático para dibujar diagramas esquemáticos.
(2) Generar Informe de red y Dash & Mdash; Informe de red: Mostrar los principios del circuito y las relaciones de conexión de varios componentes en el circuito. Es el puente y el enlace entre el diseño esquemático y el diseño de la placa de circuito. A través del informe de red del esquema de circuito, las conexiones entre los componentes se pueden encontrar rápidamente, lo que proporciona conveniencia para el futuro diseño de PCB.
(3) Diseño de la placa de circuito impreso: el diseño de la placa de circuito impreso es a lo que generalmente nos referimos como diseño de PCB, que es la forma final de los esquemas de circuito de conversión. Este diseño es más difícil que diseñar un esquema de circuito. Podemos usar potentes características de diseño para completar esta parte del diseño.
(4) Generar informes de placa de circuito impreso & Dash & mdash; Después de la finalización del diseño de la placa de circuito impreso, hay un proceso final que se debe completar, que es generar informes: Informe de información de la placa de circuito, generar informes de PIN, informes de estado de red, etc., y finalmente imprimir el diagrama de circuito.