Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
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Hochwertiges PCB Board Design sollte auf Inventar achten
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Hochwertiges PCB Board Design sollte auf Inventar achten

2022-01-17
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Author:pcb

Angemessene Anordnung der Komponenten ist die Grundvoraussetzung für die Gestaltung einer hochwertigen LeiterplatteLayout.
1. Komponente Layout
Anforderungen an Bauteile Layout hauptsächlich Installation, Kraft, Wärme, Signal, und Ästhetik.
1.1. Installation
Refers to a series of basic requirements for the smooth installation of the circuit board into the chassis, Gehäuse, und Slot in einer bestimmten Anwendung, um Unfälle wie Raumstörungen und Kurzschluss zu vermeiden, und den vorgesehenen Stecker in der vorgesehenen Position am Chassis oder Gehäuse zu halten. Erforderlich. Ich werde hier nicht auf Details eingehen.

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1.2. Force
The circuit board should be able to withstand various external forces and vibrations during installation and work. Aus diesem Grund, Die Leiterplatte sollte eine vernünftige Form haben, and the positions of various holes (screw holes, special-shaped holes) on the board should be reasonably arranged. Allgemein, Der Abstand zwischen dem Loch und der Kante der Platte sollte mindestens größer sein als der Durchmesser der Bohrung. Zur gleichen Zeit, Es ist auch zu beachten, dass der schwache Abschnitt der Platte, der durch das spezielle Loch verursacht wird, auch ausreichende Biegefestigkeit haben sollte. Insbesondere, Die Steckverbinder, die direkt aus der Gerätehülle auf der Platine "herausragen", sollten vernünftigerweise befestigt werden, um langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
1.3. Heat
For high-power devices with serious heat generation, zusätzlich zur Gewährleistung der Wärmeableitungsbedingungen, Es sollte auch darauf geachtet werden, sie in geeigneten Positionen zu platzieren.. Besonders in anspruchsvollen analogen Systemen, Besonderes Augenmerk sollte auf die nachteiligen Auswirkungen der von diesen Geräten erzeugten Temperaturfelder auf empfindliche Vorverstärkerschaltungen gelegt werden.. Allgemein, Das Teil mit sehr großer Leistung sollte in ein separates Modul umgewandelt werden, und bestimmte thermische Isolationsmaßnahmen sollten zwischen ihm und dem Signalverarbeitungskreis getroffen werden.
1.4. Signals
Signal interference is an important factor to be considered in PCB Layout Design. Mehrere grundlegende Aspekte sind: die schwache Signalschaltung ist getrennt oder sogar isoliert von der starken Signalschaltung; das Wechselstromteil ist vom Gleichstromteil getrennt; der Hochfrequenzteil ist vom Niederfrequenzteil getrennt; Achten Sie auf die Richtung der Signalleitung; die Layout des Erdungskabels; Maßnahme.
1.5. Beautiful
It is not only necessary to consider the neat and orderly placement of components, aber auch, um die anmutige und glatte Verdrahtung zu betrachten. Weil der allgemeine Laie manchmal die erstere betont, Um die Vor- und Nachteile des Schaltungsdesigns einseitig zu bewerten, für das Bild des Produkts, Ersterem sollte Vorrang eingeräumt werden, wenn die Leistungsanforderungen nicht hart sind. Allerdings, bei hochperformanten Anlässen, wenn eine doppelseitige Platte verwendet werden muss, und die Platine ist auch darin eingekapselt, es ist normalerweise unsichtbar, und die Ästhetik der Verkabelung sollte zuerst betont werden. Im nächsten Abschnitt wird die "Ästhetik" der Verkabelung im Detail diskutiert.

2. Wiring principles
Some anti-jamming measures not commonly found in the literature are detailed below. In Anbetracht dessen, dass in der Praxis, insbesondere in der Versuchsproduktion, noch eine große Anzahl von doppelseitigen Platten verwendet werden, und die folgenden Inhalte richten sich hauptsächlich an doppelseitige Platten.

2.1. Wiring "Aesthetics"
When turning, Vermeiden Sie rechte Winkel und versuchen Sie Schrägstriche oder Bögen für Übergänge zu verwenden. Die Verkabelung sollte ordentlich und ordentlich sein, und zentralisiert angeordnet, das nicht nur die gegenseitige Störung von Signalen unterschiedlicher Art vermeidet, erleichtert aber auch Inspektion und Modifikation. Für digitale Systeme, there is no need to worry about interference between signal lines (such as data lines and address lines) of the same camp, aber Steuersignale wie Lesen, schreiben, und Uhr sollten isoliert und mit Erdungskabeln geschützt werden. When laying the ground on a large area (discussed further below), try to keep a reasonable and equal distance between the ground wire (in fact, it should be the ground "surface") and the signal wire, und versuchen, so nah wie möglich auf der Prämisse der Vermeidung von Kurzschlüssen und Leckagen zu sein. Für Schwachstromsysteme, Das Erdungskabel und das Stromkabel sollten so nah wie möglich sein. Für Systeme mit oberflächenmontierten Bauteilen, Die Signalleitungen sollten ganz nach vorne gehen.

2.2. Ground wire arrangement
There are many discussions on the importance and Layout Prinzipien der Erdungskabel in der Literatur, aber es fehlt immer noch an einer detaillierten und genauen Einführung in den Erdungskabel Layout in tatsächlicher Leiterplattes. My experience is that in order to improve the reliability of the system (rather than just making an experimental prototype), der Erdungskabel kann nicht überbetont werden, insbesondere bei schwacher Signalverarbeitung. Zu diesem Zweck, Wir dürfen keine Anstrengungen scheuen, um das Prinzip der "großflächigen Pflasterung" umzusetzen..

2.3. Stromleitung Layout and power filter
The general literature says that the power cord should be as thick as possible, dem ich nicht ganz zustimme. Only in the case of high power (the average power supply current may reach 1A in 1 second), it is necessary to ensure sufficient power line width (in my experience, 50mil per 1A current can meet the needs of most occasions). Die Breite der Stromleitung ist nicht kritisch, wenn es nur um Signalstörungen zu verhindern ist. Sogar, Manchmal sind dünnere Netzkabel vorteilhafter. Die Qualität der Stromversorgung liegt im Allgemeinen nicht hauptsächlich darin, aber in der Fluktuation der Stromversorgung und der überlagerten Störung. Der Schlüssel zur Lösung von Störungen in der Stromversorgung sind Filterkondensatoren! Wenn Ihre Anwendung strenge Anforderungen an die Stromqualität hat, Seien Sie nicht geizig mit dem Geld für Filterkondensatoren! Achten Sie bei der Verwendung von Filterkondensatoren auf Folgendes: Das Leistungseingangsende des gesamten Stromkreises sollte folgendes aufweisen:, und verschiedene Arten von Kondensatoren sollten aufeinander abgestimmt werden, "das gleiche kann nicht weniger sein", Zumindest das J, das keine schlechte Sache sein wird. Für digitale Systeme, at least 100uF electrolysis + 10uF tantalum + 0.1uF Patch + 1nF patch . Higher frequency (100kHz) 100uF electrolysis + 10uF tantalum + 0.47uF patch + 0.1uF Patch. Wechselstrom-Simulationssystem: Für Gleichstrom- und Niederfrequenzsimulationssystem: 1000uF|1000uF electrolysis + 10uF tantalum + 1uF patch + 0.1uF patch. Es sollte ein "Set" von Filterkondensatoren um jeden wichtigen Chip herum sein. Für digitale Systeme, a 0.1uF Patch ist im Allgemeinen ausreichend, Ein wichtiger Chip oder ein Chip mit großem Arbeitsstrom sollte ebenfalls mit einem 10uF Chip Tantal oder 1uF Chip verbunden werden, and the chip with operating frequency (CPU, crystal) should also be connected with 10nF| 470pF oder 1nF. Dieser Kondensator sollte so nah wie möglich an den Power Pins des Chips sein und so direkt wie möglich angeschlossen werden., Je kleiner desto näher. Für Chipfilterkondensatoren, the inner section (filter capacitor to chip power pins) should be as thick as possible. Es ist besser, wenn mehrere dünne Drähte nebeneinander verwendet werden können. With the filter capacitor to provide a low (AC) impedance voltage source and suppress AC coupling interference, the power line outside the capacitor pin (referring to the section from the main power supply to the filter capacitor) is not so important, die Linienbreite muss nicht zu dick sein, Es ist nicht notwendig, dafür viel Boardfläche in Anspruch zu nehmen.. In einigen analogen Systemen, Ein RC-Filternetzwerk wird auch für den Stromeingang benötigt, um Interferenzen weiter zu unterdrücken, und eine dünnere Stromleitung wirkt manchmal nur als Widerstand im RC-Filter, was vorteilhaft ist. Für Anlagen mit einem breiten Spektrum an Betriebstemperaturänderungen, Es sollte beachtet werden, dass die Leistung von Aluminium-Elektrolytkondensatoren reduziert wird oder sogar den Filtereffekt bei niedrigen Temperaturen verliert. In diesem Fall, Stattdessen sollten geeignete Tantalkondensatoren verwendet werden. Zum Beispiel, 470uF Aluminium durch 100uF Tantal ersetzen | 1000uF Aluminium, oder ersetzen Sie 100uF Aluminium durch 22uF Blatt Tantal. Achten Sie darauf, den Aluminium-Elektrolytkondensator nicht zu nah an das Hochleistungsheizgerät zu stellen.


3. Erfahrung in der Reduzierung von Lärm und elektromagnetischen Störungen.
(1) High-speed chips are not needed if low-speed chips can be used, und Hochgeschwindigkeits-Chips werden an Schlüsselstellen verwendet.
(2) A resistor can be connected in series to reduce the transition rate of the upper and lower edges of the control circuit.
(3) Try to provide some form of damping for relays etc.
(4) Use a frequency clock that meets the system requirements.
(5) The clock generator is as close as possible to the device using the clock. Das Quarzkristalloszillatorgehäuse sollte geerdet werden.
(6) Circle the clock area with a ground wire, und halten Sie den Uhrdraht so kurz wie möglich.
(7) Use large-capacity tantalum capacitors or polycooled capacitors instead of electrolytic capacitors as circuit charge and discharge energy storage capacitors. Bei Verwendung von Rohrkondensatoren, der Fall sollte begründet sein.
(8) The useless end of MCD should be connected to high, oder geerdet, oder definiert als Ausgabeende. Das Ende des integrierten Schaltkreises, das mit der Stromversorgungserde verbunden werden soll, sollte angeschlossen werden, und sollte nicht schwimmen gelassen werden.
(9) Do not float the input terminals of the gate circuits that are not in use, Verbinden Sie die positiven Eingangsklemmen der nicht verwendeten Operationsverstärker mit der Masse, und schließen Sie die negativen Eingangsklemmen an die Ausgangsklemmen an.
(10) The printed board should try to use 45-fold lines instead of 90-fold lines to reduce the external emission and coupling of high-frequency signals.
(11) The printed board is divided according to frequency and current switching characteristics, und der Abstand zwischen Lärmbestandteilen und Lärmbestandteilen sollte weiter entfernt sein.
(12) Single-point power supply and single-point grounding for single-panel and double-panel, Stromleitung und Erdungskabel sollten so dick wie möglich sein. Wenn die Wirtschaft es sich leisten kann, Verwenden Sie eine mehrschichtige Platine, um die kapazitive Induktivität der Stromversorgung und der Masse zu reduzieren.
(13) The clock, Bus, und Chip-Select-Signale sollten von I ferngehalten werden/O-Leitungen und Anschlüsse.
(14) The analog voltage input line and the reference voltage terminal should be as far away as possible from the digital circuit signal line, vor allem die Uhr.
(15) For A/D Geräte, Der digitale und der analoge Teil würden lieber vereinheitlicht als übergeben werden.
(16) The clock line perpendicular to the I/O-Leitung hat weniger Interferenzen als die parallele I/O-Linie, und die Taktkomponenten Pins sind weit weg vom I/O Kabel.
(17) The component pins should be as short as possible, und die Entkopplungskondensatorstifte sollten so kurz wie möglich sein.
(18) The key lines should be as thick as possible, und Schutzgrund sollte beidseitig hinzugefügt werden. Hochgeschwindigkeitsstrecken sollten kurz und gerade sein.
(19) The line sensitive to noise should not be parallel to the high current, Hochgeschwindigkeitsschaltanlage.
(20) Do not route wires under the quartz crystal and under the devices that are sensitive to noise.
(21) For weak signal circuits, keine Stromschleifen um niederfrequente Schaltkreise bilden.
(22) Do not form a loop for any signal. Wenn es unvermeidlich ist, den Schleifenbereich so klein wie möglich machen.
(23) One decoupling capacitor per integrated circuit. Neben jedem Elektrolytkondensator sollte ein kleiner Hochfrequenz-Bypass-Kondensator hinzugefügt werden.
(24) The signal entering the printed board should be filtered, und das Signal aus dem Bereich mit hohem Rauschen sollte auch gefiltert werden. Zur gleichen Zeit, Das Verfahren des Widerstands der seriellen Klemme sollte verwendet werden, um die Signalreflexion zu reduzieren. Das I/O-Treiberschaltung ist so nah wie möglich an der Kante des Leiterplatte, damit es die Leiterplatten so schnell wie möglich.