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Blog de PCB - Contramedidas especiales para circuitos de media y alta frecuencia en el diseño de placas de PCB

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Contramedidas especiales para circuitos de media y alta frecuencia en el diseño de placas de PCB

2022-02-25
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Author:pcb

La razón por la que el diseño de placas de PCB plantea mayores requisitos es que con el rápido desarrollo de la industria electrónica moderna, los circuitos digitales y de alta frecuencia se están desarrollando en la dirección de alta velocidad, bajo consumo de energía, pequeño tamaño y alta resistencia a las interferencias. El sistema de diseño protel 99se aprovecha al máximo las ventajas de las plataformas Windows XP y Windows 2000, y su súper entorno de diseño de módulos de tablero de PCB permite que el trabajo de diseño cumpla con sus requisitos de diseño de manera más efectiva. Para los diseñadores que se dedican a circuitos de alta frecuencia, ya no es un requisito simple para la tasa de cableado de la placa de circuito impreso, sino que requiere que los diseñadores tengan sólidos conocimientos teóricos y una rica experiencia en el diseño de la placa de circuito impreso de acuerdo con las características de trabajo del circuito. Y considerar su diseño desde el entorno de trabajo real y otros aspectos, sólo de esta manera se puede hacer la placa de PCB ideal. En este trabajo, para el diseño y cableado de circuitos de alta frecuencia en el proceso de diseño de placas de pcb, tomando como ejemplo el software protel 99se, se discuten las contramedidas y habilidades del diseño de circuitos de alta frecuencia en el diseño de placas de pcb.

Tablero de PCB

1. la operación de diseño y diseño de la placa de circuito impreso de alta frecuencia es muy importante en todo el diseño de la placa de circuito impreso. El diseño es la base de la operación de cableado. Para lograr un diseño perfecto de los componentes, los diseñadores deben considerar el diseño de los componentes desde la perspectiva de las características de trabajo del circuito y el cableado. El protel 99se tiene una función de diseño automático, con dos funciones de agrupación y diseño estadístico, pero no puede cumplir plenamente con los requisitos de trabajo de los circuitos de alta frecuencia. Los diseñadores también deben considerar de manera integral la manufacturabilidad del diseño, la estructura mecánica, la disipación de calor, el EMI (interferencia electromagnética) del pcb, la fiabilidad, la integridad de la señal y otros aspectos. Solo de esta manera se puede mejorar efectivamente la vida útil, la estabilidad y el EMC (compatibilidad electromagnética) de las placas de PCB y hacer que el diseño sea más perfecto. Para el diseño de los circuitos de alta frecuencia, el diseñador debe considerar primero el diseño de aquellos componentes que coinciden estrechamente con la estructura y están fijos en su lugar (como tomas de corriente, luces indicadoras, conectores e interruptores, etc.) y luego diseñar componentes especiales en el circuito. (como elementos de calefacción, transformadores, chips, etc.) y organizar algunos equipos pequeños. Al mismo tiempo, teniendo en cuenta los requisitos de cableado, la colocación de los componentes de alta frecuencia debe ser lo más compacta posible y el cableado de los cables de señal debe ser lo más corto posible para minimizar la interferencia cruzada de los cables de señal. Las tomas de corriente de la estructura mecánica, las luces indicadoras, los conectores y los interruptores pertenecen a esta categoría de componentes, todos ellos son conectores de posicionamiento relacionados con el tamaño mecánico. Por lo general, la interfaz entre la fuente de alimentación y la placa de circuito impreso se coloca en el borde de la placa de circuito impreso, y la distancia con el borde de la placa de circuito impreso generalmente no es inferior a 2 mm; Los LED indicadores deben colocarse con precisión según sea necesario; Los interruptores y algunos elementos de ajuste fino, como inductores ajustables, resistencias ajustables, etc., deben colocarse cerca de los bordes de la placa de PCB para facilitar el ajuste y la conexión; Los componentes que requieren un reemplazo frecuente deben colocarse en una posición con menos componentes para facilitar el reemplazo. Los componentes con una masa superior a 15 g deben fijarse con soportes y los componentes grandes y pesados no deben colocarse directamente en el pcb. Los tubos de alta potencia de disipación de calor, los transformadores, los tubos rectificadores y otros equipos de calefacción generan una gran cantidad de calor cuando funcionan en alta frecuencia. La ventilación y la disipación de calor deben tenerse plenamente en cuenta al diseñar. Tales componentes deben colocarse en los bordes o en la ventilación de las placas de pcb. Los elementos de calefacción deben colocarse en la parte superior de la placa, mientras que los elementos de calefacción no deben colocarse en la parte inferior de la placa de doble Cara. Los tubos rectificadores y reguladores de alta potencia deben estar equipados con radiadores y mantenerse alejados de los transformadores. Los componentes temerosos del calor, como los condensadores electroliticos, también deben mantenerse alejados de los dispositivos de calefacción, de lo contrario el electrolito se secará, lo que dará lugar a un aumento de la resistencia, un deterioro del rendimiento y afectará la estabilidad del circuito. La disposición de los componentes especiales se debe a la generación de un campo magnético de fuga de 50 Hz en el interior del dispositivo de alimentación, que interfiere con el amplificador de baja frecuencia cuando se cruza con algunos componentes del amplificador de baja frecuencia. Por lo tanto, deben ser aislados o bloqueados. Según el esquema, todos los niveles del amplificador se pueden organizar en una línea recta. La ventaja de esta disposición es que la corriente de tierra de cada nivel está cerrada y fusionada en ese nivel, lo que no afecta el funcionamiento de otros circuitos. Las etapas de entrada y salida deben mantenerse lo más alejadas posible para reducir la interferencia de acoplamiento parasitario entre ellas. Teniendo en cuenta la relación de transmisión de señal entre los circuitos funcionales de cada unidad, los circuitos de baja frecuencia y los circuitos de alta frecuencia también deben separarse, y los circuitos analógicos y digitales deben separarse. Los circuitos integrados deben colocarse en el Centro de la placa de circuito impreso para facilitar la conexión de cableado entre cada pin y otros dispositivos. Los inductores y transformadores y otros equipos tienen Acoplamiento magnético y deben colocarse verticalmente entre sí para reducir el acoplamiento magnético. Además, ambos tienen un campo magnético muy fuerte y deben estar rodeados de un gran espacio adecuado o blindaje magnético para reducir el impacto en otros circuitos. Los métodos comunes para eliminar la interferencia electromagnética incluyen reducir el bucle, filtrar, bloquear, minimizar la velocidad de los equipos de alta frecuencia y aumentar la constante dieléctrica de las placas de pcb. Por ejemplo, los condensadores de desacoplamiento de los circuitos integrados deben estar lo más cerca posible. Por lo general, los condensadores de 0,1uf se utilizan para frecuencias de trabajo por debajo de 10 mhz, y los condensadores de 0,01uf se utilizan para frecuencias de trabajo por encima de 10 mhz. Hay una alta diferencia de potencial entre algunos componentes o cables y se debe aumentar la distancia para evitar la descarga. al depurar, los componentes de alto voltaje deben colocarse en lugares inaccesibles a la mano. Los elementos que son fáciles de interferir entre sí no deben estar demasiado cerca, y los elementos de entrada y salida deben estar lo más lejos posible para evitar interferencias de retroalimentación. Para reducir los parámetros de distribución de los componentes de alta frecuencia, los circuitos generales (circuitos de baja frecuencia) colocados generalmente cerca (dispuestos de manera irregular) deben organizarse de acuerdo con las reglas para facilitar la instalación y soldadura. Los circuitos de alta frecuencia de cableado de placas de PCB de alta frecuencia a menudo tienen alta integración y alta densidad de línea de tela.


1. principios generales de cableado los cables entre los pines de los dispositivos de circuito de alta frecuencia deben ser lo más cortos posible y doblados lo menos posible. Los cables deben ser rectos y evitar giros bruscos y esquinas afiladas tanto como sea posible. Las curvas son necesarias y se deben hacer transiciones con arcos o líneas punteadas. Este requisito solo se utiliza para mejorar la resistencia fija de la lámina de cobre en circuitos de baja frecuencia, pero cumplir con este requisito en circuitos de alta frecuencia puede reducir la emisión externa y el acoplamiento mutuo de señales de alta frecuencia. En el cableado de circuitos de alta frecuencia, el cableado horizontal y el cableado vertical se alternan en las capas adyacentes. El cableado paralelo de la misma capa es inevitable, pero se puede colocar una gran área de tierra en el reverso del PCB para reducir la interferencia. Para las placas de doble cara de uso común, muchas capas pueden usar el plano de alimentación de intervención para lograrlo. Para evitar la interferencia de la resistencia a la tierra causada por la corriente local en los circuitos de varios niveles, los circuitos de todos los niveles deben estar conectados a tierra en un punto (o concentrados en la medida de lo posible). Cuando el circuito de alta frecuencia es superior a 30 mhz, una pequeña área a también debe estar conectada a tierra. Los equipos y cables vulnerables a la interferencia pueden estar rodeados de cables de tierra. Varios rastros de señal no pueden formar un circuito, y el cable de tierra no puede formar un circuito de corriente. Los cables de alimentación y los cables de tierra deben estar cerca unos de otros para minimizar el área cerrada y reducir la interferencia electromagnética. En el cableado general, el ancho del cable está entre 12 - 80 mil, el cable de alimentación es generalmente de 20 mil - 40 mil, y el cable de tierra es generalmente mayor de 40 mil. Si es posible, los cables deben ser lo más anchos posible. Cuando el suelo analógico, el suelo digital, etc. están conectados al suelo común, se utilizan estrangulamientos de alta frecuencia. En el montaje real de estrangulamientos de alta frecuencia, a menudo se utilizan bolas magnéticas de ferritas de alta frecuencia con cables en el agujero central. Por lo general, no se representa en el esquema del circuito y la tabla de red generada tampoco contiene este tipo de componentes, y su presencia se ignora al cableado. dada esta realidad, puede considerarse un inductor en el esquema. Definir un paquete separado para él en el repositorio de PCB y trasladarlo manualmente a una posición adecuada cerca de la conexión pública a tierra antes de cableado. 3. Se instalará un capacitor de desacoplamiento de alta frecuencia cerca de cada bloque de circuito integrado en el cableado del chip integrado. Debido a que el software protel 99se no tiene en cuenta la relación de posición entre el capacitor de desacoplamiento y el circuito integrado de desacoplamiento al colocar automáticamente el componente, dejar que el software lo coloque para que la distancia entre los dos sea demasiado larga hace que el efecto de desacoplamiento no sea bueno. En este momento, la posición de ambos debe intervenir con antelación moviendo manualmente el componente para cerrarlo. El objetivo principal del cobre recubierto es mejorar la capacidad antiinterferencia del circuito, al tiempo que es muy beneficioso para la disipación de calor de la placa de PCB y la resistencia de la placa de pcb. El recubrimiento de cobre también puede desempeñar un papel de blindaje. Sin embargo, no se pueden usar grandes áreas de lámina de cobre en tiras, ya que cuando las placas de PCB se usan durante demasiado tiempo, se genera una gran cantidad de calor, y la lámina de cobre en tiras se expande y se cae fácilmente. la lámina de cobre y la conexión de la red eléctrica a la red de tierra del circuito hacen que la red eléctrica tenga un mejor efecto de blindaje. El tamaño de la red eléctrica depende de la frecuencia de interferencia a bloquear. Conclusión el proceso de diseño de la placa de circuito impreso de alta frecuencia es un proceso complejo. Además de la estrategia de diseño discutida anteriormente, también incluye la integridad de la señal, incluida la conversación cruzada de la señal, y cómo suprimir el ruido. Por lo tanto, el diseñador necesita tener un plan integral en el diseño. teniendo en cuenta que se utilizan diferentes métodos y tecnologías en cada etapa del ciclo de diseño para garantizar la precisión del diseño, se diseñan placas de PCB de alta frecuencia razonables y de excelente rendimiento.