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La progettazione di schede PCB di alta qualità dovrebbe prestare attenzione all'inventario
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La progettazione di schede PCB di alta qualità dovrebbe prestare attenzione all'inventario

2022-01-17
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Author:pcb

Reasonable arrangement of components is the basic premise of designing a high-quality PCB board layout.
1. Component layout
The requirements for component layout mainly include installation, forza, heat, signal, ed estetica.
1.1. Installation
Refers to a series of basic requirements for the smooth installation of the circuit board into the chassis, casing, e slot in una specifica applicazione, so as to avoid accidents such as space interference and short circuit, e mantenere il connettore designato nella posizione designata sul telaio o sull'involucro. Require. Non voglio entrare nei dettagli qui..

PCB board

1.2. Force
The circuit board should be able to withstand various external forces and vibrations during installation and work. Per questo motivo, the circuit board should have a reasonable shape, and the positions of various holes (screw holes, special-shaped holes) on the board should be reasonably arranged. Generalmente, the distance between the hole and the edge of the plate should be at least greater than the diameter of the hole. Allo stesso tempo, it should also be noted that the weak section of the plate caused by the special-shaped hole should also have sufficient bending strength. In particolare, i connettori che "si estendono" direttamente dal guscio del dispositivo sulla scheda dovrebbero essere ragionevolmente fissati per garantire affidabilità a lungo termine.
1.3. Heat
For high-power devices with serious heat generation, oltre a garantire condizioni di dissipazione del calore, attention should also be paid to placing them in appropriate positions. Soprattutto nei sofisticati sistemi analogici, special attention should be paid to the detrimental effects of temperature fields generated by these devices on fragile preamp circuits. Generalmente, the part with very large power should be made into a separate module, e alcune misure di isolamento termico dovrebbero essere adottate tra esso e il circuito di elaborazione del segnale.
1.4. Signals
Signal interference is an important factor to be considered in PCB layout design. Diversi aspetti fondamentali sono: il circuito di segnale debole è separato o addirittura isolato dal circuito di segnale forte; la parte AC è separata dalla parte DC; la parte ad alta frequenza è separata dalla parte a bassa frequenza; prestare attenzione alla direzione della linea di segnale; la disposizione del filo di massa; misura.
1.5. Beautiful
It is not only necessary to consider the neat and orderly placement of components, ma anche considerare il cablaggio grazioso e liscio. Because the general layman sometimes emphasizes the former, per valutare unilateralmente i pro e i contro della progettazione del circuito, for the image of the product, la prima dovrebbe essere data priorità quando i requisiti di prestazione non sono severi. However, nelle occasioni ad alte prestazioni, se deve essere utilizzata una tavola bifacciale, and the circuit board is also encapsulated in it, di solito è invisibile, and the aesthetics of the wiring should be emphasized first. La prossima sezione discuterà in dettaglio l'"estetica" del cablaggio.

2. Wiring principles
Some anti-jamming measures not commonly found in the literature are detailed below. Considering that in practical applications, soprattutto nella produzione di prove di prodotto, a large number of double-sided panels are still used, e i seguenti contenuti sono rivolti principalmente a pannelli bifacciali.

2.1. Wiring "Aesthetics"
When turning, Evitare angoli retti e cercare di utilizzare barre o archi per transizioni. The wiring should be neat and orderly, e organizzato in modo centralizzato, che non solo evita l'interferenza reciproca di segnali di diversa natura, but also facilitates inspection and modification. Per sistemi digitali, there is no need to worry about interference between signal lines (such as data lines and address lines) of the same camp, ma segnali di controllo come lettura, write, e orologio devono essere isolati e protetti con fili di terra. 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, and try to be as close as possible on the premise of preventing short circuits and leakage. Per sistemi a corrente debole, the ground wire and the power wire should be as close as possible. Per sistemi che utilizzano componenti di montaggio superficiale, the signal lines should go all the way to the front.

2.2. Ground wire arrangement
There are many discussions on the importance and layout principles of ground wires in the literature, ma c'è ancora una mancanza di introduzione dettagliata e accurata al layout del filo di terra nelle schede PCB reali. My experience is that in order to improve the reliability of the system (rather than just making an experimental prototype), il filo di massa non può essere enfatizzato troppo, especially in weak signal processing. A tal fine, we must spare no effort to implement the principle of "large area paving".

2.3. Power line layout and power filter
The general literature says that the power cord should be as thick as possible, which I don't quite agree with. 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). The width of the power line is not critical if it is only to prevent signal interference. Anche, sometimes thinner power cords are more beneficial. La qualità dell'alimentazione elettrica generalmente non risiede principalmente in esso, but in the fluctuation of the power supply and the superimposed interference. La chiave per risolvere le interferenze dell'alimentazione elettrica sono i condensatori filtranti! If your application has strict requirements on power quality, Non essere avaro con i soldi per i condensatori filtranti! Prestare attenzione a quanto segue quando si utilizzano condensatori filtranti: L'estremità di ingresso di potenza dell'intero circuito dovrebbe avere " Le "misure di filtraggio" totali", and various types of capacitors should be matched with each other, "lo stesso non può essere meno", almeno la J che non sarà una brutta cosa. Per sistemi digitali, at least 100uF electrolysis + 10uF tantalum + 0.Patch 1uF + 1nF patch . Higher frequency (100kHz) 100uF electrolysis + 10uF tantalum + 0.47uF patch + 0.Patch 1uF. AC simulation system: For DC and low frequency simulation system: 1000uF|1000uF electrolysis + 10uF tantalum + 1uF patch + 0.1uF patch. There should be a "set" of filter capacitors around every important chip. For digital systems, a 0.1uF patch è generalmente sufficiente, an important chip or a chip with a large working current should also be connected with a 10uF chip tantalum or 1uF chip, and the chip with operating frequency (CPU, crystal) should also be connected with 10nF| 470pF o 1nF. This capacitor should be as close as possible to the chip's power pins and connected as directly as possible, più piccolo più vicino. Per condensatori di filtro chip, the inner section (filter capacitor to chip power pins) should be as thick as possible. È meglio se più fili sottili possono essere utilizzati fianco a fianco. 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, the line width does not need to be too thick, almeno Non è necessario occupare molta area di bordo per questo. In some analog systems, è inoltre necessaria una rete di filtri RC per l'alimentazione in ingresso per sopprimere ulteriormente le interferenze, e una linea di alimentazione più sottile a volte agisce solo come una resistenza nel filtro RC, which is beneficial. Per sistemi con un'ampia gamma di variazioni di temperatura di esercizio, it should be noted that the performance of aluminum electrolytic capacitors will be reduced or even lose the filtering effect at low temperatures. In questo caso, appropriate tantalum capacitors should be used instead. Per esempio, replace 470uF aluminum with 100uF tantalum | Alluminio 1000uF, or replace 100uF aluminum with 22uF sheet tantalum. Fare attenzione a non posizionare il condensatore elettrolitico in alluminio troppo vicino al dispositivo di riscaldamento ad alta potenza.


3. Experience in reducing noise and electromagnetic interference.
(1) High-speed chips are not needed if low-speed chips can be used, e chip ad alta velocità sono utilizzati in luoghi chiave.
(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. La cassa dell'oscillatore di cristallo di quarzo dovrebbe essere messa a terra.
(6) Circle the clock area with a ground wire, and keep the clock wire as short as possible.
(7) Use large-capacity tantalum capacitors or polycooled capacitors instead of electrolytic capacitors as circuit charge and discharge energy storage capacitors. When using tubular capacitors, il caso dovrebbe essere fondato.
(8) The useless end of MCD should be connected to high, o messa a terra, or defined as an output end. L'estremità del circuito integrato che dovrebbe essere collegato alla terra di alimentazione deve essere collegata, and should not be left floating.
(9) Do not float the input terminals of the gate circuits that are not in use, collegare a terra i terminali di ingresso positivo degli amplificatori operativi non in uso, and connect the negative input terminals to the output terminals.
(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, e la distanza tra componenti acustici e componenti non acustici dovrebbe essere più lontana.
(12) Single-point power supply and single-point grounding for single-panel and double-panel, la linea elettrica e il cavo di massa dovrebbero essere il più spesso possibile. If the economy can afford it, utilizzare una scheda multistrato per ridurre l'induttanza capacitiva dell'alimentatore e del terreno.
(13) The clock, autobus, e i segnali di selezione del chip dovrebbero essere tenuti lontani da I/O lines and connectors.
(14) The analog voltage input line and the reference voltage terminal should be as far away as possible from the digital circuit signal line, especially the clock.
(15) For A/D devices, la parte digitale e la parte analogica preferirebbero essere unificate piuttosto che consegnate.
(16) The clock line perpendicular to the I/La linea O ha meno interferenze rispetto al parallelo I/O line, e i perni del componente dell'orologio sono lontani dal I/O cable.
(17) The component pins should be as short as possible, and the decoupling capacitor pins should be as short as possible.
(18) The key lines should be as thick as possible, and protective ground should be added on both sides. Le linee ad alta velocità dovrebbero essere corte e diritte.
(19) The line sensitive to noise should not be parallel to the high current, high speed switching line.
(20) Do not route wires under the quartz crystal and under the devices that are sensitive to noise.
(21) For weak signal circuits, non formano circuiti di corrente intorno ai circuiti a bassa frequenza.
(22) Do not form a loop for any signal. Se è inevitabile, make the loop area as small as possible.
(23) One decoupling capacitor per integrated circuit. Un piccolo condensatore bypass ad alta frequenza dovrebbe essere aggiunto accanto ad ogni condensatore elettrolitico.
(24) The signal entering the printed board should be filtered, and the signal from the high noise area should also be filtered. At the same time, il metodo di resistenza seriale del terminale dovrebbe essere utilizzato per ridurre la riflessione del segnale. The I/O driver circuit is as close as possible to the edge of the PCB board, so that it can leave the printed circuit boards as soon as possible.