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高品質PCBボード設計は在庫に注意を払うべきである
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高品質PCBボード設計は在庫に注意を払うべきである

2022-01-17
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Author:pcb

部品の合理的配置は、高品質設計の基本的前提である PCBボードレイアウト.
1. コンポーネント レイアウト
コンポーネントの要件 レイアウト 主にインストールを含む, フォース, ヒート, シグナル, 美学.
1.1. Installation
Refers to a series of basic requirements for the smooth installation of the circuit board into the chassis, ケーシング, 特定のアプリケーションのスロット, 宇宙干渉や短絡などの事故を避けるために, そして、シャシーまたはケーシングの指定されたポジションの指定されたコネクタを保つために. 必要. ここでは詳細には行かない.

PCBボード

1.2. Force
The circuit board should be able to withstand various external forces and vibrations during installation and work. この理由から, 回路基板は合理的な形状でなければならない, and the positions of various holes (screw holes, special-shaped holes) on the board should be reasonably arranged. 一般に, プレートの孔と縁の間の距離は、少なくとも穴の直径よりも大きくなければならない. 同時に, また、特殊形状穴に起因する板の弱い部分も十分な曲げ強さを有することに留意すべきである. 特に, ボード上のデバイスシェルから直接「拡張する」コネクタは、長期信頼性を確保するために合理的に固定されるべきである.
1.3. Heat
For high-power devices with serious heat generation, 放熱条件を確実にすることに加えて, 適切な位置にそれらを置くために注意も払わなければなりません. 特に洗練されたアナログシステムで, 脆性プリアンプ回路に発生する温度場の有害効果に特に注意すべきである. 一般に, 非常に大きな力の部分は別のモジュールにするべきです, そして、それと信号処理回路との間には、特定の熱絶縁対策が取られなければならない.
1.4. Signals
Signal interference is an important factor to be considered in PCB レイアウト デザイン. いくつかの基本的な側面は以下の通りである。弱信号回路は、強い信号回路から分離され、あるいは分離されているAC部分はDC部から分離される高周波部分は低周波部から分離される信号線の方向に注意を払う;the レイアウト 接地線の処置.
1.5. Beautiful
It is not only necessary to consider the neat and orderly placement of components, しかし、優雅で滑らかな配線を考慮する. 一般の素人が時々前者を強調するので, 回路設計の賛否を評価するために, 製品のイメージのために, 性能要件が厳しくないとき、前者は優先されるべきです. しかし, 高性能場面で, 両面板を使用する場合, そして、回路基板もそれにカプセル化される, 通常見えない, そして、配線の美学を第一に強調すべきである. 次のセクションでは、詳細に配線の.

2. Wiring principles
Some anti-jamming measures not commonly found in the literature are detailed below. 実際に適用することを考える, 特に製品の試作で, 多数の両面パネルが使用されている, 以下の内容は主に両面パネルを対象とする.

2.1. Wiring "Aesthetics"
When turning, 直角を避けて、変化のためにスラッシュまたはアークを使おうとしてください. 配線はきちんとしていなければならない, 集中して配置される, これは、異なる性質の信号の相互干渉を回避するだけではない, しかし、検査と修正を容易にする. デジタルシステム, there is no need to worry about interference between signal lines (such as data lines and address lines) of the same camp, しかし、読み込みなどの制御信号, 執筆, そして、クロックは絶縁されなければならない. 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, そして、短絡と漏出を防ぐという前提の上で、できるだけ接近しているようにしてください. 弱電流系, 接地線と電源線はできるだけ近いはずである. 表面実装部品を用いたシステム, 信号線は正面へ行く.

2.2. Ground wire arrangement
There are many discussions on the importance and レイアウト 文献における接地線の原理, しかし、まだ接地線への詳細かつ正確な導入の欠如があります レイアウト 実際には PCBボードs. My experience is that in order to improve the reliability of the system (rather than just making an experimental prototype), 接地線は強調できない, 特に弱い信号処理. このために, 「大面積舗装」の原理を実行する努力を惜しまない.

2.3. 電力線 レイアウト and power filter
The general literature says that the power cord should be as thick as possible, それは私が全く同意しない. 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). 信号干渉の防止だけでは電力線の幅は重要ではない. イーブン, 時々より細いパワーコードはより有益です. 電源の品質は、一般的にそれにはない, しかし、電源と重畳干渉の変動. 電源干渉を解決する鍵はフィルタコンデンサである! あなたのアプリケーションが電力品質に厳しい要求をするならば, フィルターコンデンサーのお金でけちではない! フィルタコンデンサを使用する場合、以下の点に注意してください。回路全体の電力入力端は、「合計」フィルタリング処置を有するべきです, そして、様々なタイプのコンデンサは、互いに合わなければならない, 「同じことはできません」, 少なくとも悪いことではないJ. デジタルシステム, at least 100uF electrolysis + 10uF tantalum + 0.1 UFパッチ + 1nF patch . Higher frequency (100kHz) 100uF electrolysis + 10uF tantalum + 0.47uF patch + 0.1 UFパッチ. ACシミュレーションシステム: DC ,低周波数シミュレーションシステム: 1000 UF|1000uF electrolysis + 10uF tantalum + 1uF patch + 0.1uF patch. あらゆる重要なチップのまわりに「フィルタ」コンデンサのセットがあるべきです. デジタルシステム, 0.1 ufパッチは、一般に十分です, 大きな動作電流を有する重要なチップ又はチップは、10 UFチップタンタル又は1 UFチップと接続されるべきである, and the chip with operating frequency (CPU, crystal) should also be connected with 10nF| 470 pFまたは1 NF. このコンデンサは、チップの電源ピンに可能な限り近くなければならず、できるだけ直接接続されるべきである, より小さい. チップフィルタコンデンサ, the inner section (filter capacitor to chip power pins) should be as thick as possible. 複数の細いワイヤーが並んで使用できるならば、それはよりよいです. 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, 線幅はあまり厚くなければならない, 少なくとも、このために多くの板面積を取る必要はありません. 若干のアナログシステムで, RCフィルタネットワークは、さらに電力入力のために干渉を抑制するために必要である, そして、より細い電力線はRCフィルタの抵抗器として機能することがある, どちらが有益. 広範囲の運転温度変化を伴うシステムのために, アルミニウム電解コンデンサの性能は、低温でのフィルタ効果を低下させるか、あるいは失わせることに留意されたい. この場合は, 代わりにタンタルコンデンサを用いる. 例えば, 470 UFアルミニウムを100 UFタンタルと交換してください | 1000 UFアルミニウム, または11 ufシートタンタル. アルミ電解コンデンサを高出力加熱装置に近づけないようにご注意ください.


3. 雑音および電磁干渉の低減の経験.
(1) High-speed chips are not needed if low-speed chips can be used, キーチップで高速チップを使用.
(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. 水晶発振器のケースは接地されるべきである.
(6) Circle the clock area with a ground wire, 時計線をできるだけ短くしておく.
(7) Use large-capacity tantalum capacitors or polycooled capacitors instead of electrolytic capacitors as circuit charge and discharge energy storage capacitors. 管状コンデンサの使用, ケースは接地されなければならない.
(8) The useless end of MCD should be connected to high, または接地, または出力端として定義される. 電源接地に接続されるべき集積回路の端は接続されなければならない, 浮動小数点以下.
(9) Do not float the input terminals of the gate circuits that are not in use, 使用しないオペアンプの正の入力端子を接地に接続する, 負の入力端子を出力端子に接続する.
(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, また、雑音成分と非雑音成分の間の距離は、さらに遠くなければならない.
(12) Single-point power supply and single-point grounding for single-panel and double-panel, 電力線と接地線はできるだけ厚くなければならない. 経済が余裕があれば, 電源およびグランドの容量性インダクタンスを減らすために多層基板を使用する.
(13) The clock, バス, とチップの選択信号は/o行とコネクタ.
(14) The analog voltage input line and the reference voltage terminal should be as far away as possible from the digital circuit signal line, 特に時計.
(15) For A/Dデバイス, デジタル部分とアナログ部分は、むしろ引き渡されるよりむしろ統一されるでしょう.
(16) The clock line perpendicular to the I/o行はパラレルIよりも干渉が少ない/O行, そして、クロックコンポーネントピンは、私から遠い/oケーブル.
(17) The component pins should be as short as possible, そして、デカップリングコンデンサピンは、できるだけ短くなければなりません.
(18) The key lines should be as thick as possible, 両側に保護地を追加する. 高速線は短くてまっすぐでなければなりません.
(19) The line sensitive to noise should not be parallel to the high current, 高速スイッチングライン.
(20) Do not route wires under the quartz crystal and under the devices that are sensitive to noise.
(21) For weak signal circuits, 低周波回路周辺の電流ループを形成しない.
(22) Do not form a loop for any signal. それが避けられないならば, ループ面積をできるだけ小さくする.
(23) One decoupling capacitor per integrated circuit. 各々の電解コンデンサのそばに、小さい高周波バイパスコンデンサを加えなければなりません.
(24) The signal entering the printed board should be filtered, また、高ノイズ領域からの信号もフィルタリングされるべきである. 同時に, 信号の反射を低減するために直列端子抵抗の方法を用いるべきである. 私/ドライバーの回路は、可能な限りの端に PCBボード, それで、それが去ることができるように プリント回路基板 できるだけ早く.