PCB Блог - Основные правила конфигурации PCB и проводки

печатная плата, also known as печатная плата, Может быть реализовано соединение и функциональность схем между электронными элементами, and is also an important part of power circuit design. сегодня, this article will introduce the basic rules of PCB layout and wiring.

1. Basic Rules of Component Layout
1. схема по модулю схемы, the related circuits that realize the same function are called a module, принцип близости и централизации элементов в модуле схемы, and the digital circuit and the analog circuit should be separated;
2. не монтировать сборку и оборудование на 1 дюйм.27mm around non-mounting holes such as positioning holes and standard holes, не монтировать виджет в течение 3 часов.5mm (for M2.5) and 4mm (for M3) around mounting holes such as screws;
3. не вставлять сквозное отверстие под горизонтально установленные резисторы и другие компоненты, inductors (plug-ins), and electrolytic конденсатор to avoid short circuits between the сквозное отверстие and the component shell after wave soldering;
4. The distance between the outside of the component and the edge of the board is 5mm;
5. The distance between the outside of the pad of the mounted component and the outside of the adjacent component is greater than 2mm;
6. Metal shell components and metal parts (shielding boxes, сорт.) cannot touch other components, and cannot be close to printed lines and pads, расстояние должно быть больше 2мм. размер отверстия, монтажное отверстие крепи, elliptical holes and other square holes in the plate is greater than 3mm from the edge of the plate;
7. The heating element cannot be close to the wire and the thermal element; the high-heating element should be evenly distributed;
8. розетка должна быть установлена по мере возможности вокруг печатной доски, шинный зажим, связанный с розеткой, должен быть расположен на одной стороне. Special care should be taken not to arrange power sockets and other soldered connectors between the connectors, Для удобства сварки этих розеток и соединителей, and the design and tying of power cables. The arrangement spacing of power sockets and welding connectors should be considered to facilitate the insertion and removal of power plugs;
9. Arrangement of other components: All IC components are aligned on one side, метка полярных компонентов, and the polarity marking on the same printed board should not be more than two directions. при появлении двух направлений, the two directions are perpendicular to each other. ;
10. The wiring on the board should be properly dense. при больших различиях плотности, it should be filled with mesh copper foil, and the mesh should be greater than 8mil (or 0.2mm);
11. Непроницаемое отверстие на вкладке, во избежание потери флюса и. Important signal lines are not allowed to pass between the socket pins;
12. заплатки выравниваются в одностороннем порядке, направление роли идентично, and the packaging direction is the same;
13. для оборудования полярности, the direction of polarity marking on the same board should be as consistent as possible.

2. Component wiring rules
In the area where the wiring area is ≤1mm from the edge of the PCB, монтажное отверстие в пределах 1 мм, wiring is prohibited; 2. The power line should be as wide as possible and should not be less than 18mil; the signal line width should not be less than 12mil; cpu The incoming and outgoing lines should not be less than 10mil (or 8mil); the line spacing should not be less than 10mil; 3, the normal via hole should not be less than 30mil; 4, двухрядный прямой разъем: pad 60mil, aperture 40mil; 55mil (0805 surface mount); 62mil pad, 42mil aperture when plugged directly; electrodeless capacitor: 51*55mil (0805 surface mount); 50mil pad, 28mil aperture when plugged directly; 5. обратите внимание, что линии электропитания и заземления должны быть как можно более радиоактивными, and the signal line cannot have loopback.

2.1 The following systems should pay special attention to anti-electromagnetic interference:
(1) The microcontroller clock frequency is particularly high, а скорость автобуса особенно высокая.
(2) The system contains high-power, цепь с большим током, such as spark-generating relays, выключатель большого тока, etc.
(3) A system with a weak analog signal circuit and a high-precision A/D conversion circuit.

2.2 To increase the anti-electromagnetic interference capability of the system, take the following measures:
(1) Select a microcontroller with low frequency: Selecting a microcontroller with low external clock frequency can effectively reduce noise and improve the anti-interference ability of the system. Square waves and sine waves of the same frequency, высокочастотный состав в квадратичной волне гораздо больше синусоидальной волны. Although the amplitude of the высокая частота квадратичная составляющая, the higher the frequency, чем легче его запустить и стать источником шума. влиятельный высокая частота noise generated by the microcontroller is about 3 times the clock frequency.

2) уменьшение числа микрорегуляторов искажений при передаче сигналов производится главным образом с помощью высокоскоростной технологии CMOS. статический входной ток на входе сигнала составляет около 1 мA, входная емкость - около 10 ПФ, входное сопротивление довольно высокое, выход на высокоскоростную цепь CMOS имеет значительную нагрузку, т.е. значительное выходное значение. когда длинная линия вводится в конец ввода, проблемы с рефлектором очень серьезные, входное сопротивление относительно высокое, что приведет к искажению сигнала и увеличению шумов системы. когда тpd > TRT, он становится проблемой линии передачи, необходимо учитывать такие вопросы, как отражение сигнала и согласование сопротивлений. время задержки сигнала на печатных платах связано с характерным сопротивлением провода, т.е. можно грубо предположить, что скорость передачи сигнала на выводе печатной плиты составляет примерно одну треть - одну вторую. в системе, состоящей из микроконтроллеров, обычный логический телефонный элемент TR (стандартное время задержки) находится в диапазоне от 3 до 18 НС. на печатных платах сигнал проходит через резистор 7W и длинный провод 25cm, время задержки в режиме онлайн составляет от 4 до 20нс. То есть, чем короче сигнальный провод на печатных схемах, тем лучше, тем длиннее он не должен превышать 25 См. количество перерывов должно быть как можно меньше, не более двух. когда время нарастания сигнала быстрее, чем время задержки сигнала, по скоростной электронике производится его обработка. при этом следует учитывать совпадение сопротивлений линии передачи. для передачи сигналов между интегральными блоками на печатных платах необходимо избегать ситуации Td > TRD. Чем больше печатные платы, тем медленнее будет система. опыт проектирования печатных плат обобщается следующим образом: время задержки передачи сигналов на печатных платах не должно превышать время номинальной задержки используемого оборудования.

(3) Reduce the interference between signal lines:
A step signal with a rise time of Tr at point A is transmitted to terminal B through lead AB. The delay time of the signal on the AB line is Td. в точке D, due to the forward transmission of the signal at point A, отражение сигнала после точки в и задержка линии ав, a page pulse signal with a width of Tr поддаваться индукции after Td time. в точке C, due to the transmission and reflection of the signal on AB, положительный импульсный сигнал, ширина которого в два раза превышает время задержки сигнала линии ав, То есть, 2Td, will be induced. This is the cross-interference between signals. интенсивность сигнала помехи связана с di/сигнал в точке C, расстояние между линиями. когда две сигнальные линии не длинны, what is actually seen on AB is the superposition of two pulses. Микроконтроллер с высоким входным сопротивлением, острый звук, and high noise tolerance. Цифровые схемы наложены на шум 100 ~ 200mv, не влияет на их работу. If the AB line in the figure is an analog signal, Такие помехи недопустимы. For example, Если печатная плата, одна из них большая площадь земли, or a double-sided board, когда задняя сторона сигнальной линии приземляется с большой площадью, the cross-interference between such signals will become smaller. причина в том, что большое заземление снижает характеристическое сопротивление линии сигнала, и отражение сигнала в конце D значительно уменьшилось. The characteristic impedance is inversely proportional to the square of the dielectric constant of the medium between the signal line and the ground, прямое отношение к толщине диэлектрика. Если линия ав - аналоговый сигнал, to avoid the interference of the digital circuit signal line CD to AB, поверхность под линией ав, and the distance from the AB line to the CD line should be greater than 2~3 times the distance between the AB line and the ground. Используемая часть экранирования, and ground wires are arranged on the left and right sides of the lead on the side with the lead junction.

(4) Reduce the noise from the power supply While supplying energy to the system, Источник также добавляет шум к источнику питания. The reset line, линия прерывания, and other control lines of the microcontroller in the circuit are easily disturbed by external noise. фазовращательная фазовращающая, and even in battery-powered systems, сама батарея высокая частота noise. аналоговый сигнал в цепи более восприимчив к помехам от источника.

(5) Pay attention to the высокая частота characteristics of printed circuit boards and components. В случае высокой частоты, the leads, vias, resistors, capacitors, and distributed inductance and capacitance of connectors on the printed circuit board cannot be ignored. распределенная индуктивность конденсатора нельзя игнорировать, and the distributed capacitance of the inductor cannot be ignored. сопротивление будет отражать высокая частота signal, распределенная емкость проводов сработает. When the length is greater than 1/частота шумов соответствует длине волны 20, an antenna effect will occur, шум пройдет по проводам.. The vias of the printed circuit board cause a capacitance of about 0.6pf. The packaging material of an integrated circuit itself introduces 2~6pf capacitance. разъем на платы с распределенной индуктивностью 520nH. A double row straight 24-pin integrated circuit holder, вводится распределенная индуктивность 4 ~ 18nH. These small distribution parameters are negligible for this line of microcontroller systems at lower frequencies; special attention must be paid to high-speed systems.

(6) The arrangement of components should be reasonably partitioned. The position of the components arranged on the printed circuit board should be fully considered against electromagnetic interference. один из принципов заключается в том, что провод между сборками должен быть как можно короче. In the layout, блок аналоговых сигналов, the high-speed digital circuit part, and the noise source part (such as relays, high-current switches, etc.) should be reasonably separated, Поэтому сигнал между ними. Handle the ground wire on the printed circuit board, важное значение имеют линии электропитания и заземления. To overcome electromagnetic interference, Основным средством является заземление. двусторонняя панель, the ground wire layout is very particular. одноточечный способ приземления, the power supply and the ground are connected to the printed circuit board from both ends of the power supply, контакт используется для питания, контакт используется для заземления. On the printed circuit board, заземление по нескольким контурам, and these will be gathered on the contact of the return power supply, Это называется одноточечное приземление. так называемый аналоговый отрыв, digital ground, А заземление большой мощности означает, что провода разделены, and all of them are brought together to this grounding point. сигнал при соединении с непечатной схемой, экранированный кабель. For high frequency and digital signals, торцевое заземление экранированного кабеля. Shielded cables for low-frequency analog signals should be grounded at one end. схемы, очень чувствительные к шумам и помехам или особенно чувствительные к шумам и помехам высокая частота PCB board noise should be shielded with a metal cover.