Σχεδιασμός ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB)

Τυπωμένου κυκλώματος (PCB) είναι η υποστήριξη εξαρτημάτων κυκλώματος και εξαρτημάτων σε ηλεκτρονικά προϊόντα. Παρέχει την ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ εξαρτημάτων και εξαρτημάτων κυκλώματος. Είναι το πιο βασικό συστατικό του διαφόρου ηλεκτρονικού εξοπλισμού και η απόδοσή του σχετίζεται άμεσα με την ποιότητα του ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Με την ανάπτυξη της κοινωνίας της πληροφορίας, όλα τα είδη ηλεκτρονικών προϊόντων συχνά συνεργάζονται και η παρεμβολή μεταξύ τους γίνεται όλο και πιο σοβαρή. Επομένως, η ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα γίνεται το κλειδί για την κανονική λειτουργία ενός ηλεκτρονικού συστήματος. Ομοίως, με την ανάπτυξη της ηλεκτρικής τεχνολογίας, η πυκνότητα των PCB γίνεται όλο και μεγαλύτερη. Η ποιότητα του σχεδιασμού PCB έχει μεγάλη επίδραση στην παρεμβολή και την ικανότητα αντιεμβολής του κυκλώματος. Εκτός από την επιλογή εξαρτημάτων και σχεδιασμού κυκλώματος, η καλή καλωδίωση PCB είναι επίσης ένας πολύ σημαντικός παράγοντας στην ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα για βέλτιστη απόδοση των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.

ipcb

Δεδομένου ότι το PCB είναι εγγενές συστατικό του συστήματος, η ενίσχυση της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας στην καλωδίωση του PCB δεν συνεπάγεται επιπλέον κόστος για την ολοκλήρωση του τελικού προϊόντος. Ωστόσο, στο σχεδιασμό του πίνακα τυπωμένων κυκλωμάτων, οι σχεδιαστές προϊόντων συχνά δίνουν προσοχή μόνο στη βελτίωση της πυκνότητας, στη μείωση της κατάληψης χώρου, στην απλή παραγωγή ή στην επιδίωξη μιας όμορφης, ομοιόμορφης διάταξης, αγνοώντας τον αντίκτυπο της διάταξης κυκλώματος στην ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα, έτσι ώστε ένα μεγάλο αριθμός σημάτων ακτινοβολίας στο χώρο για να σχηματίσει παρενόχληση. Μια κακή καλωδίωση PCB μπορεί να προκαλέσει περισσότερα προβλήματα emc από ό, τι μπορεί να εξαλείψει. Σε πολλές περιπτώσεις, ακόμη και η προσθήκη φίλτρων και εξαρτημάτων δεν λύνει αυτά τα προβλήματα. Τελικά, ολόκληρος ο πίνακας έπρεπε να επανασυνδεθεί. Επομένως, η ανάπτυξη καλών συνηθειών καλωδίωσης PCB είναι ο πιο οικονομικά αποδοτικός τρόπος για να ξεκινήσετε.

Ένα πράγμα που πρέπει να σημειωθεί είναι ότι δεν υπάρχουν αυστηροί κανόνες για την καλωδίωση PCB και δεν υπάρχουν συγκεκριμένοι κανόνες που να καλύπτουν όλες τις καλωδιώσεις PCB. Οι περισσότερες καλωδιώσεις PCB περιορίζονται από το μέγεθος της πλακέτας κυκλώματος και τον αριθμό των στρωμάτων με επίστρωση χαλκού. Ορισμένες τεχνικές καλωδίωσης που μπορούν να εφαρμοστούν σε ένα κύκλωμα αλλά όχι σε άλλο εξαρτώνται από την εμπειρία του μηχανικού καλωδίωσης. Υπάρχουν, ωστόσο, ορισμένοι γενικοί κανόνες, οι οποίοι θα συζητηθούν παρακάτω.

Για καλή ποιότητα σχεδιασμού. Το PCB με χαμηλό κόστος θα πρέπει να ακολουθεί τις ακόλουθες γενικές αρχές:

2. Διάταξη εξαρτημάτων στο PCB

Πρώτα απ ‘όλα, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη το μέγεθος του PCB είναι πολύ μεγάλο. Όταν το μέγεθος του PCB είναι πολύ μεγάλο, η εκτυπωμένη γραμμή είναι μεγάλη, η σύνθετη αντίσταση αυξάνεται, η δυνατότητα θορύβου μειώνεται και το κόστος αυξάνεται. Πολύ μικρή, η διάχυση θερμότητας δεν είναι καλή και οι παρακείμενες γραμμές είναι ευαίσθητες σε παρεμβολές. Αφού καθορίσετε το μέγεθος του PCB. Στη συνέχεια, εντοπίστε τα ειδικά εξαρτήματα. Τέλος, σύμφωνα με τη λειτουργική μονάδα του κυκλώματος, παρατίθενται όλα τα στοιχεία του κυκλώματος.

Digitalηφιακό κύκλωμα σε ηλεκτρονική συσκευή. Τα χαρακτηριστικά της διάταξης και της καλωδίωσης των εξαρτημάτων του αναλογικού κυκλώματος και του κυκλώματος ισχύος είναι διαφορετικά, παράγουν παρεμβολές και οι μέθοδοι καταστολής παρεμβολών είναι διαφορετικές. Επίσης υψηλή συχνότητα. Λόγω της διαφορετικής συχνότητας, η παρεμβολή κυκλώματος χαμηλής συχνότητας και η μέθοδος καταστολής παρεμβολών είναι διαφορετικές. Έτσι, στη διάταξη εξαρτημάτων, το ψηφιακό κύκλωμα πρέπει να είναι. Το αναλογικό κύκλωμα και το κύκλωμα τροφοδοσίας τοποθετούνται χωριστά για να διαχωρίσουν το κύκλωμα υψηλής συχνότητας από το κύκλωμα χαμηλής συχνότητας. Εάν υπάρχουν συνθήκες, θα πρέπει να απομονωθούν ή να μετατραπούν σε πλακέτα κυκλώματος ξεχωριστά. Επιπλέον, η διάταξη θα πρέπει επίσης να δίνει ιδιαίτερη προσοχή σε ισχυρά. Αδύναμη κατανομή της συσκευής σήματος και κατεύθυνση μετάδοσης σήματος.

Σε διάταξη τυπωμένου πίνακα υψηλής ταχύτητας. Για λογικά κυκλώματα μέσης και χαμηλής ταχύτητας, τα εξαρτήματα θα πρέπει να είναι διατεταγμένα με τον τρόπο που φαίνεται στο σχήμα 1-1.

Όπως και με άλλα λογικά κυκλώματα, τα εξαρτήματα πρέπει να τοποθετούνται όσο το δυνατόν πιο κοντά το ένα στο άλλο, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται καλύτερο αποτέλεσμα θορύβου. Η θέση των εξαρτημάτων στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος πρέπει να λαμβάνει πλήρως υπόψη το emi. Μία από τις αρχές είναι να διατηρούνται όσο το δυνατόν συντομότερα τα καλώδια μεταξύ των συστατικών. Όσον αφορά τη διάταξη, το τμήμα του αναλογικού σήματος, το τμήμα ψηφιακού κυκλώματος υψηλής ταχύτητας και το μέρος της πηγής θορύβου (όπως ρελέ, διακόπτης υψηλού ρεύματος κ.λπ.) πρέπει να διαχωρίζονται σωστά για να ελαχιστοποιείται η σύζευξη σήματος μεταξύ τους, όπως φαίνεται στο σχήμα 1 -②.

Γεννήτρια ρολογιού. Ο κρυσταλλικός ταλαντωτής και η είσοδος ρολογιού CPU είναι επιρρεπείς σε θόρυβο, ώστε να είναι πιο κοντά ο ένας στον άλλο. Θορυβώδεις συσκευές. Κύκλωμα χαμηλού ρεύματος. Τα μεγάλα κυκλώματα ρεύματος πρέπει να διατηρούνται μακριά από λογικά κυκλώματα στο μέτρο του δυνατού. Είναι σημαντικό να φτιάξετε μια ξεχωριστή πλακέτα κυκλώματος εάν είναι δυνατόν.

2.1 Πρέπει να τηρούνται οι ακόλουθες αρχές κατά τον προσδιορισμό της θέσης των ειδικών εξαρτημάτων: (1) Συντομεύστε τη σύνδεση μεταξύ εξαρτημάτων υψηλής συχνότητας στο μέτρο του δυνατού και προσπαθήστε να μειώσετε τις παραμέτρους κατανομής και τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές μεταξύ τους. Τα εξαρτήματα που διαταράσσονται εύκολα δεν πρέπει να βρίσκονται πολύ κοντά μεταξύ τους και τα στοιχεία εισόδου και εξόδου πρέπει να βρίσκονται όσο το δυνατόν πιο μακριά.

(2) Ενδέχεται να υπάρχει μεγάλη διαφορά δυναμικού μεταξύ ορισμένων εξαρτημάτων ή καλωδίων, επομένως η απόσταση μεταξύ τους θα πρέπει να αυξηθεί για να αποφευχθεί τυχαίο βραχυκύκλωμα που προκαλείται από την εκφόρτιση. Τα εξαρτήματα με υψηλή τάση πρέπει να τοποθετούνται στο μέτρο του δυνατού σε μέρη που δεν είναι εύκολα προσβάσιμα με το χέρι κατά τον εντοπισμό σφαλμάτων.

(3) Συστατικά των οποίων το βάρος υπερβαίνει τα 15g. Θα πρέπει να στερεωθεί και στη συνέχεια να συγκολληθεί. Αυτά είναι μεγάλα και βαριά. Τα εξαρτήματα με υψηλή θερμογόνο δύναμη δεν πρέπει να εγκαθίστανται στον εκτυπωμένο πίνακα, αλλά στο πλαίσιο ολόκληρου του μηχανήματος και πρέπει να εξεταστεί το πρόβλημα της διάχυσης της θερμότητας. Τα θερμικά στοιχεία πρέπει να διατηρούνται μακριά από θερμαντικά στοιχεία.

(4) για ποτενσιόμετρο. Ρυθμιζόμενο πηνίο επαγωγέα. Μεταβλητός πυκνωτής. Η διάταξη των ρυθμιζόμενων εξαρτημάτων όπως ο μικροδιακόπτης θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη τις δομικές απαιτήσεις ολόκληρου του μηχανήματος. Εάν το μηχάνημα προσαρμόζεται, θα πρέπει να τοποθετηθεί στον εκτυπωμένο πίνακα παραπάνω για να προσαρμόσετε εύκολα τον τόπο. Εάν το μηχάνημα έχει ρυθμιστεί έξω, η θέση του θα πρέπει να προσαρμοστεί στη θέση του κουμπιού ρύθμισης στο πλαίσιο του πλαισίου.

(5) Η θέση που καταλαμβάνει η οπή τοποθέτησης και το στήριγμα στερέωσης της τυπωμένης πλακέτας πρέπει να παραμεριστεί.

2.2 Η διάταξη όλων των εξαρτημάτων του κυκλώματος σύμφωνα με τις λειτουργικές μονάδες του κυκλώματος πρέπει να συμμορφώνεται με τις ακόλουθες αρχές:

(1) Τακτοποιήστε τη θέση κάθε λειτουργικής μονάδας κυκλώματος σύμφωνα με τη διαδικασία του κυκλώματος, έτσι ώστε η διάταξη να είναι βολική για ροή σήματος και το σήμα να διατηρεί την ίδια κατεύθυνση στο μέτρο του δυνατού.

(2) Στα βασικά στοιχεία κάθε λειτουργικού κυκλώματος ως κέντρο, γύρω από αυτό για να πραγματοποιήσετε τη διάταξη. Τα εξαρτήματα πρέπει να είναι ομοιόμορφα. Και τακτοποιημένο. Συμπαγής διάταξη στο PCB για ελαχιστοποίηση και συντόμευση των αγωγών και των συνδέσεων μεταξύ των εξαρτημάτων. (3) Για κυκλώματα που λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι κατανεμημένες παράμετροι μεταξύ των εξαρτημάτων. Σε γενικά κυκλώματα, τα εξαρτήματα πρέπει να διατάσσονται παράλληλα όσο το δυνατόν περισσότερο. Με αυτόν τον τρόπο, όχι μόνο όμορφη και εύκολη στην εγκατάσταση συγκόλλησης, εύκολη στη μαζική παραγωγή.

(4) Εξαρτήματα που βρίσκονται στην άκρη της πλακέτας κυκλώματος, γενικά τουλάχιστον 2 mm από την άκρη της πλακέτας κυκλώματος. Το καλύτερο σχήμα μιας πλακέτας κυκλώματος είναι ένα ορθογώνιο. Αναλογία μήκους προς πλάτος 3: 2 ή 4: 3. Το μέγεθος της πλακέτας κυκλώματος είναι μεγαλύτερο από 200x150mm. Πρέπει να ληφθεί υπόψη η μηχανική αντοχή της πλακέτας κυκλώματος.

2.3 Γενικές απαιτήσεις διάταξης για εξαρτήματα PCB:

Τα στοιχεία κυκλώματος και οι διαδρομές σήματος πρέπει να σχεδιαστούν για να ελαχιστοποιηθεί η σύζευξη ανεπιθύμητων σημάτων:

(1) Το κανάλι χαμηλού ηλεκτρονικού σήματος δεν πρέπει να είναι κοντά στο κανάλι σήματος υψηλού επιπέδου και στη γραμμή ισχύος χωρίς φιλτράρισμα, συμπεριλαμβανομένου του κυκλώματος που μπορεί να παράγει παροδική διαδικασία.

(2) Διαχωρίστε το αναλογικό κύκλωμα χαμηλού επιπέδου από το ψηφιακό κύκλωμα για να αποφύγετε το αναλογικό κύκλωμα. Το ψηφιακό κύκλωμα και ο κοινός βρόχος της τροφοδοσίας παράγουν κοινή σύζευξη σύνθετης αντίστασης.

(3) υψηλό. Στο. Τα λογικά κυκλώματα χαμηλής ταχύτητας χρησιμοποιούν διαφορετικές περιοχές στο PCB.

(4) Το μήκος της γραμμής σήματος πρέπει να ελαχιστοποιείται όταν το κύκλωμα είναι διαμορφωμένο

(5) Βεβαιωθείτε ότι υπάρχουν γειτονικές πλάκες. Μεταξύ παρακείμενων στρωμάτων της ίδιας σανίδας. Μην έχετε υπερβολικά μεγάλα παράλληλα καλώδια σήματος μεταξύ γειτονικών καλωδίων στο ίδιο στρώμα.

(6) Το φίλτρο ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (EMI) πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στην πηγή EMI και να τοποθετείται στην ίδια πλακέτα κυκλώματος.

(7) Μετατροπέας DC/DC. Τα στοιχεία μεταγωγής και οι ανορθωτές πρέπει να τοποθετούνται όσο το δυνατόν πιο κοντά στον μετασχηματιστή για να ελαχιστοποιηθεί το μήκος των καλωδίων τους

(8) Τοποθετήστε το στοιχείο ρύθμισης τάσης και τον πυκνωτή φίλτρου όσο το δυνατόν πιο κοντά στη δίοδο ανορθωτή.

(9) Ο εκτυπωμένος πίνακας χωρίζεται ανάλογα με τα χαρακτηριστικά μεταγωγής συχνότητας και ρεύματος και το στοιχείο θορύβου και το στοιχείο μη θορύβου πρέπει να βρίσκονται πιο μακριά.

(10) Η καλωδίωση που είναι ευαίσθητη στο θόρυβο δεν πρέπει να είναι παράλληλη με τη γραμμή μεταγωγής υψηλής τάσης και υψηλής ταχύτητας.