PCB คือการสนับสนุนส่วนประกอบวงจรและส่วนประกอบในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ให้การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างองค์ประกอบวงจรและอุปกรณ์ ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีไฟฟ้า ความหนาแน่นของ PGB จึงสูงขึ้นเรื่อยๆ ความสามารถของการออกแบบ PCB เพื่อต้านทานการรบกวนทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมาก ดังนั้นในการออกแบบ PCB ต้องปฏิบัติตามหลักการทั่วไปของการออกแบบ PCB และต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของการออกแบบป้องกันการรบกวน

หลักการทั่วไปของการออกแบบ PCB

เลย์เอาต์ของส่วนประกอบและสายไฟมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพสูงสุดของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อคุณภาพการออกแบบที่ดี PCB ที่มีต้นทุนต่ำควรปฏิบัติตามหลักการทั่วไปดังต่อไปนี้:

1. เค้าโครง

ประการแรก จำเป็นต้องพิจารณาว่าขนาด PCB ใหญ่เกินไป เมื่อขนาด PCB ใหญ่เกินไป เส้นที่พิมพ์จะยาว อิมพีแดนซ์เพิ่มขึ้น ความสามารถในการป้องกันเสียงรบกวนลดลง และต้นทุนเพิ่มขึ้น เล็กเกินไปการกระจายความร้อนไม่ดีและเส้นที่อยู่ติดกันนั้นไวต่อการรบกวน หลังจากกำหนดขนาด PCB แล้ว จากนั้นค้นหาส่วนประกอบพิเศษ ในที่สุด ตามหน่วยการทำงานของวงจร ส่วนประกอบทั้งหมดของวงจรจะถูกจัดวาง

ปฏิบัติตามหลักการต่อไปนี้เมื่อกำหนดตำแหน่งของส่วนประกอบพิเศษ:

(1) ลดการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบความถี่สูงให้สั้นที่สุด และพยายามลดพารามิเตอร์การกระจายและการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างกัน ส่วนประกอบที่รบกวนได้ง่ายไม่ควรอยู่ใกล้กันมากเกินไป และส่วนประกอบอินพุตและเอาต์พุตควรอยู่ห่างจากกันมากที่สุด

(2) อาจมีความต่างศักย์สูงระหว่างส่วนประกอบหรือสายไฟบางอย่าง ดังนั้นควรเพิ่มระยะห่างระหว่างกันเพื่อหลีกเลี่ยงการลัดวงจรที่เกิดจากการคายประจุ ส่วนประกอบที่มีไฟฟ้าแรงสูงควรวางไว้ในที่ที่มือไม่สามารถเข้าถึงได้ง่ายในระหว่างการดีบัก

(3) ส่วนประกอบที่มีน้ำหนักเกิน 15 กรัม ควรค้ำยันแล้วเชื่อม เหล่านี้มีขนาดใหญ่และหนัก ไม่ควรติดตั้งส่วนประกอบที่มีค่าความร้อนสูงบนบอร์ดที่พิมพ์ แต่ควรติดตั้งบนแชสซีของตัวเครื่องทั้งหมด และควรพิจารณาถึงปัญหาการกระจายความร้อน องค์ประกอบความร้อนควรเก็บให้ห่างจากองค์ประกอบความร้อน

(4) สำหรับโพเทนชิออมิเตอร์ ขดลวดเหนี่ยวนำแบบปรับได้ ตัวเก็บประจุแบบแปรผัน เลย์เอาต์ของส่วนประกอบที่ปรับได้ เช่น ไมโครสวิตช์ ควรพิจารณาข้อกำหนดด้านโครงสร้างของเครื่องจักรทั้งหมด ถ้าปรับเครื่องควรวางบนบอร์ดพิมพ์ด้านบนง่ายต่อการปรับสถานที่; หากเครื่องถูกปรับภายนอก ตำแหน่งควรจะปรับให้เข้ากับตำแหน่งของปุ่มปรับบนแผงแชสซี

(5) ตำแหน่งที่ถูกครอบครองโดยรูกำหนดตำแหน่งและโครงยึดของคันโยกการพิมพ์ควรวางไว้ด้านข้าง

ตามหน่วยหน้าที่ของวงจร เค้าโครงของส่วนประกอบทั้งหมดของวงจรต้องเป็นไปตามหลักการดังต่อไปนี้:

(1) จัดตำแหน่งวงจรการทำงานแต่ละหน่วยตามกระบวนการของวงจร เพื่อให้รูปแบบสะดวกต่อการไหลของสัญญาณ และสัญญาณคงทิศทางเดียวกันให้ไกลที่สุด

(2) ให้ส่วนประกอบหลักของวงจรการทำงานแต่ละวงจรเป็นศูนย์กลาง รอบๆ เพื่อทำการจัดวาง ส่วนประกอบควรสม่ำเสมอ และเป็นระเบียบเรียบร้อย จัดเรียงอย่างแน่นหนาบน PCB ย่อให้เล็กสุดและย่อสายนำและการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบต่างๆ

(3) สำหรับวงจรที่ทำงานที่ความถี่สูง ควรพิจารณาพารามิเตอร์แบบกระจายระหว่างส่วนประกอบ ในวงจรทั่วไป ส่วนประกอบต่างๆ ควรจัดวางขนานกันให้มากที่สุด ด้วยวิธีนี้ไม่เพียงแต่สวยงามเท่านั้น และประกอบและเชื่อมได้ง่าย

(4) ส่วนประกอบที่อยู่บริเวณขอบแผงวงจร โดยทั่วไปห่างจากขอบแผงวงจรไม่น้อยกว่า 2 มม. รูปร่างที่ดีที่สุดของแผงวงจรคือสี่เหลี่ยมผืนผ้า อัตราส่วนความยาวต่อความกว้างคือ 3:20 และ 4:3 ขนาดของแผงวงจรมากกว่า 200×150 มม. ควรพิจารณาความแข็งแรงทางกลของแผงวงจร

2. การเดินสายไฟ

หลักการเดินสายไฟมีดังนี้:

(1) ควรหลีกเลี่ยงสายไฟขนานที่ขั้วอินพุตและเอาต์พุตให้มากที่สุด เป็นการดีกว่าที่จะเพิ่มสายกราวด์ระหว่างสายเพื่อหลีกเลี่ยงการป้อนกลับ

(2) ความกว้างขั้นต่ำของเส้นลวดพิมพ์ถูกกำหนดโดยส่วนใหญ่โดยความแข็งแรงการยึดเกาะระหว่างลวดและพื้นผิวที่เป็นฉนวนและค่ากระแสที่ไหลผ่านเหล่านั้น

เมื่อความหนาของฟอยล์ทองแดงคือ 0.05 มม. และความกว้างคือ 1 ~ 15 มม. สำหรับกระแสที่ไหลผ่าน 2A อุณหภูมิจะไม่สูงกว่า 3 ℃ ดังนั้นความกว้างของลวด 1.5 มม. สามารถตอบสนองความต้องการได้ สำหรับวงจรรวม โดยเฉพาะวงจรดิจิตอล มักจะเลือกความกว้างของสายไฟ 0.02~0.3 มม. แน่นอน ใช้เส้นให้กว้างที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยเฉพาะสายไฟและสายดิน

ระยะห่างขั้นต่ำของสายไฟส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยความต้านทานของฉนวนและแรงดันพังทลายระหว่างสายไฟในกรณีที่เลวร้ายที่สุด สำหรับวงจรรวม โดยเฉพาะวงจรดิจิตอล ตราบใดที่กระบวนการนี้เอื้ออำนวย ระยะห่างอาจเล็กเพียง 5~8 มม.

(3) ลวดดัดที่พิมพ์โดยทั่วไปจะใช้ส่วนโค้งแบบวงกลม และมุมขวาหรือมุมรวมในวงจรความถี่สูงจะส่งผลต่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้า นอกจากนี้ พยายามหลีกเลี่ยงการใช้ฟอยล์ทองแดงเป็นบริเวณกว้าง มิเช่นนั้น เมื่อถูกความร้อนเป็นเวลานาน ฟอยล์ทองแดงจะขยายตัวและหลุดออกได้ง่าย เมื่อต้องใช้ฟอยล์ทองแดงพื้นที่ขนาดใหญ่ ควรใช้ตะแกรง สิ่งนี้เอื้อต่อการกำจัดฟอยล์ทองแดงและพันธะของพื้นผิวระหว่างความร้อนที่เกิดจากก๊าซระเหย

3. แผ่นเชื่อม

รูตรงกลางของแผ่นรองควรมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางตะกั่วของอุปกรณ์เล็กน้อย แผ่นใหญ่เกินไปทำให้ง่ายต่อการเชื่อมเสมือน เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของแผ่นรอง D โดยทั่วไปไม่น้อยกว่า (D +1.2) มม. โดยที่ D คือช่องรับแสงตะกั่ว สำหรับวงจรดิจิตอลความหนาแน่นสูง เส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำของแผ่นรองเป็นที่ต้องการ (D +1.0)มม.

มาตรการป้องกันการรบกวนของ PCB และวงจร

การออกแบบป้องกันการรบกวนของแผงวงจรพิมพ์มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับวงจรเฉพาะ ต่อไปนี้เป็นเพียงมาตรการทั่วไปบางประการของการออกแบบป้องกันการรบกวนของ PCB ที่ได้อธิบายไว้

1. การออกแบบสายไฟ

ตามขนาดของแผงวงจรพิมพ์ในปัจจุบัน เท่าที่เป็นไปได้ที่จะเพิ่มความกว้างของสายไฟ ลดความต้านทานของวง ในเวลาเดียวกัน. ทำสายไฟ. ทิศทางของสายกราวด์นั้นสอดคล้องกับทิศทางของการส่งข้อมูล ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานเสียง

2. การออกแบบล็อต

หลักการออกแบบสายดินคือ

(1) กราวด์ดิจิตอลแยกจากกราวด์แอนะล็อก หากมีวงจรลอจิกและลิเนียร์อยู่บนแผงวงจร ให้แยกวงจรออกจากกันให้มากที่สุด กราวด์ของวงจรความถี่ต่ำควรใช้การต่อลงดินแบบขนานจุดเดียวให้มากที่สุด เมื่อการเดินสายจริงเป็นเรื่องยาก ส่วนหนึ่งของวงจรสามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรมแล้วต่อลงดินแบบขนานได้ วงจรความถี่สูงควรใช้การต่อสายดินแบบหลายจุด การต่อสายดินควรสั้นและเช่า องค์ประกอบความถี่สูงรอบๆ

(2) สายดินควรหนาที่สุด หากสายดินยาวมาก ศักยภาพในการต่อลงดินจะเปลี่ยนไปตามกระแส ทำให้ประสิทธิภาพการป้องกันเสียงรบกวนลดลง ดังนั้นสายดินควรหนาขึ้นเพื่อให้สามารถผ่านกระแสไฟที่อนุญาตได้สามเท่าบนบอร์ดที่พิมพ์ ถ้าเป็นไปได้ สายดินควรมีขนาดใหญ่กว่า 2 มม. ถึง 3 มม.

(3) สายกราวด์ประกอบเป็นวงปิด กระดานพิมพ์ส่วนใหญ่ที่ประกอบด้วยวงจรดิจิตอลเท่านั้นสามารถปรับปรุงความสามารถในการป้องกันเสียงรบกวนของวงจรกราวด์

3. การกำหนดค่าตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน

แนวทางปฏิบัติทั่วไปประการหนึ่งในการออกแบบ PCB คือการปรับใช้ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนที่เหมาะสมในแต่ละส่วนสำคัญของบอร์ดที่พิมพ์ หลักการกำหนดค่าทั่วไปของตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนคือ:

(1) ปลายอินพุตกำลังเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าขนาด 10 ~ 100uF ถ้าเป็นไปได้ ควรเชื่อมต่อ 100uF หรือสูงกว่านั้นดีกว่า

(2) โดยหลักการแล้ว ชิป IC แต่ละตัวควรติดตั้งตัวเก็บประจุเซรามิก 0.01pF หากพื้นที่บอร์ดที่พิมพ์ไม่เพียงพอ สามารถจัดเรียงตัวเก็บประจุ 1~10pF สำหรับทุกๆ 4~8 ชิปได้

(3) ความสามารถในการป้องกันเสียงรบกวนอ่อนแอ สำหรับอุปกรณ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงพลังงานมากระหว่างการปิดระบบ เช่น อุปกรณ์หน่วยความจำ RAM.ROM ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนควรเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างสายไฟและสายกราวด์ของชิป

(4) ตะกั่วของตัวเก็บประจุต้องไม่ยาวเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวเก็บประจุบายพาสความถี่สูงไม่สามารถมีตะกั่วได้ นอกจากนี้ ควรสังเกตสองจุดต่อไปนี้:

(1 มีคอนแทคเตอร์อยู่ในบอร์ดพิมพ์ รีเลย์. การปล่อยประกายไฟขนาดใหญ่จะถูกสร้างขึ้นเมื่อใช้งานปุ่มและส่วนประกอบอื่น ๆ และต้องใช้วงจร RC ที่แสดงในรูปวาดที่แนบมาเพื่อดูดซับกระแสไฟที่ปล่อยออกมา โดยทั่วไป R คือ 1~2K และ C คือ 2.2~47UF

อิมพีแดนซ์อินพุตของ 2CMOS สูงและไวมาก ดังนั้นปลายที่ไม่ได้ใช้ควรต่อสายดินหรือเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟบวก