Carte PCBest une carte de circuit imprimé sur laquelle les composants électroniques sont placés et ont un câblage. Impression des fils anti-corrosion sur des substrats plaqués en cuivre, gravure et rinçage des fils. Le principe de travail d'une carte de circuit imprimé consiste à utiliser le matériau d'isolation du substrat pour isoler la couche conductrice de la feuille de cuivre à la surface, afin que le courant puisse se propager à travers divers composants le long de la route conçue, atteignant ainsi des fonctions telles que l'opération, Amplification, atténuation, modulation, démodulation et codage.
1, Connaissances liées aux condensateurs:
Les condensateurs électrolytiques en aluminium ont une grande capacité et une tension élevée, mais ont une mauvaise adaptabilité aux environnements de température de travail, ce qui les rend adaptés aux applications de filtrage à basse fréquence;
Les condensateurs de tantale ont de bonnes caractéristiques de température, des ESR et des ESL faibles et de bonnes caractéristiques de filtrage à haute fréquence, mais leur capacité à résister aux courants de surtension n'est pas bonne. Ils sont généralement conçus avec une dérivation de 50% ou plus pour une utilisation;
Les condensateurs en céramique présentent des avantages tels que la petite taille, le prix bas et la bonne stabilité. Largement utilisé pour le filtrage à haute fréquence en alimentation, avec une petite capacité. Lorsque des condensateurs de grande capacité sont nécessaires, d'autres types de condensateurs doivent être pris en compte.
Le découplage des condensateurs a le problème du rayon de découplage: plus le condensateur et l'emballage sont petits, plus le rayon de découplage est petit. Dans la disposition des PCB, pour garantir un découplage efficace de l'alimentation électrique par de petits paquets et condensateurs, les condensateurs doivent être placés aussi près que possible des épingles d'alimentation de découplage; Plus la valeur et l'emballage de capacité sont importants, plus le rayon de découplage est grand, qui peut efficacement découpler l'alimentation sur une zone plus grande. Lors de la mise en place d'un grand paquet et des condensateurs de découplage de grande valeur, il est possible de contrôler simultanément le découplage de plusieurs broches de puissance.
2. Connaissances liées à l'inductance:
Les caractéristiques de l'inductance dans la conception des circuits comprennent principalement: filtrant les harmoniques à haute fréquence, le passage DC et le blocage AC; Entraver les modifications du courant et maintenir la stabilité du courant de fonctionnement de l'appareil.
Les paramètres d'inductance qui doivent être vérifiés lors de la sélection d'une inductance comprennent la valeur d'inductance, la résistance CC, le courant nominal et la fréquence d'auto-résonance (la fréquence avec la valeur Q la plus élevée)
Plus la valeur d'inductance est grande, plus la résistance CC correspondante est élevée; Plus la valeur d'inductance est grande, plus la fréquence de résonance correspondante est faible; Plus la valeur d'inductance est grande, plus le courant nominal correspondant est petit.
3. Connaissances des perles magnétiques:
Les perles magnétiques sont spécifiquement conçues pour supprimer le bruit à haute fréquence et les interférences de pointes sur les lignes de signal et électriques, tout en ayant la capacité d'absorber les impulsions électrostatiques.
Au-dessous de la fréquence du point tournant, les billes magnétiques présentent une sensibilité et refléter le bruit; Au-dessus de la fréquence de tournant, les billes magnétiques présentent une résistance, l'absorbant le bruit et la convertir en énergie thermique.
La différence entre les inductances et les billes magnétiques:
(1) La façon de gérer le bruit est différente. L'inductance et la capacité forment un circuit de filtrage passe-bas LC. Le condensateur établit un chemin à faible impédance entre l'inductance et le sol, permettant à un bruit à haute fréquence d'être guidé vers le plan de sol à travers le chemin à faible impédance. Dans les circuits de filtrage passe-bas LC, les inductances ne suppriment pas fondamentalement le bruit lorsqu'ils y sont traités; La méthode de traitement des billes magnétiques pour le bruit est qu'à basse fréquence, les billes magnétiques sont inductives et reflètent le bruit, tandis qu'à haute fréquence, la caractéristique de résistance est la caractéristique principale. La résistance dans les billes magnétiques absorbe le bruit à haute fréquence et la convertit en énergie thermique, qui peut fondamentalement éliminer le bruit.
(2) Cela a-t-il des effets néfastes en soi. Lorsqu'un circuit de filtre LC est composé d'inductance et de capacité, en raison du fait que LC est un composant de stockage d'énergie, les deux peuvent subir l'excitation de soi, qui peut avoir un impact sur le circuit; Les perles magnétiques sont des composants consommateurs d'énergie qui ne s'excitent pas et n'affectent pas le circuit. L'effet de l'apporter du bruit.
(3) La plage de fréquences de filtrage varie. Lorsque l'inductance ne dépasse pas 50 MHz dans la plage de faible fréquence, il a de bonnes caractéristiques de filtrage. Lorsque la fréquence est élevée, l'effet de filtrage n'est pas bon; Et les billes magnétiques utilisent leurs caractéristiques de résistance pour absorber le bruit à haute fréquence, filtrant une plage de fréquence beaucoup plus grande que les billes magnétiques.
(4) La chute de tension en courant continu de l'appareil est différente. Les inductances et les billes magnétiques ont une résistance à DC. Pour les filtres du même niveau, la résistance DC des billes magnétiques est plus petite que celle des inductances, et la chute de tension des billes magnétiques est également plus petite que celle des inductances du même niveau.
4. Décharge électrostatique
Lors de la conception de PCB, la protection ESD doit être prise en compte et le câblage doit suivre les directions horizontales et verticales. Si l'espace le permet, le câblage doit être aussi épais que possible; Ne placez pas les signaux sensibles au bruit tels que les signaux d'horloge, les signaux de réinitialisation, etc. sur les bords du PCB; Lorsque le PCB est composé de plusieurs couches, les traces sensibles devraient avoir un bon plan de sol de référence autant que possible; Pour les filtres, les optocoupleurs, le routage de signal faible, etc., l'espacement de routage doit être augmenté autant que possible; Les traces à longue distance doivent être filtrées; Selon la protection contre l'ESD, les couvertures de blindage doivent être ajoutées de manière appropriée.
L'interface ESD et la protection peuvent suivre les règles de conception suivantes:
(1) L'ordre général de disposition des composants de protection contre la foudre dans les alimentations est les varistations, les fusibles, les diodes de suppression, les filtres EMI, les inductances ou les inductances en mode commun. Si l'un des composants ci-dessus manque dans le schéma, la mise en page sera reportée en conséquence.
(2) L'ordre de disposition générale des dispositifs de protection du signal d'interface est ESD (tube TVS), transformateur d'isolement, inducteur de mode commun, condensateur et résistance. Si l'un des composants ci-dessus manque dans le schéma, la mise en page sera reportée.
(3) suivre strictement la séquence du diagramme schématique; Arrangement de première ligne
(4) La puce de conversion de niveau doit être placée près du connecteur.
(5) Les dispositifs susceptibles de l'interférence ESD, tels que les NMOS et les dispositifs CMOS, devraient être situés le plus loin possible des zones susceptibles d'ingérence ESD (comme le bord d'une seule planche).
(6) Les lignes de signal correspondant à des dispositifs de suppression de surtension (tubes TVS, varistations) doivent être courts et avoir une surface rugueuse (généralement à une distance de plus de 10 mil)
(7) Le câblage entre différentes interfaces doit être clair et ne pas se croiser. La distance entre le câble d'interface et le dispositif de filtrage de protection connecté doit être aussi courte que possible. Le câble d'interface doit passer par des dispositifs de protection ou de filtrage avant d'atteindre la puce de réception du signal.
(8) Le trou fixe du dispositif d'interface doit être connecté à la masse de protection, et le trou de positionnement et la clé connectés au boîtier doivent être directement connectés à la masse du signal.
(9) Les signaux d'entrée et de sortie des transformateurs, optocoupleurs et autres appareils doivent être séparés.
5. Traitement de dissipation de chaleur PCB
Certains appareils avec une génération de chaleur élevée ont généralement des coussinets de dissipation de chaleur dédiés, et des vias appropriés doivent être ajoutés aux coussinets de dissipation thermique.
6. Cadre de la carte PCB
Qu'il s'agisse de disposition, de câblage ou de placage en cuivre sur le plan intérieur, il doit retirer une certaine distance par rapport au cadre de la carte. La taille de la cavité de retrait peut être sélectionnée en fonction des exigences de conception. Sauf indication contraire, lors de la collation du cuivre, le cadre de la carte correspondant doit être rétracté par 0. 5. MM peut le faire.
Pour unplanche à quatre couchesConception, si les deux couches du milieu sont la couche de puissance et la couche de sol, l'indentation doit être réglée pour réduire le rayonnement électromagnétique.
Dans la conception réelle des PCB, il existe principalement deux types de modèles de routage: les lignes microrubanes et les lignes de bande. Les lignes de microruban sont des lignes de signal qui fonctionnent sur la couche supérieure ou inférieure d'une carte de circuit imprimé, tandis que les lignes de bande sont des lignes de signal qui fonctionnent sur la couche intérieure de la carte de circuit imprimé.
Les lignes serpentines peuvent endommager la qualité du signal et altérer le retard de transmission, ils doivent donc être évités autant que possible pendant le câblage. Cependant, dans la conception pratique, afin de s'assurer que le signal a un temps de maintien suffisant ou pour réduire le décalage du temps entre le même ensemble de signaux, un enroulement délibéré est souvent nécessaire. Lorsque les signaux sont transmis sur une ligne serpentine, le couplage se produit entre les segments parallèles sous la forme de mode différentiel. Plus le s est petit, plus le LP est grand et plus le degré de couplage est grand, ce qui peut entraîner une diminution du retard de transmission et réduire considérablement la qualité du signal.
Plusieurs suggestions pour manipuler les lignes serpentines:
(1) Essayez autant que possible la distance (s) entre les segments de ligne parallèle, au moins plus que 3H, où H fait référence à la distance de la ligne de signal au plan de référence. Autrement dit, cela signifie prendre un grand tour. Tant que S est suffisamment grand, l'effet de couplage mutuel peut être presque complètement évité.
(2) Réduire la longueur de couplage LP. Lorsque le double retard de LP s'approche ou dépasse le temps de montée du signal, la diaphonie résultante atteindra la saturation.
(3) Le retard de transmission du signal causé par des lignes serpentines de lignes de bande ou de lignes microruban enfouies est plus petite que celle des lignes microrubanes. En théorie, les lignes de bande n'affecteront pas le taux de transmission en raison de la diaphonie en mode différentiel.
(4) Pour les lignes de signal à grande vitesse et les exigences de synchronisation strictes, essayez de ne pas suivre les lignes serpentines, en particulier dans les petites zones.
(5) Si l'espace le permet, tout angle de câblage serpentin peut être utilisé pour réduire efficacement le couplage mutuel.
(6) dansPCB à grande vitesseLes lignes de conception, serpentine n'ont pas de capacités de filtrage ou d'anti-interférence, et peuvent seulement réduire la qualité du signal, elles ne sont donc utilisées que pour la correspondance du synchronisation et n'ont aucun autre objectif
(7) Le routage en spirale peut parfois être pris en compte pour l'enroulement, et la simulation montre que son effet est meilleur que le routage serpentin ordinaire.
(8) L'angle de la ligne serpentine est de 45 degrés; Coin ou filet.
Sur la carte de circuit imprimé PCB la plus basique, les pièces sont essentiellement regroupées d'un côté et les fils sont regroupés de l'autre côté. Ce PCB est appelé un seul panneau car les fils n'existent que d'un côté. Les cartes multicouches, où plusieurs couches ont des fils, doivent avoir des connexions de circuit correctes entre les deux couches. Le pont entre les circuits est appelé via. Le processus de conception de base d'une carte de circuit imprimé peut être divisé en quatre étapes suivantes:
(1) Conception schématique du circuit - La conception schématique du circuit utilise principalement un éditeur schématique pour dessiner des diagrammes schématiques.
(2) Générer le rapport réseau et Dash & mdash; Rapport réseau: afficher les principes du circuit et les relations de connexion de divers composants dans le circuit. Il s'agit du pont et du lien entre la conception schématique et la conception de la carte de circuit imprimé. Grâce au rapport réseau du schéma du circuit, les connexions entre les composants peuvent être rapidement trouvées, offrant une commodité à la conception future des PCB.
(3) Conception de la carte de circuit imprimé - La conception de la carte de circuit imprimé est ce que nous appelons habituellement la conception de PCB, qui est la forme finale de schémas de circuits de conversion. Cette conception est plus difficile que la conception d'un schéma de circuit. Nous pouvons utiliser de puissantes fonctionnalités de conception pour compléter cette partie de la conception.
(4) Générer le rapport de la carte de circuit imprimé & Dash & mdash; Après l'achèvement de la conception de la carte de circuit imprimé, il y a un dernier processus à terminer, qui consiste à générer des rapports: rapport d'informations sur la carte de circuit imprimé, générer des rapports de broches, des rapports d'état du réseau, etc., et enfin imprimer le schéma de circuit.