Papan PCBadalah papan litar bercetak di mana komponen elektronik diletakkan dan mempunyai pendawaian. Percetakan wayar anti-karat pada substrat bersalut tembaga, etsa dan membilas wayar. Prinsip kerja papan litar adalah menggunakan bahan penebat substrat untuk mengasingkan lapisan konduktif foil tembaga di permukaan, supaya arus dapat menyebarkan melalui pelbagai komponen di sepanjang laluan yang direka, dengan itu mencapai fungsi seperti operasi, Penguatan, pelemahan, modulasi, demodulasi, dan pengekodan.
1, pengetahuan yang berkaitan dengan kapasitor:
Kapasitor elektrolitik aluminium mempunyai kapasiti yang besar dan voltan yang tinggi, tetapi mempunyai kesesuaian yang lemah untuk persekitaran suhu kerja, menjadikannya sesuai untuk aplikasi penapisan frekuensi rendah;
Kapasitor Tantalum mempunyai ciri-ciri suhu yang baik, ESR dan ESL yang rendah, dan ciri-ciri penapisan frekuensi tinggi yang baik, tetapi keupayaan mereka untuk menahan arus lonjakan tidak baik. Mereka biasanya direka dengan 50% atau lebih derating untuk digunakan;
Kapasitor seramik mempunyai kelebihan seperti saiz kecil, harga yang rendah, dan kestabilan yang baik. Digunakan secara meluas untuk penapisan frekuensi tinggi dalam bekalan kuasa, dengan kapasitans kecil. Apabila kapasitor kapasiti besar diperlukan, jenis kapasitor lain perlu dipertimbangkan.
Decoupling kapasitor mempunyai masalah radius decoupling: semakin kecil kapasitor dan pakej, semakin kecil radius decoupling. Dalam susun atur PCB, untuk memastikan decoupling bekalan kuasa yang berkesan oleh pakej kecil dan kapasitor, kapasitor harus diletakkan sedekat mungkin ke pin bekalan kuasa decoupling; Semakin besar nilai kapasitans dan pembungkusan, semakin besar jejari decoupling, yang secara efektif dapat memecahkan bekalan kuasa di kawasan yang lebih besar. Apabila meletakkan pakej besar dan kapasitor decoupling bernilai tinggi, adalah mungkin untuk mengawal secara serentak decoupling pelbagai pin kuasa.
2. Pengetahuan berkaitan induktansi:
Ciri-ciri induktansi dalam reka bentuk litar terutamanya termasuk: menapis harmonik frekuensi tinggi, lulus DC dan menyekat AC; Menghalang perubahan semasa dan mengekalkan kestabilan peranti operasi semasa.
Parameter induktansi yang perlu diperiksa apabila memilih induktor termasuk nilai induktansi, rintangan DC, arus yang diberi nilai, dan kekerapan resonan diri (kekerapan dengan nilai Q tertinggi)
Semakin besar nilai induktansi, semakin tinggi rintangan DC yang sepadan; Semakin besar nilai induktansi, semakin rendah kekerapan resonan yang sepadan; Semakin besar nilai induktansi, semakin kecil arus yang dinilai bersama.
3. Pengetahuan manik magnet:
Manik magnet direka khusus untuk menindas bunyi frekuensi tinggi dan gangguan spike pada isyarat dan garis kuasa, sementara juga mempunyai keupayaan untuk menyerap denyutan elektrostatik.
Di bawah kekerapan titik perubahan, manik magnet mempamerkan kepekaan dan mencerminkan bunyi bising; Di atas kekerapan titik perubahan, manik magnet mempamerkan rintangan, menyerap bunyi dan menukarnya menjadi tenaga terma.
Perbezaan antara induktor dan manik magnet:
(1) Cara berurusan dengan bunyi bising adalah berbeza. Induktansi dan kapasitans membentuk litar penapisan rendah LC. Kapasitor menetapkan laluan impedans yang rendah antara induktor dan tanah, yang membolehkan bunyi frekuensi tinggi dipandu ke satah tanah melalui laluan impedans yang rendah. Dalam litar penapisan rendah LC, induktor tidak secara asasnya mengeluarkan bunyi bising apabila berurusan dengannya; Kaedah pemprosesan manik magnet untuk bunyi bising ialah pada frekuensi rendah, manik magnet adalah induktif dan mencerminkan bunyi bising, manakala pada frekuensi tinggi, ciri rintangan adalah ciri utama. Rintangan dalam manik magnet menyerap bunyi frekuensi tinggi dan menukarkannya menjadi tenaga haba, yang secara asasnya dapat menghapuskan bunyi.
(2) Adakah ia mempunyai kesan berbahaya sendiri. Apabila litar penapis LC terdiri daripada induktansi dan kapasitans, disebabkan oleh fakta bahawa LC adalah komponen penyimpanan tenaga, kedua -duanya mungkin mengalami pengujaan diri, yang boleh memberi impak kepada litar; Manik magnet adalah komponen memakan tenaga yang tidak merangsang diri dan tidak menjejaskan litar. Kesan membawa bunyi.
(3) Julat frekuensi penapisan berbeza -beza. Apabila induktansi tidak melebihi 50MHz dalam julat frekuensi rendah, ia mempunyai ciri penapisan yang baik. Apabila kekerapan tinggi, kesan penapisan tidak baik; Dan manik magnet menggunakan ciri-ciri rintangan mereka untuk menyerap bunyi frekuensi tinggi, menapis julat frekuensi yang jauh lebih besar daripada manik magnet.
(4) Penurunan voltan DC peranti berbeza. Kedua -dua induktor dan manik magnet mempunyai rintangan DC. Untuk penapis tahap yang sama, rintangan DC manik magnet lebih kecil daripada induktor, dan penurunan voltan manik magnet juga lebih kecil daripada induktor tahap yang sama.
4. Pelepasan Elektrostatik
Apabila merancang PCB, perlindungan ESD perlu dipertimbangkan, dan pendawaian harus mengikuti kedua -dua arah mendatar dan menegak. Jika ruang membenarkan, pendawaian sepatutnya setebal mungkin; Jangan letakkan isyarat sensitif bunyi seperti isyarat jam, isyarat semula, dan lain -lain di tepi PCB; Apabila PCB terdiri daripada pelbagai lapisan, jejak sensitif harus mempunyai satah tanah rujukan yang baik sebanyak mungkin; Bagi penapis, optocouplers, penghalaan isyarat lemah, dan lain -lain, jarak penghalaan perlu ditingkatkan sebanyak mungkin; Jejak jarak jauh perlu ditapis; Menurut perlindungan terhadap ESD, penutup pelindung hendaklah ditambah dengan sewajarnya.
Antara muka dan perlindungan ESD boleh mengikuti peraturan reka bentuk berikut:
(1) Urutan umum susunan komponen perlindungan kilat dalam bekalan kuasa adalah varistor, fius, diod penindasan, penapis EMI, induktor, atau induktor mod biasa. Jika mana -mana komponen di atas hilang dalam skema, susun atur akan ditangguhkan dengan sewajarnya.
(2) Perintah Pengaturan Umum Peranti Perlindungan Isyarat Antara Muka adalah ESD (tiub TVS), pengubah pengasingan, induktor mod biasa, kapasitor, dan perintang. Jika mana -mana komponen di atas hilang dalam skema, susun atur akan ditangguhkan.
(3) ketat mengikuti urutan gambarajah skematik; Susunan Frontline "
(4) Cip penukaran tahap hendaklah diletakkan berhampiran penyambung.
(5) Peranti yang terdedah kepada gangguan ESD, seperti peranti NMOS dan CMOS, harus terletak sejauh mungkin dari kawasan yang mudah terdedah kepada gangguan ESD (seperti tepi papan tunggal).
(6) Garis isyarat yang sepadan dengan peranti penindasan lonjakan (tiub TVS, varistor) harus pendek dan mempunyai permukaan kasar (secara amnya pada jarak lebih dari 10 mil)
(7) Pendawaian antara antara muka yang berbeza harus jelas dan tidak bersilang antara satu sama lain. Jarak antara kabel antara muka dan peranti penapisan pelindung yang disambungkan mestilah seketika mungkin. Kabel antara muka mesti melalui peranti pelindung atau penapisan sebelum mencapai cip penerima isyarat.
(8) Lubang tetap peranti antara muka harus disambungkan ke tanah pelindung, dan lubang kedudukan dan perengkuh yang disambungkan ke perumahan harus disambungkan secara langsung ke tanah isyarat.
(9) Isyarat input dan output transformer, optocouplers, dan peranti lain harus dipisahkan.
5. rawatan pelesapan haba PCB
Sesetengah peranti dengan penjanaan haba yang tinggi biasanya mempunyai pad pelesapan haba yang berdedikasi, dan vias yang sesuai harus ditambah ke pad pelesapan haba.
6. bingkai papan PCB
Sama ada susun atur, pendawaian, atau penyaduran tembaga di atas kapal terbang, ia mesti berundur jarak tertentu berbanding bingkai papan. Saiz rongga pengecutan boleh dipilih mengikut keperluan reka bentuk. Kecuali dinyatakan sebaliknya, apabila menampal tembaga, bingkai papan yang sepadan harus ditarik balik oleh 0. 5. Mm boleh melakukannya.
Untuk aEmpat Lembaga LapisanReka bentuk, jika dua lapisan tengah adalah lapisan kuasa dan lapisan tanah, lekukan harus ditetapkan untuk mengurangkan radiasi elektromagnet.
Dalam reka bentuk PCB sebenar, terdapat dua jenis model penghalaan: garis microstrip dan garis jalur. Garis microstrip adalah garis isyarat yang berjalan di atas atau bawah lapisan papan litar, manakala garis jalur adalah garis isyarat yang berjalan pada lapisan dalaman papan litar.
Garis Serpentine boleh merosakkan kualiti isyarat dan mengubah kelewatan penghantaran, jadi mereka harus dielakkan sebanyak mungkin semasa pendawaian. Walau bagaimanapun, dalam reka bentuk praktikal, untuk memastikan bahawa isyarat mempunyai masa pegangan yang mencukupi atau untuk mengurangkan masa mengimbangi antara set isyarat yang sama, penggulungan yang disengajakan sering diperlukan. Apabila isyarat dihantar pada garis serpentin, gandingan berlaku antara segmen selari dalam bentuk mod pembezaan. Semakin kecil S, semakin besar LP, dan semakin besar gelaran gandingan, yang mungkin mengakibatkan penurunan kelewatan penghantaran dan sangat mengurangkan kualiti isyarat.
Beberapa cadangan untuk mengendalikan garis serpentin:
(1) Cuba untuk meningkatkan jarak antara segmen garis selari sebanyak mungkin, sekurang -kurangnya lebih besar daripada 3H, di mana H merujuk kepada jarak dari garis isyarat ke satah rujukan. Ringkasnya, ia bermakna mengambil giliran yang besar. Selagi S cukup besar, kesan gandingan bersama hampir boleh dielakkan sepenuhnya.
(2) Kurangkan panjang gandingan LP. Apabila kelewatan LP berganda mendekati atau melebihi masa kenaikan isyarat, crosstalk yang terhasil akan mencapai ketepuan.
(3) Kelewatan penghantaran isyarat yang disebabkan oleh garisan serpentin garis jalur atau garisan mikrostrip yang dikebumikan adalah lebih kecil daripada garis mikrostrip. Secara teori, garis jalur tidak akan menjejaskan kadar penghantaran kerana mod pembezaan crosstalk.
(4) Untuk garis isyarat dengan keperluan masa yang tinggi dan ketat, cuba jangan mengikuti garis serpentin, terutama di kawasan kecil.
(5) Jika ruang membenarkan, sebarang sudut pendawaian serpentin boleh digunakan untuk mengurangkan gandingan bersama.
(6) dalamPCB berkelajuan tinggiReka bentuk, garisan serpentin tidak mempunyai keupayaan penapisan atau anti-interferensi, dan hanya boleh mengurangkan kualiti isyarat, jadi ia hanya digunakan untuk pemadanan masa dan tidak mempunyai tujuan lain
(7) Kadang -kadang penghalaan lingkaran boleh dipertimbangkan untuk penggulungan, dan simulasi menunjukkan bahawa kesannya lebih baik daripada penghalaan serpentin biasa.
(8) Sudut garis serpentin adalah 45 darjah; Sudut atau fillet.
Pada papan litar PCB yang paling asas, bahagian -bahagian pada dasarnya dikelompokkan di satu sisi, dan wayar dikelompokkan di sisi lain. PCB ini dipanggil panel tunggal kerana wayar hanya wujud di satu sisi. Papan multilayer, di mana pelbagai lapisan mempunyai wayar, mesti mempunyai sambungan litar yang betul antara kedua -dua lapisan. Jambatan antara litar dipanggil melalui. Proses reka bentuk asas papan litar boleh dibahagikan kepada empat langkah berikut:
(1) Reka bentuk skema litar - Reka bentuk skema litar terutamanya menggunakan editor skema untuk menarik gambarajah skematik.
(2) menjana laporan rangkaian & dash & mdash; Laporan Rangkaian: Prinsip litar paparan dan hubungan sambungan pelbagai komponen dalam litar. Ia adalah jambatan dan hubungan antara reka bentuk skema dan reka bentuk papan litar. Melalui laporan rangkaian skema litar, hubungan antara komponen dapat dijumpai dengan cepat, menyediakan kemudahan untuk reka bentuk PCB masa depan.
(3) Reka bentuk papan litar bercetak - Reka bentuk papan litar bercetak adalah yang biasanya kita rujuk sebagai reka bentuk PCB, yang merupakan bentuk akhir skema litar penukaran. Reka bentuk ini lebih sukar daripada merancang skema litar. Kami boleh menggunakan ciri reka bentuk yang kuat untuk menyelesaikan bahagian reka bentuk ini.
(4) menjana laporan papan litar bercetak & dash & mdash; Setelah selesai reka bentuk papan litar bercetak, terdapat satu proses akhir yang akan diselesaikan, iaitu untuk menghasilkan laporan: Laporan Maklumat Lembaga Litar, menghasilkan laporan PIN, laporan status rangkaian, dan lain -lain, dan akhirnya mencetak gambarajah litar.