Analicemos los temas anteriores. Dado que no existe una definición o modelo estricto de "estructura" excelente, la siguiente discusión solo sirve como punto de partida y es solo como referencia. La estructura de cada instrumento debe diseñarse de acuerdo con requisitos específicos (rendimiento eléctrico, instalación estructural general y disposición del panel, etc.). ), y varios planes de diseño factibles deben compararse y modificarse repetidamente.
Selección de la estructura del cableado del bus de tierra y alimentación de PCB - estructura del sistema: los circuitos analógicos y los circuitos digitales tienen muchas similitudes y diferencias en el diseño y cableado de los diseños de los componentes. En los circuitos analógicos, debido a la presencia de amplificadores, los voltajes de ruido muy pequeños generados por el cableado pueden causar una severa distorsión de la señal de salida. En los circuitos digitales, el margen de ruido de TTL es de 0,4 V ~ 0,6 V y el margen de ruido de CMOS es de 0,3 ~ 0,45 veces Vcc, por lo que los circuitos digitales tienen una gran capacidad antiinterferente.
La selección del método de alimentación y bus de tierra es una garantía importante para el funcionamiento confiable del instrumento. A través de la fuente de alimentación y de las barras colectoras de tierra se genera un número considerable de fuentes de interferencia, entre las cuales el cable de tierra causa la mayor interferencia de ruido.
1. Principios y requisitos básicos del diseño de PCB
1. El diseño de una placa PCB comienza con la determinación del tamaño de la placa. Debido a que el tamaño de la placa PCB está limitado por el tamaño de la carcasa del chasis, es adecuado colocarla en la carcasa. En segundo lugar, considere el método de conexión entre la placa PCB y los componentes externos (principalmente potenciómetros, enchufes u otras placas PCB). Las placas PCB y los componentes externos generalmente están conectados con cables de plástico o cables de aislamiento metálico. Pero a veces también está diseñado como enchufe. Es decir, al instalar una placa PCB enchufable en el dispositivo, se debe dejar una posición de contacto como enchufe.
Para componentes de mayor tamaño instalados en la PCB, se deben añadir accesorios metálicos de fijación para mejorar la resistencia a vibraciones e impactos.
2. Métodos básicos de diseño de diagramas de cableado
En primer lugar, debe tener una comprensión completa de las especificaciones, tamaños y áreas de los componentes seleccionados y los diversos enchufes; de cada componente Se han realizado consideraciones razonables y detalladas en la disposición, principalmente desde los aspectos de compatibilidad de campos electromagnéticos, antiinterferencias, cableado corto, menos cruce, fuente de alimentación, ruta a tierra, desacoplamiento, etc. Una vez determinada la ubicación de cada componente, es hora de conectar cada componente y conectar los pines relevantes de acuerdo con el diagrama del circuito. Hay muchas maneras de hacerlo. Existen dos métodos para diseñar diagramas de circuitos impresos: diseño asistido por computadora y diseño manual.
El más primitivo es el diseño manual. Esta carga de trabajo es muy grande y, a menudo, es necesario repetirla varias veces antes de completarla finalmente sin necesidad de otro equipo de dibujo. Este método de diseño manual también es muy útil para los diseñadores que recién están aprendiendo el diseño de PCB. Existen muchos tipos de software de dibujo y dibujo asistido por computadora con diferentes funciones, pero en general, el dibujo y la modificación son más convenientes y se pueden guardar, almacenar e imprimir.
A continuación, determine el tamaño requerido de la PCB, determine inicialmente la ubicación de cada componente según el diagrama esquemático y luego realice ajustes continuos para que el diseño sea más razonable. La disposición del cableado entre los componentes de la PCB es la siguiente:
(1) No se permiten circuitos cruzados en los circuitos impresos. Para las líneas que pueden cruzarse, hay dos formas de abordarlas: perforarlas y envolverlas. En otras palabras, deje que un cable "perfore" el espacio al pie de otras resistencias, condensadores y transistores, o "envuelva" un extremo de un cable que pueda cruzarse. En casos especiales, si el circuito es muy complicado, para simplificar el diseño, también se permite utilizar puentes conductores para resolver el problema del cruce del circuito.
(2) Los componentes como resistencias, diodos y condensadores tubulares se pueden instalar vertical u horizontalmente. Vertical significa que el conjunto se instala y suelda perpendicular a la placa de circuito, lo que tiene la ventaja de ahorrar espacio. Horizontal significa que el conjunto se instala y suelda en paralelo y cerca de la placa de circuito, lo que tiene la ventaja de una mejor resistencia mecánica durante el montaje. e instalación. Para estos dos componentes de montaje diferentes, el espacio entre los orificios de los componentes en la PCB es diferente.
(3) Los puntos de conexión a tierra de los circuitos en el mismo nivel deben estar lo más cerca posible, y los condensadores de filtro de potencia de este nivel de circuito también deben estar conectados al punto de conexión a tierra de este nivel. Especialmente en esta etapa, los puntos de tierra de la base y el emisor del transistor no pueden estar demasiado separados, de lo contrario la lámina de cobre entre los dos puntos de tierra causará interferencias y autoexcitación. Este circuito de "método de conexión a tierra de un punto" funciona de manera estable y no es propenso a la autoexcitación.
(4) En general, los cables de conexión a tierra deben seguir estrictamente el principio de alta frecuencia - frecuencia media - baja frecuencia, y están estrictamente prohibidos desde corriente débil hasta corriente fuerte. Es mejor conectar los cables entre niveles durante mucho tiempo y se debe seguir esta regla. En particular, la disposición del cable de conexión a tierra del cabezal del convertidor de frecuencia, del cabezal de regeneración y del cabezal de modulación de frecuencia es más estricta. Un uso inadecuado provocará autoexcitación y no funcionará.
Los circuitos de alta frecuencia, como los moduladores de frecuencia, suelen utilizar cables de tierra cerrados de gran superficie para garantizar buenos efectos de blindaje.
(5) Los cables de alta corriente (cables de tierra * * * públicos, cables de alimentación del amplificador de potencia, etc.) deben ser lo más anchos posible para reducir la resistencia del cableado y la caída de voltaje, y reducir la autoexcitación causada. por acoplamiento parásito.
(6) El cableado de alta impedancia debe ser lo más corto posible y el cableado de baja impedancia puede ser más largo, porque el cableado de alta impedancia es fácil de silbar, absorber señales y causar inestabilidad en el circuito. Cables de alimentación, cables de tierra, línea base sin componentes de retroalimentación, cables de emisor, etc. Todos son cables de baja impedancia. El cable base del seguidor del emisor y el cable de tierra de los dos canales del registrador deben estar separados, y deben juntarse hasta el final del efecto. Si dos cables de tierra se conectan juntos, se producirá fácilmente diafonía y se reducirá la separación.
2. Preste atención a los siguientes puntos al diseñar el diseño de PCB.
1. Dirección del cableado: desde la superficie de soldadura, la dirección de disposición de los componentes debe ser lo más consistente posible con el diagrama esquemático, y la dirección del cableado debe ser consistente con la dirección del cableado del diagrama del circuito. . Dado que es necesario probar varios parámetros en la superficie de soldadura durante el proceso de producción, es conveniente para la inspección, depuración y mantenimiento durante la producción (Nota: esto se refiere a la premisa de cumplir con los requisitos de rendimiento del circuito, instalación completa de la máquina y diseño del panel). .
2. La disposición y distribución de cada componente debe ser razonable y unificada, esforzándose por cumplir con los requisitos del proceso de pulcritud, belleza y estructura rigurosa.
3. La colocación de resistencias y diodos; dividida en horizontal y vertical.
(1) Plano: cuando el número de componentes del circuito es pequeño y el tamaño de la placa de circuito. grande, generalmente plana es mejor cuando la resistencia por debajo de 1/4 W se coloca plana, la distancia entre las dos almohadillas es generalmente de 4/10 pulgadas; cuando la resistencia por debajo de 1/2 W se coloca plana, la distancia entre las dos almohadillas generalmente es de 4/10 pulgadas; 5/10 pulgadas. Cuando el diodo se coloca plano, el rectificador de la serie 1N400X mide generalmente 3/10 pulgadas; el rectificador de la serie 1N540X mide generalmente 4 ~ 5/10 pulgadas.
(2) Colocación vertical: cuando hay una gran cantidad de componentes del circuito y el tamaño de la placa de circuito es pequeño, generalmente se usa la colocación vertical y la distancia entre las dos almohadillas es generalmente de 1 ~ 2 /10 pulgadas.
4. Potenciómetro: El principio de colocación de la base del circuito integrado.
(1) Potenciómetro: se utiliza para ajustar el voltaje de salida en el regulador de voltaje, por lo que el diseño del potenciómetro debe ser El voltaje de salida aumenta cuando se ajusta completamente en el sentido de las agujas del reloj y disminuye cuando se ajusta en el sentido contrario a las agujas del reloj. En un cargador de corriente constante ajustable, el potenciómetro se utiliza para ajustar el tamaño de plegado de la corriente de carga. Al diseñar el potenciómetro, ajústelo completamente en el sentido de las agujas del reloj a medida que aumentará la corriente.
El potenciómetro debe colocarse en la entrada para cumplir con los requisitos de instalación estructural y disposición del panel de toda la máquina, así que trate de colocarlo en el borde del tablero con la manija giratoria hacia afuera.
(2) Soporte de IC: al diseñar el diagrama de la placa PCB, al utilizar el soporte de IC, se debe prestar especial atención a si la orientación de la ranura de posicionamiento en el soporte de IC es correcta y si cada IC el pin es correcto. Por ejemplo, el pin 1 solo puede ubicarse en la esquina inferior derecha o en la esquina superior izquierda de la base del CI y cerca de la ranura de posicionamiento (visto desde la superficie de soldadura).
5. Disposición de los terminales de entrada y salida
(1) La distancia entre los dos terminales de cable asociados no debe ser demasiado grande, generalmente alrededor de 2 ~ 3/10 pulgadas.
(2) Los fines de importación y exportación deben concentrarse en los lados 1 a 2 tanto como sea posible y no deben estar demasiado dispersos.
6. Al diseñar el diagrama de cableado, preste atención a la secuencia de disposición de los pines y el espacio entre los pines de los componentes debe ser razonable.
7. Bajo la premisa de garantizar los requisitos de rendimiento del circuito, el diseño se esfuerza por lograr un cableado razonable, menos uso de puentes externos, cableado de acuerdo con ciertos requisitos para la carga directa y se esfuerza por ser intuitivo y fácil de instalar. altamente eficiente y mantenible.
8. Al diseñar un diagrama de cableado, intente realizar la menor cantidad de vueltas posible y mantener las líneas lo más simples y claras posible.
9. El ancho de la placa de cableado debe ser estrecho, el espacio entre líneas debe ser moderado y el espacio entre las dos almohadillas del capacitor debe ser lo más consistente posible con el espacio entre cables del capacitor;
p>
10. El diseño debe seguir cierto orden, como de izquierda a derecha y de arriba a abajo.