Технология PCB - схемы печатных плат

Схемы печатных плат и принципиальная схема печатной платы

Печатная плата представляет собой печатную плату, на которой размещены электронные компоненты и имеется проводка. Антикоррозийная линия нанесена на медную подложку, затем она вытравливается и стирается. Я полагаю, что все хорошо понимают принцип работы печатной платы: изолирующий материал подложки используется для изоляции проводящего слоя поверхностной медной фольги, чтобы ток мог распространяться в каждом компоненте по заданному маршруту, тем самым реализуя функции работы, усиления, ослабления, модуляции, демодуляции, кодирование и т.д.

Принципиальная схема

Схема печатной платы - это первый шаг в разработке всей печатной платы. Ее основная задача - графически представить функции и взаимосвязи соединений в схеме. В процессе проектирования схемы проектировщику необходимо уточнить входные и выходные данные схемы и соединение между каждым модулем, принимая во внимание передачу и обработку сигнала, а также выбор и настройку параметров различных устройств.

1. Функциональный анализ

Перед проектированием печатной платы необходимо проанализировать назначение схемы, чтобы определить функции, которые необходимо реализовать, и необходимые функциональные модули. Если модуль будет появляться на схеме много раз, вы можете сначала создать графическое изображение модуля, а затем многократно использовать его на принципиальной схеме, чтобы повысить частоту повторного использования схемы.

2. Выбор символа

В процессе проектирования схемы необходимо использовать стандартные электрические символы для обозначения компонентов, цепей и сигналов в схеме. Различные типы электрических компонентов, такие как диоды, транзисторы, реле и конденсаторы, имеют разные обозначения. При выборе символов обращайте внимание на стандартный тип и название символов, чтобы обеспечить точность и удобочитаемость символов.

3. Подключение к линии

Основными элементами схемы являются различные устройства и схемы. Устройства - это сокращение от электронных компонентов, а схемы отвечают за их правильное подключение. На схеме должны быть четко указаны контакты и способы подключения каждого устройства. В то же время, для обеспечения корректности и точности передачи следует учитывать направление и траекторию прохождения сигнала в цепи.

4. Настройка параметров

В процессе проектирования схемы необходимо задать параметры каждого устройства, такие как сопротивление, емкость, индуктивность и т.д. Правильная настройка параметров является основой для обеспечения нормальной работы схемы. Неправильная настройка параметров может привести к сбою в работе схемы.

5. Правила проектирования электрооборудования

Перед проектированием схемы необходимо уточнить правила проектирования и задать основные параметры, такие как максимальное напряжение и максимальный ток компонентов и цепей. В то же время, необходимо также обратить внимание на расчет времени и синхронное обнаружение, чтобы обеспечить корректность и стабильность схемы.

*Конденсаторы являются наиболее распространенными и часто используемыми устройствами в схемотехнике. Они являются одним из пассивных компонентов. Активные устройства - это просто устройства, которым требуется энергия (электричество). Активные устройства - это пассивные устройства, которым не требуется энергия (электричество). Конденсаторы также часто играют важную роль в высокоскоростных цепях.

Как правило, конденсаторы имеют множество функций и применений. Например, для обхода, развязки, фильтрации, накопления энергии; для обеспечения генерации колебаний, синхронизации и определения постоянных времени...

Давайте разберем это подробнее:

1. Изоляция по постоянному току: функция заключается в предотвращении прохождения постоянного тока и пропуске переменного тока.

2. Байпас (развязка): обеспечивает канал с низким сопротивлением для определенных параллельных компонентов в цепи переменного тока.

3. Сопряжение: Как соединение между двумя цепями, оно позволяет сигналам переменного тока проходить и передаваться в цепь следующего уровня.

4. Фильтрация: Это очень важно для схемы. Конденсаторы за процессором в основном выполняют эту функцию.

То есть, чем больше частота f, тем меньше полное сопротивление Z конденсатора. При низкой частоте полезный сигнал может проходить плавно, поскольку полное сопротивление Z конденсатора C относительно велико; при высокой частоте полное сопротивление Z конденсатора C уже очень мало, что эквивалентно короткому замыканию высокочастотного шума на GND.

5. Температурная компенсация: Компенсируйте влияние недостаточной адаптации других компонентов к температуре и повысьте стабильность работы схемы.

6. Синхронизация: Конденсаторы и резисторы используются совместно для определения постоянной времени цепи.

7. Настройка: Системная настройка частотно-зависимых цепей, таких как мобильные телефоны, радиоприемники и телевизоры.

8. Выпрямление: Размыкайте или замыкайте полузамкнутые проводящие переключающие элементы в заданное время.

9. Накопление энергии: Накапливайте электрическую энергию для высвобождения при необходимости.

* Знания, связанные с катушками индуктивности:

Основными характеристиками катушек индуктивности при проектировании схем являются: фильтрация высокочастотных гармоник, пропускание постоянного тока и блокирование переменного, предотвращение изменений тока и поддержание стабильности рабочего тока устройства.

Параметры индуктора, которые необходимо проверить при выборе, включают величину индуктивности, сопротивление постоянному току, номинальный ток и частоту саморезонанса (частоту с наибольшим значением добротности).

Как правило, чем больше значение индуктивности, тем больше соответствующее сопротивление постоянному току; чем больше значение индуктивности, тем меньше соответствующая резонансная частота; чем больше значение индуктивности, тем меньше соответствующий номинальный ток.

* Знание магнитных шариков:

Магнитные шарики специально используются для подавления высокочастотных шумов и импульсных помех на сигнальных линиях и линиях электропередачи, а также обладают способностью поглощать электростатические импульсы.

Ниже частоты вращения магнитные шарики индуктивны и отражают шум; выше частоты вращения магнитные шарики резистивны, а магнитные шарики поглощают шум и преобразуют его в тепловую энергию.

*Электростатический разряд

При проектировании печатной платы следует учитывать защиту от электростатического разряда. Прокладка должна выполняться в горизонтальном и вертикальном направлениях. Прокладка должна быть как можно более толстой, если позволяет пространство. Не размещайте чувствительные к помехам сигналы, такие как тактовые сигналы и сигналы сброса, на краю печатной платы. Когда печатная плата состоит из нескольких слоев, чувствительная трасса должна по возможности иметь хорошую опорную плоскость заземления. Для фильтров, оптических соединителей, маршрутизации слабого сигнала и т.д. расстояние между трассами должно быть максимально увеличено. Необходимо отфильтровать трассы на большие расстояния. В соответствии с требованиями защиты от электростатического разряда необходимо использовать соответствующие защитные покрытия.

При проектировании платы, если два средних слоя - это слои питания и слои заземления, установите углубления для уменьшения электромагнитного излучения.

В реальной конструкции печатной платы существуют две основные модели прокладки: микрополосковая и полосовая. Микрополосковая линия - это сигнальная линия, проходящая по верхнему или нижнему слою печатной платы, а полосковая линия - это сигнальная линия, проходящая по внутреннему слою печатной платы.

Несколько советов по работе со змеевидными линиями:

(1) Постарайтесь увеличить расстояние (расстояния) между параллельными сегментами как минимум до 3H, где H означает расстояние от точки прохождения сигнала до плоскости отсчета. С точки зрения непрофессионала, это означает большой крюк. Пока S достаточно велик, эффекта взаимной связи можно практически полностью избежать.

(2) Уменьшите длину связи Lp. Когда двойная задержка Lp приближается к времени нарастания сигнала или превышает его, генерируемые перекрестные помехи достигают насыщения.

(3) Задержка передачи сигнала, вызванная извилистой линией полосковой линии или скрытой микрополосковой линией, меньше, чем у микрополосковой линии. Теоретически, полосковая линия не повлияет на скорость передачи из-за перекрестных помех в дифференциальном режиме.

(4) Для сигнальных линий с высокой скоростью и жесткими требованиями к синхронизации старайтесь не использовать змеевидные линии, особенно на небольшом расстоянии.

(5) Если позволяет пространство, можно использовать змеевидные провода под любым углом, чтобы эффективно уменьшить взаимную связь.

(6) При проектировании высокоскоростных печатных плат змеевидные линии не обладают так называемой фильтрацией или защитой от помех и могут только ухудшать качество сигнала. Поэтому они используются только для согласования по времени и не имеют других целей.

(7) Иногда для намотки можно использовать спиральную прокладку. Моделирование показывает, что его эффект лучше, чем при обычной прокладке по серпантину.

(8) В качестве углов линии серпантина используются углы под углом 45° или закругленные углы.

В этой статье подробно рассматривается процесс проектирования, ключевые элементы и важность схем печатных плат в современных электронных устройствах. Анализируя основные этапы проектирования печатных плат, распространенные проблемы и пути их решения, мы подчеркиваем роль стандартизированного проектирования и использования инструментов в повышении эффективности и надежности проектирования

.