أخبار

في الوقت الحاضر ، لا تزال لوحة الدائرة المطبوعة هي طريقة التجميع الرئيسية للمعدات الإلكترونية المستخدمة لمختلف المعدات والأنظمة الإلكترونية. أثبتت الممارسة أنه حتى لو تم تصميم مخطط الدائرة بشكل صحيح ولوحة الدائرة المطبوعة بشكل غير صحيح ، فستتأثر موثوقية المعدات الإلكترونية سلباً. على سبيل المثال ، إذا كان خطان موازيان رقيقان من اللوحة المطبوعة قريبان من بعضهما البعض ، فسيتم تشكيل تأخير شكل موجة الإشارة وسيتم تشكيل الضوضاء المنعكسة في نهاية خط النقل. لذلك ، عند تصميم لوحة الدائرة المطبوعة ، يجب أن نولي الاهتمام إلى الطريقة الصحيحة.

أنا، تصميم الأسلاك الأرضية:

• في المعدات الإلكترونية ، تعتبر التأريض طريقة مهمة للسيطرة على التداخل. إذا كان يمكن الجمع بين التأريض والدروع بشكل صحيح ، يمكن حل معظم مشاكل التداخل. تشمل هياكل الأسلاك الأرضية في المعدات الإلكترونية بشكل عام أرض النظام ، أرض الغلاف (أرض الدرع) ، الأرض الرقمية (الأرض المنطقية) والأرض التناظرية. يجب إيلاء الاهتمام إلى النقاط التالية في تصميم الأسلاك الأرضية: 1. الاختيار الصحيح للتأريض من نقطة واحدة والتأريض متعدد النقاط

في دائرة التردد المنخفض ، يكون تردد العمل للإشارة أقل من 1 ميغاهرتز ، والأسلاك والحوافز بين المكونات لها تأثير أقل ، في حين أن التيار المتداول الذي تشكله دائرة التأريض له تأثير أكبر على التداخل ، لذلك يجب اعتماد التأريض نقطة واحدة. عندما يكون تردد تشغيل الإشارة أكبر من 10 ميغاهرتز ، تصبح مقاومة الأسلاك الأرضية كبيرة. في هذا الوقت ، يجب تقليل مقاومة الأسلاك الأرضية قدر الإمكان ، وينبغي اعتماد أقرب التأريض متعدد النقاط. عندما يكون تردد العمل 1 ~ 10 ميغاهرتز ، إذا تم اعتماد التأريض نقطة واحدة ، يجب ألا يتجاوز طول سلك الأرض 1/20 من الطول الموجي ، وإلا يجب اعتماد طريقة التأريض متعددة النقاط.

• الدائرة الرقمية المنفصلة عن الدائرة التناظرية

هناك كل من الدوائر المنطقية عالية السرعة والدوائر الخطية على لوحة الدوائر ، لذلك يجب فصلها قدر الإمكان ، ولا ينبغي خلط الأسلاك الأرضية للاثنين ، ويجب ربطها بالسلك الأرضي لمحطة إمدادات الطاقة على التوالي. يجب زيادة مساحة التأريض للدائرة الخطية قدر الإمكان. 3. يجب سميكة سلك التأريض قدر الإمكان

إذا كان سلك التأريض رقيق جداً، فإن إمكانات التأريض ستتغير مع تغيير التيار، مما يؤدي إلى مستوى إشارة توقيت غير مستقر للمعدات الإلكترونية وسوء أداء مكافحة الضوضاء. لذلك ، يجب سميكة سلك التأريض قدر الإمكان ، بحيث يمكن تمرير التيار المسموح به من ثلاثة مواقع على لوحة الدائرة المطبوعة. إذا أمكن ، يجب أن يكون عرض سلك التأريض أكبر من 3 مم.

• جعل سلك التأريض في حلقة مغلقة

عند تصميم نظام الأسلاك الأرضية من لوحة الدائرة المطبوعة المكونة من الدوائر الرقمية فقط ، يمكن لجعل الأسلاك الأرضية في حلقة مغلقة تحسين قدرة مكافحة الضوضاء. السبب هو أنه: هناك العديد من مكونات الدائرة المتكاملة على لوحة الدائرة المطبوعة ، خاصة عندما يكون هناك مكونات تستهلك الكثير من الطاقة ، بسبب الحد من سمك سلك التأريض ، سيتم توليد فرق كبير في الإمكانات على تقاطع التأريض ، مما يسبب انخفاض في قدرة مكافحة الضوضاء. إذا كان هيكل التأريض حلقة ، سيتم تقليل الفرق المحتمل ، وسيتم تحسين قدرة مكافحة الضوضاء للمعدات الإلكترونية.

ثانياً، تصميم EMC:

تشير EMC إلى قدرة المعدات الإلكترونية على العمل بشكل منسق وفعال في بيئات كهرومغناطيسية مختلفة. الغرض من تصميم EMC هو تمكين المعدات الإلكترونية من قمع جميع أنواع التداخل الخارجي ، وتمكين المعدات الإلكترونية من العمل بشكل طبيعي في بيئة كهرومغناطيسية محددة ، وتقليل التداخل الكهرومغناطيسي للمعدات الإلكترونية إلى المعدات الإلكترونية الأخرى.

• حدد عرض سلك معقول

بما أن تداخل التأثير الناجم عن التيار العابر على السلك المطبوع يسببه أساساً استقراص السلك المطبوع ، يجب تقليل استقراص السلك المطبوع إلى أدنى حد ممكن. إن استقراص السلك المطبوع متناسب مع طوله وناسب عكسيا مع عرضه ، لذلك فإن السلك القصير والدقيق مفيد لقمع التدخل. غالبا ما يحمل سلك الإشارة من رصاص الساعة أو سائق الصف أو سائق الحافلة تيارًا عابرًا كبيرًا ، ويجب أن يكون السلك المطبوع قصيرًا قدر الإمكان. بالنسبة لدوائر المكونات المنفصلة ، عندما يكون عرض الأسلاك المطبوعة حوالي 1.5 مم ، يمكن الوفاء بالمتطلبات بالكامل ؛ للدوائر المتكاملة ، يمكن اختيار عرض الأسلاك المطبوعة من 0.2 إلى 1.0 مم ،

• استخدم استراتيجية الكابلات الصحيحة

يمكن لاستخدام التوجيه المتساوي أن يقلل من استحداث الموصلات ، ولكن الاستحداث المتبادل والقدرة الموزعة بين الموصلات تزيد. إذا سمح التخطيط ، فمن الأفضل استخدام هيكل الأسلاك الشبكية على شكل جيد. الطريقة المحددة هي أن جانب واحد من اللوحة المطبوعة مسلوك أفقيا والجانب الآخر مسلوك طوليًا ، ثم يتم ربطه بالثقب المعدني في ثقب العرض.

من أجل قمع التقاطع بين أسلاك اللوحة المطبوعة ، يجب تجنب الأسلاك المتساوية لمسافات طويلة قدر الإمكان أثناء تصميم الأسلاك ، ويجب سحب المسافة بين الأسلاك قدر الإمكان. يجب ألا يعبر سلك الإشارة مع سلك الأرض وسلك الطاقة قدر الإمكان. يتم تعيين سلك مطبوع أرضي بين بعض أسلاك الإشارة الحساسة للغاية للتداخل ، والتي يمكن أن تقمع بشكل فعال الحديث المتقاطع.

من أجل تجنب الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يتم توليده عندما تمر إشارات التردد العالي عبر الأسلاك المطبوعة ، يجب إيلاء الاهتمام أيضًا إلى النقاط التالية عند توصيل لوحة الدائرة المطبوعة: ● حاول تقليل انقطاع الأسلاك المطبوعة ، على سبيل المثال ، يجب ألا يتغير عرض الأسلاك فجأة ، يجب أن تكون زاوية الأسلاك أكبر من 90 درجة ، ويحظر الأسلاك الدائرية.

ثالثاً، قمع تداخل الانعكاس:

من أجل قمع التداخل المنعكس في محطات الخطوط المطبوعة، باستثناء الاحتياجات الخاصة، يجب تقصير طول الخطوط المطبوعة قدر الإمكان ويجب استخدام دوائر بطيئة السرعة. إذا لزم الأمر، يمكن إضافة مطابقة المحطة، أي يمكن إضافة مقاومة مطابقة بنفس قيمة المقاومة في نهاية خط النقل إلى الأرض وإمدادات الطاقة. وفقا للتجربة ، بالنسبة لدوائر TTL السريعة العامة ، يجب اتخاذ تدابير مطابقة المحطة عندما يكون الخط المطبوع أطول من 10 سم. يجب تحديد قيمة المقاومة للمقاومة المتطابقة وفقًا للقيمة القصوى لتيار محرك الإخراج وتيار الامتصاص للدائرة المتكاملة.

رابعاً، تكوين مكثف فك الاقتران:

في دائرة إمدادات الطاقة DC ، سيسبب تغيير الحمل ضوضاء إمدادات الطاقة. على سبيل المثال ، في دائرة رقمية ، عندما تنتقل الدائرة من حالة إلى أخرى ، سيتم توليد تيار كبير على خط الطاقة ، مما يشكل جهد ضوضاء عابر. يمكن لتكوين مكثف فصل الارتباط قمع الضوضاء الناتجة عن تغيير الحمل. إنها طريقة تقليدية لتصميم موثوقية لوحات الدوائر المطبوعة. مبادئ التكوين هي كما يلي:

• يتم توصيل محطة إدخال الطاقة بمكثف كهربائي من 10 ~ 100uF. إذا سمح موقع لوحة الدائرة المطبوعة ، فإن تأثير مكافحة التدخل للمكثف الكهربائي لأكثر من 100uF سيكون أفضل.
• قم بتكوين مكثف سيراميكي 0.01uF لكل شريحة دائرة متكاملة. إذا كان مساحة لوحة الدائرة المطبوعة صغيرة جدا لتتناسب ، يمكن تكوين مكثف كهربائي التنتالوم 1 ~ 10uF لكل رقائق 4 ~ 10. مقاومة التردد العالي لهذا الجهاز صغيرة جدا. المقاومة أقل من 12 في نطاق 500kHz ~ 20MHz ، وتيار التسرب صغير جدا (أقل من 0.5uA).
• بالنسبة للأجهزة ذات قدرة الضوضاء الضعيفة والتغيير الكبير في التيار عند إيقاف التشغيل ، وأجهزة الذاكرة مثل ROM و RAM ، يجب ربط مكثفات الفصل مباشرة بين خط الطاقة (Vcc) وسلك الأرض (GND) للشريحة.
• يجب ألا يكون رصاص مكثف الفصل طويلًا جدًا ، وخاصة رصاص مكثف التجاوز عالي التردد.

أبعاد لوحة الدائرة المطبوعة وتكوين المكونات

يجب أن يكون حجم لوحة الدائرة المطبوعة معتدلًا. إذا كان كبيرًا جدًا ، فإن الخط المطبوع سيكون طويلًا وستزيد المقاومة ، مما لن يقلل من مقاومة الضوضاء فحسب بل سيزيد من التكلفة أيضًا. إذا كان صغيرًا جدًا ، فإن تبديد الحرارة ضعيفًا ، ومن السهل التدخل في الخطوط المجاورة.

من حيث تخطيط الجهاز ، كما هو الحال مع الدوائر المنطقية الأخرى ، يجب وضع الأجهزة المتعلقة ببعضها البعض أقرب ما يمكن ، من أجل الحصول على تأثير مضاد للضوضاء أفضل. مدخلات الساعة لمولد الوقت ومذبذب الكريستال وحدة المعالجة المركزية سهلة توليد الضوضاء ، لذلك يجب أن تكون قريبة من بعضها البعض. من المهم للغاية أن تكون الأجهزة والدوائر التيارية الصغيرة والدوائر التيارية الكبيرة ، إلخ ، المعرضة لتوليد الضوضاء بعيدة قدر الإمكان عن الدوائر المنطقية. إذا أمكن، يجب أن يتم إنتاج لوحات الدوائر بشكل منفصل. 5، التصميم الحراري

V، تصميم حراري:

من منظور تسهيل تبديد الحرارة ، من الأفضل تثبيت اللوحات المطبوعة عمودياً. المسافة بين اللوحات يجب أن تكون عموما لا تقل عن 2 سم، وترتيب الأجهزة على اللوحات المطبوعة يجب أن تتبع قواعد معينة

• بالنسبة للمعدات المبردة بواسطة الهواء الحر ، من الأفضل ترتيب الدائرة المتكاملة (أو الأجهزة الأخرى) بطريقة طولية ؛ بالنسبة للمعدات ذات التبريد القسري بالهواء ، من الأفضل ترتيب الدوائر المتكاملة (أو الأجهزة الأخرى) بطريقة أفقية:
• يجب ترتيب المكونات على نفس اللوحة المطبوعة في مناطق قدر الإمكان وفقا لقيمتها الحرارية ودرجة تبديد الحرارة. يجب وضع المكونات ذات القيمة الحرارية المنخفضة أو المقاومة الحرارية الضعيفة (مثل ترانزستورات الإشارة الصغيرة والدوائر المتكاملة على نطاق صغير والمكثفات الكهربائية ، إلخ) في الجزء العلوي (المدخل) من تدفق هواء التبريد ، ويجب وضع المكونات ذات القيمة الحرارية العالية أو المقاومة الحرارية الجيدة (مثل ترانزستورات الطاقة والدوائر المتكاملة على نطاق واسع ، إلخ) في الجزء السفلي من تدفق هواء التبريد.
• في الاتجاه الأفقي ، يجب ترتيب الأجهزة عالية الطاقة أقرب ما يمكن من حافة اللوحة المطبوعة لتقصير مسار نقل الحرارة ؛ في الاتجاه العمودي، يجب ترتيب الأجهزة عالية الطاقة أقرب ما يمكن إلى الجزء العلوي من لوحة الدائرة المطبوعة، من أجل تقليل تأثير هذه الأجهزة على درجة حرارة الأجهزة الأخرى أثناء التشغيل.
• يجب وضع الأجهزة الحساسة لدرجة الحرارة في المنطقة ذات أدنى درجة حرارة (مثل أسفل المعدات). لا تضعها أبدا فوق أجهزة التدفئة. يجب أن تكون أجهزة متعددة متتالية على الطائرة الأفقية.
• يعتمد تبديد الحرارة في لوحة الدوائر المطبوعة في المعدات بشكل رئيسي على تدفق الهواء ، لذلك يجب دراسة مسار تدفق الهواء أثناء التصميم ، ويجب تكوين الأجهزة أو لوحات الدوائر المطبوعة بشكل معقول. عندما يتدفق الهواء ، فإنه يميل دائما إلى التدفق في مكان مع مقاومة صغيرة. لذلك ، عند تكوين المكونات على لوحة PCB ، من الضروري تجنب ترك مساحة كبيرة في منطقة معينة. تكوين لوحات دائرة مطبوعة متعددة في الجهاز بأكمله يجب أن تولي اهتماما لنفس المشكلة.

تظهر الكثير من الخبرة العملية أنه يمكن تقليل ارتفاع درجة الحرارة في الدائرة المطبوعة بشكل فعال باستخدام ترتيب معقول للأجهزة ، بحيث يمكن تقليل معدل فشل الأجهزة والمعدات بشكل كبير.

ما سبق هو مجرد بعض المبادئ العامة لتصميم موثوقية لوحات الدوائر المطبوعة. ترتبط موثوقية لوحات الدوائر المطبوعة ارتباطا وثيقا بدوائر محددة. من أجل ضمان موثوقية لوحات الدوائر المطبوعة إلى أقصى حد، ليس من الضروري التعامل مع دوائر محددة في التصميم.