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Derzeit ist die Leiterplatte immer noch der Hauptmontagemodus von elektronischen Geräten, die für verschiedene elektronische Geräte und Systeme verwendet werden. Die Praxis hat bewiesen, dass auch wenn das Schaltungsschema korrekt ausgebildet ist und die Leiterplatte falsch ausgebildet ist, die Zuverlässigkeit von elektronischen Geräten nachteilig beeinträchtigt wird. Wenn beispielsweise zwei dünne parallele Linien der Leiterplatte eng nebeneinander liegen, wird die Verzögerung der Signalwellenform gebildet und am Ende der Übertragungsleitung das reflektierte Rauschen gebildet. Daher sollten wir bei der Gestaltung der Leiterplatte auf die richtige Methode achten.

Ich... Erddrahtdesign:

• In elektronischen Geräten ist die Erdung eine wichtige Methode zur Kontrolle von Störungen. Wenn Erdung und Abschirmung richtig kombiniert werden können, können die meisten Störungsprobleme gelöst werden. Erddrahtstrukturen in elektronischen Geräten umfassen in der Regel Systemerdung, Gehäuseerdung (Abschirmungserdung), digitale Erdung (logische Erdung) und analoge Erdung. Bei der Konstruktion des Erddrahts sind folgende Punkte zu beachten: 1. Korrekte Auswahl von Einzelpunkt- und Mehrpunkterdung

In der niederfrequenten Schaltung ist die Arbeitsfrequenz des Signals kleiner als 1MHz, seine Verdrahtung und Induktivität zwischen Komponenten haben weniger Einfluss, während der durch die Erdungsschaltung gebildete Umlaufstrom einen größeren Einfluss auf die Störungen hat, daher sollte eine Punkt-Erdung angenommen werden. Wenn die Signalbetriebsfrequenz größer als 10MHz ist, wird die Erddrahtimpedanz groß. Zu diesem Zeitpunkt sollte die Erddrahtimpedanz möglichst verringert werden und die nächstgelegene Mehrpunkte-Erdung angenommen werden. Wenn die Arbeitsfrequenz 1 ~ 10MHz beträgt, wenn eine Punkt-Erdung angenommen wird, darf die Länge des Erdungsdrahts nicht 1/20 der Wellenlänge überschreiten, sonst wird die Mehrpunkt-Erdungsmethode angenommen.

• Separate digitale Schaltung von analoger Schaltung

Es gibt sowohl Hochgeschwindigkeitslogikschaltungen als auch lineare Schaltungen auf der Leiterplatte, daher sollten sie so weit wie möglich getrennt werden, und die Erddrähte der beiden sollten nicht gemischt werden, und sie sollten jeweils mit dem Erddraht des Stromversorgungsanschlusses verbunden sein. Die Erdungsfläche der linearen Schaltung ist möglichst zu vergrößern. 3. Der Erdungsdraht muss möglichst verdickt werden

Wenn der Erdungsdraht sehr dünn ist, ändert sich das Erdungspotential mit der Änderung des Stroms, was zu einem instabilen Zeitsignalniveau der elektronischen Ausrüstung und einer schlechten Geräuschschutzleistung führt. Daher sollte der Erdungsdraht möglichst verdickt werden, damit er den zulässigen Strom von drei Positionen auf der Leiterplatte durchführen kann. Wenn möglich sollte die Breite des Erdungsdrahts größer als 3 mm sein.

• Machen Sie den Erdungsdraht zu einer geschlossenen Schleife

Bei der Konstruktion des Erddrahtsystems einer Leiterplatte, die nur aus digitalen Schaltungen besteht, kann das Herstellen des Erddrahts in eine geschlossene Schleife offensichtlich die Anti-Rauschfähigkeit verbessern. Der Grund ist, dass: Es gibt viele integrierte Schaltungskomponenten auf der Leiterplatte, insbesondere wenn es Komponenten gibt, die viel Strom verbrauchen, aufgrund der Begrenzung der Dicke des Erdungsdrahts wird ein großer Potentialdifferenz an der Erdungsverbindung erzeugt, was zu einem Rückgang der Anti-Rauschfähigkeit führt. Wenn die Erdungsstruktur eine Schleife ist, wird die Potentialdifferenz reduziert und die Geräuschschutzfähigkeit von elektronischen Geräten verbessert.

II, EMV-Konstruktion:

EMK bezieht sich auf die Fähigkeit elektronischer Geräte, in verschiedenen elektromagnetischen Umgebungen koordiniert und effektiv zu arbeiten. Der Zweck der EMV-Konstruktion ist es, elektronischen Geräten zu ermöglichen, alle Arten von externen Störungen zu unterdrücken, elektronische Geräte in einer bestimmten elektromagnetischen Umgebung normal zu arbeiten und die elektromagnetischen Störungen von elektronischen Geräten zu anderen elektronischen Geräten zu reduzieren.

• Wählen Sie eine angemessene Drahtbreite

Da die durch Übergangsstrom auf dem gedruckten Draht verursachte Schlagstörung hauptsächlich durch die Induktivität des gedruckten Drahts verursacht wird, sollte die Induktivität des gedruckten Drahts minimiert werden. Die Induktivität eines gedruckten Drahts ist proportional zu seiner Länge und umgekehrt proportional zu seiner Breite, so dass ein kurzer und präziser Draht zur Störungsunterdrückung von Vorteil ist. Der Signaldraht des Taktleiters, des Reihentreibers oder des Bustreibers trägt oft einen großen Übergangsstrom, und der gedruckte Draht sollte so kurz wie möglich sein. Für diskrete Bauteilschaltungen, wenn die gedruckte Drahtbreite etwa 1,5 mm beträgt, können die Anforderungen vollständig erfüllt werden; Für integrierte Schaltungen kann die Breite des gedruckten Drahts von 0,2 bis 1,0mm gewählt werden,

• Verwenden Sie die richtige Verkabelungsstrategie

Die Verwendung gleicher Routing kann die Leiterinduktanz reduzieren, aber die gegenseitige Induktivität und verteilte Kapazität zwischen den Leitern steigen. Wenn das Layout erlaubt, ist es besser, die gut geformte Netzverdrahtungsstruktur zu verwenden. Das spezifische Verfahren besteht darin, dass eine Seite der Druckplatte horizontal und die andere Seite längs verdrahtet ist und dann mit dem Metallloch am Querloch verbunden ist.

Zur Unterdrückung des Quersprechs zwischen den Drähten der Leiterplatte ist bei der Konstruktion der Verdrahtung möglichst weite Gleichverdrahtung zu vermeiden und der Abstand zwischen den Drähten möglichst weit zu ziehen. Der Signaldraht darf sich soweit möglich nicht mit dem Erddraht und dem Stromdraht kreuzen. Zwischen einigen Signaldrahten, die sehr empfindlich auf Störungen sind, wird ein erdiger gedruckter Draht eingestellt, der effektiv Crosstalk unterdrücken kann.

Um die elektromagnetische Strahlung zu vermeiden, die beim Durchlaufen von Hochfrequenzsignalen durch den Druckdraht erzeugt wird, sollten bei der Verkabelung der Leiterplatte auch folgende Punkte beachtet werden: ● Versuchen Sie, die Diskontinuität des gedruckten Drahts zu reduzieren, zum Beispiel sollte sich die Drahtbreite nicht plötzlich ändern, die Ecke des Drahts sollte größer als 90 Grad sein und die Kreisverdrahtung ist verboten.

III, Unterdrücken Sie Reflexionsstörungen:

Um die reflektierten Störungen an den Anschlüssen von gedruckten Linien zu unterdrücken, sollten außer bei besonderen Bedürfnissen die Länge der gedruckten Linien möglichst gekürzt und langsame Geschwindigkeitsschaltungen verwendet werden. Gegebenenfalls kann eine Anschlussabpassung hinzugefügt werden, d.h. am Ende der Übertragungsleitung kann an die Erde und die Stromversorgung ein Abpassungswiderstand mit demselben Widerstandswert hinzugefügt werden. Nach Erfahrung sollten bei allgemeinen schnellen TTL-Schaltungen Maßnahmen zur Anpassung der Terminale ergriffen werden, wenn die gedruckte Linie länger als 10 cm ist. Der Widerstandswert des entsprechenden Widerstands wird anhand des Maximalwertes des Ausgangsantriebsstroms und des Absorptionsstroms der integrierten Schaltung bestimmt.

IV, Konfiguration des Entkopplungskondensators:

In der Gleichstromversorgungsschaltung verursacht der Lastwechsel Stromversorgungsgeräusch. Beispielsweise wird in einer digitalen Schaltung, wenn die Schaltung von einem Zustand in einen anderen übergeht, auf der Stromleitung ein großer Spitzenstrom erzeugt, der eine transiente Rauschspannung bildet. Die Konfiguration des Entkopplungskondensators kann den durch Lastwechsel erzeugten Geräusch unterdrücken. Es ist ein herkömmliches Verfahren zur Zuverlässigkeitskonstruktion von Leiterplatten. Die Konfigurationsprinzipien sind wie folgt:

• Der Leistungseingangsanschluss ist mit einem elektrolytischen Kondensator von 10 ~ 100uF verbunden. Wenn die Lage der Leiterplatte es erlaubt, wird die Störungsschutzwirkung des elektrolytischen Kondensators von mehr als 100uF besser sein.
• Konfigurieren Sie einen Keramikkondensator von 0,01uF für jeden integrierten Schaltkreiszyp. Wenn der Platz der Leiterplatte zu klein ist, um zu passen, kann ein 1 ~ 10uF Tantalelektrolytischer Kondensator für alle 4 ~ 10 Chips konfiguriert werden. Die Hochfrequenzimpedanz dieses Geräts ist sehr klein. Die Impedanz ist weniger als 12 im Bereich von 500kHz ~ 20MHz und der Leckstrom ist sehr klein (unter 0,5uA).
• Für Geräte mit schwacher Geräuschkapazität und großer Stromveränderung beim Ausschalten sowie Speichergeräte wie ROM und RAM sollten Entkopplungskondensatoren direkt zwischen der Stromleitung (Vcc) und dem Erddraht (GND) des Chips angeschlossen sein.
• Die Leitung des Entkopplungskondensators darf nicht zu lang sein, insbesondere die Leitung des Hochfrequenz-Bypass-Kondensators.

Abmessungen der Leiterplatte und Konfiguration der Komponenten

Die Größe der Leiterplatte sollte moderat sein. Wenn es zu groß ist, wird die gedruckte Linie lang sein und die Impedanz steigt, was nicht nur den Lärmwiderstand verringert, sondern auch die Kosten erhöht; Wenn es zu klein ist, ist die Wärmeabfuhr schlecht und es ist leicht von benachbarten Linien gestört zu werden.

Wie bei anderen logischen Schaltungen sollten auch die miteinander verbundenen Geräte möglichst nahe angeordnet werden, um eine bessere Geräuschschutzwirkung zu erzielen. Die Takteingänge des Zeitgenerators, des Kristalloszillators und der CPU sind leicht geräuschbar, daher sollten sie nahe zueinander liegen. Es ist sehr wichtig, dass geräte, kleine stromkreise, große stromkreise usw., die anfällig für geräusche sind, möglichst weit von logischen schaltungen entfernt sind. Wenn möglich sollten Leiterplatten separat hergestellt werden. 5. Thermisches Design

V, Thermisches Design:

Aus der Sicht der Erleichterung der Wärmeabfuhr ist es besser, die gedruckten Platten vertikal zu installieren. Der Abstand zwischen den Bretten sollte in der Regel nicht weniger als 2 cm sein, und die Anordnung der Geräte auf den gedruckten Bretten sollte bestimmten Regeln folgen

• Für Geräte, die durch freie Konvektionsluft gekühlt werden, ist es besser, den integrierten Schaltkreis (oder andere Geräte) längs anzuordnen; Für Geräte mit Zwangsluftkühlung ist es besser, die integrierten Schaltungen (oder andere Geräte) horizontal anzuordnen:
• Die Komponenten auf derselben Leiterplatte sind möglichst entsprechend ihrem Wärmewert und ihrem Wärmeabfuhrgrad in Zonen anzuordnen. Die Komponenten mit niedrigem Wärmewert oder schlechter Wärmebeständigkeit (wie kleine Signaltransistoren, kleine integrierte Schaltungen, elektrolytische Kondensatoren usw.) sind an der Oberseite (Eingang) des Kühlluftstroms zu platzieren, und die Komponenten mit hohem Wärmewert oder guter Wärmebeständigkeit (wie Leistungstransistoren, große integrierte Schaltungen usw.) sind an der Unterseite des Kühlluftstroms zu platzieren.
• In horizontaler Richtung sind leistungsstarke Vorrichtungen möglichst nah am Rand der Platte anzuordnen, um den Wärmeübertragungsweg zu verkürzen; In vertikaler Richtung sind leistungsstarke Vorrichtungen möglichst nah an der Oberseite der Leiterplatte anzuordnen, um den Einfluss dieser Vorrichtungen auf die Temperatur anderer Vorrichtungen während des Betriebs zu verringern.
• Die Temperaturempfindlichen Geräte sollten in den Bereich mit der niedrigsten Temperatur (wie der Boden der Ausrüstung) platziert werden. Stellen Sie sie niemals direkt über die Heizungsgeräte. Mehrere Geräte sollten auf der horizontalen Ebene gestaltet sein.
• Die Wärmeabfuhr der Leiterplatte in der Ausrüstung hängt hauptsächlich von der Luftströmung ab, daher muss der Luftströmungsweg während der Konstruktion untersucht werden, und die Geräte oder Leiterplatten müssen vernünftig konfiguriert sein. Wenn Luft fließt, neigt sie immer dazu, an einem Ort mit geringem Widerstand zu fließen. Daher ist es bei der Konfiguration von Komponenten auf der Leiterplatte notwendig, einen großen Platz in einem bestimmten Bereich zu vermeiden. Auch die Konfiguration mehrerer Leiterplatten in der gesamten Maschine sollte auf das gleiche Problem achten.

Viele praktische Erfahrungen zeigen, dass der Temperaturanstieg der gedruckten Schaltung durch eine vernünftige Geräteanordnung effektiv reduziert werden kann, so dass die Ausfallrate von Geräten und Ausrüstungen erheblich reduziert werden kann.

Die oben genannten sind nur einige allgemeine Grundsätze für die Zuverlässigkeit der Gestaltung von Leiterplatten. Die Zuverlässigkeit von Leiterplatten ist eng mit bestimmten Schaltungen verbunden. Um die Zuverlässigkeit von Leiterplatten größtmöglich zu gewährleisten, ist es nicht notwendig, sich bei der Konstruktion mit spezifischen Schaltungen zu befassen.