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Actuellement, la carte de circuit imprimé est toujours le mode principal d'assemblage des équipements électroniques utilisés pour divers équipements et systèmes électroniques. La pratique a prouvé que même si le schéma du circuit est correctement conçu et que la carte de circuit imprimé est mal conçue, la fiabilité des équipements électroniques sera affectée. Par example, si deux fines lignes parallèles de la carte imprimée sont proches l'une de l'autre, le retard de la forme d'onde du signal sera formé et le bruit réfléchi sera formé à l'extrémité de la ligne de transmission. Par conséquent, lors de la conception de la carte de circuit imprimé, nous devons prêter attention à la méthode correcte.

Je... Conception du fil de masse:

• Dans les équipements électroniques, la mise à la terre est une méthode importante pour contrôler les interférences. Si la mise à la terre et le blindage peuvent être correctement combinés, la plupart des problèmes d'interférence peuvent être résolus. Les structures de fil de masse dans les équipements électroniques comprennent généralement la masse du système, la masse de l'enceinte (masse de blindage), la masse numérique (masse logique) et la masse analogique. Il faut prêter attention aux points suivants dans la conception du fil de masse: 1. Sélection correcte de la mise à la terre à un point et à plusieurs points

Dans le circuit à basse fréquence, la fréquence de fonctionnement du signal est inférieure à 1MHz, son câblage et son inductance entre les composants ont moins d'influence, tandis que le courant circulant formé par le circuit de mise à la terre a une plus grande influence sur les interférences, il convient donc d'adopter une mise à la terre à un point. Lorsque la fréquence de fonctionnement du signal est supérieure à 10MHz, l'impédance du fil de masse devient grande. À ce moment, l'impédance du fil de masse devrait être réduite autant que possible et la mise à la terre multipoint la plus proche devrait être adoptée. Lorsque la fréquence de travail est de 1 ~ 10MHz, si une mise à la terre en un point est adoptée, la longueur du fil de mise à la terre ne doit pas dépasser 1/20 de la longueur d'onde, sinon la méthode de mise à la terre en plusieurs points doit être adoptée.

• Séparation du circuit numérique du circuit analogique

Il y a à la fois des circuits logiques à grande vitesse et des circuits linéaires sur la carte de circuit, donc ils doivent être séparés autant que possible, et les fils de masse des deux ne doivent pas être mélangés, et ils doivent être reliés au fil de masse de la borne d'alimentation respectivement. La surface de mise à la terre du circuit linéaire doit être augmentée autant que possible. 3. Le fil de mise à la terre doit être épaissi autant que possible

Si le fil de mise à la terre est très mince, le potentiel de mise à la terre changera avec le changement de courant, ce qui entraînera un niveau de signal de temporisation instable de l'équipement électronique et une mauvaise performance anti-bruit. Par conséquent, le fil de mise à la terre doit être épaissi autant que possible, afin qu'il puisse passer le courant autorisé de trois positions sur la carte de circuit imprimé. Si possible, la largeur du fil de mise à la terre devrait être supérieure à 3mm.

• Transformer le fil de mise à la terre en boucle fermée

Lors de la conception du système de fil de masse de carte de circuit imprimé composé de circuits numériques uniquement, faire du fil de masse en boucle fermée peut évidemment améliorer la capacité anti-bruit. La raison est que: il y a de nombreux composants de circuit intégré sur la carte de circuit imprimé, en particulier lorsqu'il y a des composants qui consomment beaucoup d'énergie, en raison de la limitation de l'épaisseur du fil de mise à la terre, une grande différence de potentiel sera générée sur la jonction de mise à la terre, provoquant une diminution de la capacité anti-bruit. Si la structure de mise à la terre est une boucle, la différence de potentiel sera réduite et la capacité anti-bruit des équipements électroniques sera améliorée.

II, Conception EMC:

La CEM désigne la capacité des équipements électroniques à fonctionner de manière coordonnée et efficace dans divers environnements électromagnétiques. Le but de la conception CEM est de permettre aux équipements électroniques de supprimer toutes sortes d'interférences externes, de permettre aux équipements électroniques de fonctionner normalement dans un environnement électromagnétique spécifique et de réduire les interférences électromagnétiques des équipements électroniques à d'autres équipements électroniques.

• Sélectionnez une largeur de fil raisonnable

Puisque l'interférence d'impact causée par le courant transitoire sur le fil imprimé est principalement causée par l'inductance du fil imprimé, l'inductance du fil imprimé devrait être minimisée. L'inductance d'un fil imprimé est proportionnelle à sa longueur et inversement proportionnelle à sa largeur, donc un fil court et précis est bénéfique pour la suppression des interférences. Le fil de signal du fil d'horloge, du pilote de ligne ou du pilote de bus porte souvent un grand courant transitoire, et le fil imprimé devrait être le plus court possible. Pour les circuits de composants discrets, lorsque la largeur du fil imprimé est d'environ 1,5 mm, les exigences peuvent être entièrement satisfaites; Pour les circuits intégrés, la largeur du fil imprimé peut être choisie de 0,2 à 1,0 mm,

• Utilisez la bonne stratégie de câblage

L'utilisation d'un routage égal peut réduire l'inductance du conducteur, mais l'inductance mutuelle et la capacité distribuée entre les conducteurs augmentent. Si la mise en page le permet, il est préférable d'utiliser la structure de câblage en maille bien formée. La méthode spécifique est qu'un côté de la carte imprimée est câblé horizontalement et l'autre côté est câblé longitudinalement, puis il est relié au trou métallique au trou transversal.

Afin de supprimer le croisement entre les fils de la carte imprimée, le câblage égal à longue distance doit être évité autant que possible lors de la conception du câblage et la distance entre les fils doit être tirée autant que possible. Le fil de signal ne doit pas se croiser avec le fil de masse et le fil d'alimentation dans la mesure du possible. Un fil imprimé mis à la terre est placé entre certains fils de signal qui sont très sensibles aux interférences, ce qui peut supprimer efficacement le crosstalk.

Afin d'éviter le rayonnement électromagnétique généré lorsque des signaux haute fréquence traversent le fil imprimé, il convient également de prêter attention aux points suivants lors du câblage de la carte de circuit imprimé: ● Essayez de réduire la discontinuité du fil imprimé, par exemple, la largeur du fil ne devrait pas changer soudainement, l'angle du fil devrait être supérieur à 90 degrés et le câblage circulaire est interdit.

III, Supprimer les interférences de réflexion :

Afin de supprimer les interférences réfléchies aux bornes des lignes imprimées, sauf pour des besoins spéciaux, la longueur des lignes imprimées devrait être raccourcie autant que possible et des circuits à vitesse lente devraient être utilisés. Si nécessaire, on peut ajouter une correspondance de terminaux, c'est-à-dire qu'une résistance correspondante de même valeur de résistance peut être ajoutée à l'extrémité de la ligne de transmission à la terre et à l'alimentation. Selon l'expérience, pour les circuits TTL rapides généraux, des mesures d'appariement de terminaux devraient être prises lorsque la ligne imprimée est plus longue de 10 cm. La valeur de résistance de la résistance correspondante doit être déterminée en fonction de la valeur maximale du courant d'entraînement de sortie et du courant d'absorption du circuit intégré.

IV, Configuration du condensateur de découplage:

Dans le circuit d'alimentation DC, le changement de charge provoquera du bruit d'alimentation. Par example, dans un circuit numérique, lorsque le circuit passe d'un état à un autre, un grand courant de pic sera généré sur la ligne électrique, formant une tension de bruit transitoire. La configuration du condensateur de découplage peut supprimer le bruit généré par le changement de charge. C'est une méthode conventionnelle pour la conception de fiabilité des cartes de circuits imprimés. Les principes de configuration sont les suivants:

• La borne d'entrée de puissance est reliée à un condensateur électrolytique de 10 ~ 100uF. Si la position de la carte de circuit imprimé le permet, l'effet anti-interférence du condensateur électrolytique de plus de 100uF sera meilleur.
• Configurez un condensateur céramique de 0,01uF pour chaque puce de circuit intégré. Si l'espace de la carte de circuit imprimé est trop petit pour s'adapter, un condensateur électrolytique de tantale 1 ~ 10uF peut être configuré pour toutes les puces 4 ~ 10. L'impédance haute fréquence de ce dispositif est très faible. L'impédance est inférieure à 12 dans la plage de 500kHz ~ 20MHz, et le courant de fuite est très petit (en dessous de 0,5uA).
• Pour les appareils ayant une faible capacité de bruit et une grande variation de courant lors de l'arrêt, et les appareils de mémoire tels que la ROM et la RAM, les condensateurs de découplage doivent être connectés directement entre la ligne électrique (Vcc) et le fil de masse (GND) de la puce.
• Le fil du condensateur de découplage ne doit pas être trop long, en particulier le fil du condensateur de dérivation haute fréquence.

Dimensions du circuit imprimé et configuration des composants

La taille du circuit imprimé doit être modérée. Si elle est trop grande, la ligne imprimée sera longue et l'impédance augmentera, ce qui réduira non seulement la résistance au bruit mais augmentera également le coût; S'il est trop petit, la dissipation de chaleur est faible et il est facile d'être interféré par les lignes adjacentes.

En termes de disposition des dispositifs, comme pour d'autres circuits logiques, les dispositifs liés les uns aux autres doivent être placés le plus près possible, de manière à obtenir un meilleur effet anti-bruit. Les entrées d'horloge du générateur de temps, de l'oscillateur de cristal et du processeur sont faciles à générer du bruit, donc elles devraient être proches les unes des autres. Il est très important que les dispositifs, les circuits de petit courant, les circuits de grand courant, etc., susceptibles de générer du bruit soient aussi éloignés que possible des circuits logiques. Si possible, les cartes de circuit doivent être réalisées séparément. 5, Conception thermique

V, Conception thermique:

Du point de vue de faciliter la dissipation de chaleur, il est préférable d'installer les cartes imprimées verticalement. La distance entre les cartes ne doit généralement pas être inférieure à 2 cm, et l'arrangement des dispositifs sur les cartes imprimées doit suivre certaines règles

• Pour les équipements refroidis par l'air de convection libre, il est préférable de disposer le circuit intégré (ou d'autres dispositifs) de manière longitudinale; Pour les équipements avec refroidissement à air forcé, il est préférable d'organiser les circuits intégrés (ou d'autres dispositifs) de manière horizontale:
• Les composants de la même carte imprimée doivent être disposés en zones dans la mesure du possible en fonction de leur valeur calorifique et de leur degré de dissipation de chaleur. Les composants à faible valeur calorifique ou à faible résistance thermique (tels que les petits transistors de signal, les circuits intégrés à petite échelle, les condensateurs électrolytiques, etc.) doivent être placés en haut (entrée) du flux d'air de refroidissement, et les composants à haute valeur calorifique ou à bonne résistance thermique (tels que les transistors de puissance, les circuits intégrés à grande échelle, etc.) doivent être placés en bas du flux d'air de refroidissement.
• Dans la direction horizontale, les dispositifs à haute puissance doivent être disposés aussi près que possible du bord de la carte imprimée pour raccourcir la trajectoire de transfert de chaleur; Dans la direction verticale, les dispositifs à haute puissance doivent être disposés le plus près possible du haut de la carte de circuit imprimé, de manière à réduire l'impact de ces dispositifs sur la température d'autres dispositifs pendant leur fonctionnement.
• Les dispositifs sensibles à la température doivent être placés dans la zone à la température la plus basse (comme le fond de l'équipement). Ne les placez jamais directement au-dessus des dispositifs de chauffage. Plusieurs dispositifs doivent être décalés sur le plan horizontal.
• La dissipation de chaleur de la carte de circuit imprimé dans l'équipement dépend principalement du flux d'air, de sorte que la trajectoire du flux d'air doit être étudiée pendant la conception et les dispositifs ou les cartes de circuit imprimé doivent être configurés de manière raisonnable. Lorsque l'air circule, il a toujours tendance à circuler dans un endroit avec une faible résistance. Par conséquent, lors de la configuration des composants sur le PCB, il est nécessaire d'éviter de laisser un grand espace dans une certaine zone. La configuration de plusieurs cartes de circuit imprimé dans toute la machine devrait également prêter attention au même problème.

Une grande expérience pratique montre que l'augmentation de température du circuit imprimé peut être efficacement réduite en utilisant une disposition de dispositif raisonnable, de sorte que le taux de défaillance des dispositifs et des équipements peut être considérablement réduit.

Ce qui précède ne sont que quelques principes généraux pour la conception de fiabilité des cartes de circuits imprimés. La fiabilité des cartes de circuits imprimés est étroitement liée à des circuits spécifiques. Afin d'assurer la plus grande fiabilité des cartes de circuits imprimés, il n'est pas nécessaire de traiter de circuits spécifiques dans la conception.