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Atualmente, o circuito impresso ainda é o modo principal de montagem do equipamento eletrônico usado para diversos equipamentos e sistemas eletrônicos. A prática demonstrou que mesmo que o esquema de circuitos seja correctamente projetado e o quadro de circuitos impressos seja incorrectamente projetado, a confiabilidade do equipamento eletrônico será adversamente afetada. Por exemplo, se duas finas linhas paralelas do painel impresso estiverem próximas, o atraso da forma de onda de sinal será formado e o ruído refletido será formado no final da linha de transmissão. Portanto, ao projetar o circuito impresso, devemos prestar atenção ao método correto.

Eu, Design de fios terrestres:

• No equipamento eletrônico, o fundamento é um método importante para controlar a interferência. Se o fundamento e o escudo podem ser corretamente combinados, a maioria dos problemas de interferência podem ser resolvidos. As estruturas de fios terrestres em equipamentos eletrônicos geralmente incluem terra do sistema, terra de encerramento (terra de escudo), terra digital (terra lógica) e terra analógica. A atenção deve ser prestada aos seguintes pontos no design do fio terrestre: 1. - Seleção correta de fundamento de um único ponto e fundamento de vários pontos

No circuito de baixa frequência, a frequência de funcionamento do sinal é inferior a 1MHz, seu cabo e indução entre componentes têm menos influência, enquanto a corrente circulante formada pelo circuito de fundo tem maior influência na interferência, então um ponto de fundo deve ser adotado. Quando a frequência de funcionamento do sinal é maior que 10MHz, a impedância do fio terrestre torna-se grande. Neste momento, a impedância do fio terrestre deve ser reduzida o mais possível, e o mais próximo fundamento multiponto deve ser adotado. Quando a frequência de trabalho é de 1~10 MHz, se um ponto de aterragem for adotado, o comprimento do fio terrestre não deve exceder 1/20 do comprimento de onda, caso contrário o método de aterragem multiponto deve ser adotado.

• Circuito digital separado de circuito analógico

Existem tanto circuitos lógicos de alta velocidade como circuitos lineares na placa de circuitos, então eles devem ser separados tanto quanto possível, e os fios terrestres dos dois não devem ser misturados, e eles devem estar conectados ao fio terrestre do terminal de alimentação de energia respectivamente. A área de fundo do circuito linear será aumentada o mais possível. 3. O fio de fundo deve ser espessado o mais possível

Se o fio de fundo for muito fino, o potencial de fundo mudará com a mudança da corrente, resultando em nível de sinal de tempo instável de equipamento eletrônico e baixo desempenho anti-ruído. Portanto, o fio de fundo deve ser espessado o mais possível, para que possa passar a corrente permitida de três posições no quadro de circuitos impressos. Se possível, a largura do fio de fundo deve ser maior que 3 mm.

• Faça o fio de fundo num ciclo fechado

Ao projetar o sistema de fio terrestre de quadro de circuitos impressos composto apenas por circuitos digitais, tornando o fio terrestre num ciclo fechado pode obviamente melhorar a capacidade anti-ruído. A razão é que: existem muitos componentes de circuitos integrados na placa de circuitos impressos, especialmente quando existem componentes que consumem muita energia, devido à limitação da espessura do fio de fundo, grande diferença potencial será gerada na junção de fundo, causando um declínio da capacidade anti-ruído. Se a estrutura de fundo for um ciclo, a diferença potencial será reduzida e a capacidade anti-ruído do equipamento eletrônico será melhorada.

II, Design EMC:

EMC se refere à habilidade do equipamento eletrônico de trabalhar coordenado e efetivamente em diversos ambientes eletromagnéticos. O propósito do design do EMC é permitir equipamento eletrônico suprimir todos os tipos de interferência externa, permitir equipamento eletrônico funcionar normalmente em um ambiente eletrômagnético específico, e reduzir a interferência eletrômagnética do equipamento eletrônico para outros equipamentos eletrônicos.

• Seleccione uma largura razoável do fio

Uma vez que a interferência de impacto causada pela corrente transitória no fio impresso é principalmente causada pela indução do fio impresso, a indução do fio impresso deve ser minimizada. A indução de um fio impresso é proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua largura, então um fio curto e preciso é benéfico para a supressão da interferência. O fio de sinal do relógio, condutor de fila ou condutor de ônibus frequentemente carrega grande corrente transitória, e o fio impresso deve ser o mais curto possível. Para circuitos de componentes discretos, quando a largura do fio impresso é de cerca de 1,5 mm, os requisitos podem ser plenamente cumpridos; Para circuitos integrados, a largura do fio impresso pode ser selecionada de 0,2 a 1,0 mm,

• Usar a estratégia correta de cabo

O uso de rotulagem igual pode reduzir a indução do condutor, mas a indução mútua e a capacitação distribuída entre os condutores aumentam. Se a disposição permitir, é melhor usar a estrutura de cabo de malha bem formada. O método específico é que um lado do painel impresso é ligado horizontalmente e o outro lado é ligado longitudinalmente, e então está conectado com o buraco metal no buraco cruzado.

Para suprimir a conversa cruzada entre os fios do painel impresso, cabos de longa distância iguais devem ser evitados tanto quanto possível durante o projeto do cabo, e a distância entre os fios deve ser tirada tanto quanto possível. O fio de sinal não deve cruzar com o fio terrestre e o fio de energia o mais longe possível. Um fio impresso é colocado entre alguns fios de sinal muito sensíveis à interferência, o que pode efetivamente suprimir conversa cruzada.

Para evitar a radiação eletromagnética gerada quando sinais de alta frequência passam através do fio impresso, os seguintes pontos também devem ser prestados atenção ao cablar o quadro de circuitos impressos: ● Tente reduzir a descontinuidade do fio impresso, por exemplo, a largura do fio não deve mudar de repente, o canto do fio deve ser maior que 90 graus, e o fio circular é proibido.

III, Suprimir a interferência refletiva:

Para suprimir a interferência refletida nos terminales das linhas impressas, exceto para necessidades especiais, o comprimento das linhas impressas deve ser reduzido o mais possível e devem ser utilizados circuitos de velocidade lenta. Se necessário, pode-se adicionar uma correspondência de terminal, ou seja, um resistente correspondente com o mesmo valor de resistência pode ser adicionado no final da linha de transmissão ao solo e ao suprimento de energia. De acordo com a experiência, para circuitos gerais rápidos de TTL, as medidas de concordância terminal devem ser tomadas quando a linha impressa é maior que 10cm. O valor de resistência da resistência correspondente deve ser determinado de acordo com o valor máximo da corrente de entrada e da corrente de absorção do circuito integrado.

IV, A descomposição da configuração do capacitor:

No circuito de abastecimento de energia DC, a mudança de carga irá causar ruído de abastecimento de energia. Por exemplo, num circuito digital, quando o circuito transita de um estado para outro, uma grande corrente de pico será gerada na linha de energia, formando uma tensão de ruído transitória. A configuração do capacitor de descoplagem pode suprimir o ruído gerado pela mudança de carga. É um método convencional para o design de confiabilidade de placas de circuitos impressos. Os princípios de configuração são os seguintes:

• O terminal de entrada de energia está conectado com um capacitor eletrolítico de 10~100uF. Se a posição do circuito impresso permitir, o efeito anti-interferência do capacitor eletrolítico de mais de 100uF será melhor.
• Configurar um capacitor cerâmico de 0,01uF para cada chip de circuito integrado. Se o espaço do circuito impresso é pequeno demais para encaixar, um capacitor eletrolítico tantal de 1~10uF pode ser configurado para cada 4~10 chips. A impedância de alta frequência deste dispositivo é muito pequena. A impedância é inferior a 12 no intervalo de 500kHz~20MHz, e a corrente de vazamento é muito pequena (abaixo de 0,5uA).
• Para dispositivos com baixa capacidade de ruído e grande mudança de corrente quando desligados, e dispositivos de memória como ROM e RAM, os capacitores de descoplação devem estar diretamente conectados entre a linha de potência (Vcc) e o fio terrestre (GND) do chip.
• O chumbo do capacitor de desligação não deve ser muito longo, especialmente o chumbo do capacitor de bypass de alta frequência.

Dimensões do circuito impresso e configuração dos componentes

O tamanho do circuito impresso deve ser moderado. Se for grande demais, a linha impressa será longa e a impedência aumentará, o que não só reduzirá a resistência ao ruído mas também aumentará o custo; Se é muito pequeno, a dissipação de calor é pobre, e é fácil ser interferida por linhas adjacentes.

Em termos de disposição de dispositivos, como em outros circuitos lógicos, os dispositivos relacionados um ao outro devem ser colocados o mais próximos possível, para obter melhor efeito anti-ruído. As entradas do relógio do gerador de tempo, oscilador de cristal e CPU são fáceis de gerar ruído, então elas devem estar próximas uns aos outros. É muito importante que os dispositivos, pequenos circuitos de corrente, grandes circuitos de corrente, etc. que são propensos a gerar ruído estejam o mais longe possível dos circuitos lógicos. Se possível, os circuitos devem ser feitos separadamente. 5[UNK] Design térmico

V, Design térmico:

Da perspectiva de facilitar a dissipação de calor, é melhor instalar as placas impressas verticalmente. A distância entre placas geralmente não deve ser inferior a 2 cm, e o arranjo dos dispositivos nas placas impressas deve seguir certas regras

• Para equipamentos refrigerados por ar de convecção livre, é melhor arranjar o circuito integrado (ou outros dispositivos) da forma longitudinal; Para o equipamento com refrigeração forçada, é melhor organizar os circuitos integrados (ou outros dispositivos) de forma horizontal:
• Os componentes do mesmo painel impresso devem ser ordenados em zonas, tanto quanto possível, de acordo com seu valor calorífico e grau de dissipação de calor. Os componentes com baixo valor calorífico ou baixa resistência ao calor (como transistores de sinais pequenos, circuitos integrados em pequena escala, capacitores eletrólitos, etc.) devem ser colocados no topo (entrada) do fluxo de ar refrigerante, e os componentes com alto valor calorífico ou boa resistência ao calor (como transistores de energia, circuitos integrados em grande escala, etc.) devem ser colocados no fundo do fluxo de ar refrigerante.
• Na direção horizontal, os dispositivos de alta potência devem ser montados o mais perto possível da borda do painel impresso para curtar o caminho de transfer ência de calor; Na direção vertical, os dispositivos de alta potência devem ser arranjados o mais perto possível do topo do quadro de circuitos impressos, de modo a reduzir o impacto desses dispositivos na temperatura de outros dispositivos durante o funcionamento.
• Os dispositivos sensíveis à temperatura devem ser colocados na área com a temperatura mais baixa (como o fundo do equipamento). Nunca os coloque diretamente acima dos dispositivos de aquecimento. Muitos dispositivos deveriam ser colocados no plano horizontal.
• A dissipação de calor da placa de circuitos impressos no equipamento depende principalmente do fluxo de ar, então o caminho de fluxo de ar deve ser estudado durante o projeto, e os dispositivos ou placas de circuitos impressos devem ser razoávelmente configurados. Quando o ar flui, ele sempre tende a fluir em um lugar com pequena resistência. Portanto, ao configurar componentes no PCB, é necessário evitar deixar um grande espaço em uma determinada área. A configuração de vários circuitos impressos em toda a máquina também deveria prestar atenção ao mesmo problema.

Muita experiência prática mostra que o aumento da temperatura do circuito impresso pode ser efetivamente reduzido usando um dispositivo razoável, de modo que a taxa de falha dos dispositivos e equipamentos pode ser significativamente reduzida.

Os acima referidos são apenas alguns princípios gerais para o design de confiabilidade das placas de circuitos impressos. A confiabilidade das placas de circuitos impressos está estreitamente relacionada a circuitos específicos. Para assegurar a confiabilidade das placas de circuitos impressos, não é necessário lidar com circuitos específicos no design.