לוח PCBהוא לוח מעגלים מודפס עליו ממוקמים רכיבים אלקטרוניים ויש להם חיווט. הדפסת חוטי אנטי-קורוזיה על מצעים מצופים נחושת, תחריט ושטיפה מהחוטים. עקרון העבודה של לוח מעגלים הוא להשתמש בחומר הבידוד של המצע כדי לבודד את השכבה המוליכה של נייר הנחושת על פני השטח, כך שהזרם יכול להתפשט דרך רכיבים שונים לאורך המסלול המעוצב, ובכך להשיג פונקציות כמו פעולה, הגברה, הנחתה, אפנון, דמודולציה וקידוד.
1, ידע הקשור לקבלים:
לקבלים אלקטרוליטיים אלומיניום יש קיבולת גדולה ומתח מדורג גבוה, אך הם בעלי יכולת הסתגלות לקויה לסביבות טמפרטורת עבודה, מה שהופך אותם למתאימים ליישומי סינון בתדר נמוך;
לקבלי טנטלום מאפייני טמפרטורה טובים, ESR נמוך ו- ESL, ומאפייני סינון טובים בתדירות גבוהה, אך היכולת שלהם לעמוד בזרמי נחשול אינה טובה. בדרך כלל הם מעוצבים עם 50% או יותר מגרדים לשימוש;
לקבלי קרמיקה יתרונות כמו גודל קטן, מחיר נמוך ויציבות טובה. בשימוש נרחב לסינון בתדר גבוה באספקת חשמל, עם קיבול קטן. כאשר יש צורך בקבלים בעלי קיבולת גדולה, יש לקחת בחשבון סוגים אחרים של קבלים.
לניתוק הקבלים יש את הבעיה של רדיוס ניתוק: ככל שהקול והחבילה קטנים יותר, כך רדיוס הפירוק קטן יותר. בפריסת PCB, כדי להבטיח ניתוק יעיל של אספקת החשמל על ידי חבילות וקבלים קטנים, יש למקם קבלים קרוב ככל האפשר לסיכות אספקת החשמל; ככל שערך הקיבול והאריזה הגדולים יותר, כך רדיוס ההתנתקות גדול יותר, שיכול לפרק ביעילות את אספקת החשמל על שטח גדול יותר. כאשר מפטרים חבילה גדולה וקבלים ניתוק בעלי ערך גבוה, ניתן לשלוט בו זמנית על ניתוק סיכות כוח מרובות.
2. ידע הקשור להשראות:
מאפייני השראות בעיצוב המעגלים כוללים בעיקר: סינון הרמוניות בתדר גבוה, מעבר DC וחסימת AC; הפריע לשינויים בזרם ושמירה על יציבות זרם ההפעלה של התקנים.
פרמטרי השראות שצריך לבדוק בבחירת משרן כוללים ערך השראות, התנגדות DC, זרם מדורג ותדר תהודה עצמית (התדר עם ערך Q הגבוה ביותר)
ככל שערך השראות גדול יותר, כך התנגדות DC המתאימה גבוהה יותר; ככל שערך השראות גדול יותר, כך התדר התהודה המתאים נמוך יותר; ככל שערך השראות גדול יותר, כך הזרם המדורג המקביל קטן יותר.
3. ידע חרוז מגנטי:
חרוזים מגנטיים מתוכננים באופן ספציפי לדיכוי רעש בתדר גבוה והפרעות דוקרן בקווי האות וקווי החשמל, ובנוסף יש להם את היכולת לספוג קטניות אלקטרוסטטיות.
מתחת לתדר נקודת המפנה, חרוזים מגנטיים מראים רגישות ומשקפים רעש; מעל תדירות נקודת המפנה, חרוזים מגנטיים מראים עמידות, סופגים רעש ומגירים אותו לאנרגיה תרמית.
ההבדל בין משרנים לחרוזים מגנטיים:
(1) דרך ההתמודדות עם רעש שונה. השראות וקיבול יוצרים מעגל סינון LC נמוך-מעבר. הקבל קובע נתיב עכבה נמוך בין המשרן לקרקע, ומאפשר להנחות רעש בתדר גבוה למישור הקרקע דרך נתיב העכבה הנמוך. במעגלי סינון נמוכים של LC, משרנים אינם מסלקים באופן מהותי רעש בעת התמודדות איתו; שיטת העיבוד של חרוזים מגנטיים לרעש היא שבתדרים נמוכים, החרוזים המגנטיים הם אינדוקטיביים ומשקפים רעש, ואילו בתדרים גבוהים, מאפיין ההתנגדות הוא המאפיין העיקרי. ההתנגדות בחרוזים המגנטיים סופגת רעש בתדר גבוה וממירה אותו לאנרגיית חום, שיכולה לחסל באופן מהותי רעש.
(2) האם יש לזה השפעות מזיקות מעצמו. כאשר מעגל פילטר LC מורכב מהשראות וקיבול, בשל העובדה ש- LC הוא רכיב לאחסון אנרגיה, שניהם עשויים לחוות עירור עצמי, מה שיכול להשפיע על המעגל; חרוזים מגנטיים הם רכיבים גוזלים אנרגיה שאינם מרגשים את עצמם ואינם משפיעים על המעגל. ההשפעה של הבאת רעש.
(3) טווח התדרים של הסינון משתנה. כאשר השראות אינה עולה על 50 מגה הרץ בטווח התדרים הנמוך, יש לו מאפייני סינון טובים. כאשר התדר גבוה, אפקט הסינון אינו טוב; וחרוזים מגנטיים משתמשים במאפייני ההתנגדות שלהם כדי לספוג רעש בתדר גבוה, ומסננים טווח תדרים גדול בהרבה מחרוזים מגנטיים.
(4) ירידת מתח DC של המכשיר שונה. גם משרנים וגם חרוזים מגנטיים הם בעלי התנגדות ל- DC. עבור פילטרים באותה רמה, התנגדות DC של חרוזים מגנטיים קטנה יותר מזו של משרנים, וירידת המתח של חרוזים מגנטיים קטנה יותר מזו של משרנים באותה רמה.
4. פריקה אלקטרוסטטית
בעת תכנון PCBs, יש לקחת בחשבון את הגנת ה- ESD, והחיווט צריך לעקוב אחר כיוונים אופקיים ואנכיים כאחד. אם המרחב מאפשר, החיווט צריך להיות סמיך ככל האפשר; אל תניח אותות רגישים לרעש כמו אותות שעון, אותות איפוס וכו 'בשולי ה- PCB; כאשר ה- PCB מורכב משכבות מרובות, עקבות רגישים צריכים להיות בעלי מטוס קרקע התייחסות טוב ככל האפשר; עבור פילטרים, יש להגדיל ככל האפשר ככל האפשר, ניתוב איתות חלש וכו ', יש להגדיל את מרווח הניתוב ככל האפשר; יש לסנן עקבות למרחקים ארוכים; על פי ההגנה מפני ESD, יש להוסיף כיסויי מיגון כראוי.
ממשק ה- ESD וההגנה יכולים לעקוב אחר כללי העיצוב הבאים:
(1) סדר ההסדר הכללי של רכיבי הגנת הברק בספקי חשמל הוא משתנים, נתיכים, דיודות דיכוי, מסנני EMI, משרנים או משרנים של מצב נפוץ. אם אחד מהרכיבים לעיל חסר בסכמטי, הפריסה תידחה בהתאם.
(2) סדר הסידור הכללי של התקני הגנת אות ממשק הוא ESD (צינור TVS), שנאי בידוד, משרן מצב נפוץ, קבלים ונגד. אם אחד מהרכיבים לעיל חסר בסכמטי, הפריסה תידחה.
(3) עקוב בקפדנות אחר רצף התרשים הסכמטי; סידור חזית "
(4) יש למקם את שבב המרה ברמה ליד המחבר.
(5) מכשירים הרגישים להתערבות ESD, כמו NMOS ו- CMOS התקנים, צריכים להיות ממוקמים ככל האפשר מאזורים הרגישים להפרעות ESD (כמו קצה לוח יחיד).
(6) קווי האות המתאימים למכשירי דיכוי מתח (צינורות טלוויזיות, וריסטורים) צריכים להיות קצרים ולהיות משטח מחוספס (בדרך כלל במרחק של יותר מ- 10 מיל))
(7) החיווט בין ממשקים שונים צריך להיות ברור ולא להצטלב זה עם זה. המרחק בין כבל הממשק למכשיר סינון המגן המחובר צריך להיות קצר ככל האפשר. על כבל הממשק לעבור דרך התקני מגן או סינון לפני שהוא מגיע לאות המקבל שבב.
(8) יש לחבר את החור הקבוע של מכשיר הממשק לקרקע המגן, ויש לחבר ישירות את חור המיקום והברגים המחוברים לדיור לקרקע האות.
(9) יש להפריד בין אותות הקלט והפלט של שנאים, צמוד אופטי ומכשירים אחרים.
5. טיפול בפיזור חום PCB
כמה מכשירים עם ייצור חום גבוה בדרך כלל יש רפידות פיזור חום ייעודיות, ויש להוסיף VIA מתאימים לרפידות פיזור החום.
6. מסגרת לוח PCB
בין אם מדובר בפריסה, חיווט או ציפוי נחושת במישור הפנימי, עליו לסגת מרחק מסוים ביחס למסגרת הלוח. ניתן לבחור את גודל חלל ההצטמקות על פי דרישות העיצוב. אלא אם כן צוין אחרת, בעת הדבקה של נחושת, יש לחזור על מסגרת הלוח המתאימה על ידי 0. 5. MM יכול לעשות את זה.
עבור אארבע שכבות לוחתכנן, אם שתי השכבות האמצעיות הן שכבת הכוח ושכבת הקרקע, יש להגדיר את הכניסה להפחתת קרינה אלקטרומגנטית.
בעיצוב PCB בפועל, ישנם בעיקר שני סוגים של דגמי ניתוב: קווי מיקרו -סטריפ וקווי רצועות. קווי מיקרו -סטריפ הם קווי איתות הפועלים בשכבה העליונה או התחתונה של לוח המעגל, ואילו קווי רצועה הם קווי איתות הפועלים בשכבה הפנימית של לוח המעגל.
קווי סרפנטין יכולים לפגוע באיכות האות ולשנות את עיכוב ההעברה, ולכן יש להימנע מהם ככל האפשר במהלך החיווט. עם זאת, בתכנון מעשי, על מנת להבטיח שלאות האות יש זמן אחזקה מספיק או כדי להפחית את קיזוז הזמן בין אותה קבוצה של אותות, נדרשת לעתים קרובות פיתול מכוון. כאשר האותות מועברים בקו סרפנטין, צימוד מתרחש בין קטעים מקבילים בצורה של מצב דיפרנציאלי. ככל שה- S קטנים יותר, כך ה- LP גדול יותר, ותואר צימוד גדול יותר, מה שעלול להוביל לירידה בעיכוב ההולכה ולהפחית מאוד את איכות האות.
מספר הצעות לטיפול בקווי סרפנטין:
(1) נסה להגדיל את המרחקים (ים) בין קטעי קו מקבילים ככל האפשר, לפחות יותר מ- 3 שעות, כאשר H מתייחס למרחק מקו האות למישור ההתייחסות. במילים פשוטות, זה אומר לקחת תפנית גדולה. כל עוד S גדול מספיק, ניתן להימנע כמעט לחלוטין מהשפעת הצימוד ההדדית.
(2) צמצם את אורך הצימוד LP. כאשר עיכוב ה- LP הכפול מתקרב או עולה על זמן עליית האות, המפגש שהתקבל יגיע לרוויה.
(3) עיכוב העברת האות הנגרם על ידי קווי סרפנטין של קווי רצועה או קווי מיקרו -סטריפ קבורים הוא קטן יותר מזה של קווי מיקרו -סטריפ. להלכה, קווי הרצועות לא ישפיעו על קצב ההעברה בגלל התפרצות מצב דיפרנציאלית.
(4) עבור קווי איתות עם דרישות תזמון מהירות גבוהה ודרישות תזמון, נסו לא לעקוב אחר קווי סרפנטין, במיוחד באזורים קטנים.
(5) אם שטח מאפשר, ניתן להשתמש בכל זווית של חיווט סרפנטין כדי להפחית ביעילות צימוד הדדי.
(6) בPCB במהירות גבוההבעיצוב, לקווים סרפנטין אין יכולות סינון או אנטי-התערבות, ועשויות רק להפחית את איכות האות, ולכן הם משמשים רק להתאמת תזמון ואין להם מטרה אחרת
(7) לפעמים ניתן לשקול ניתוב ספירלי לצורך פיתול, והדמיה מראה כי השפעתו טובה יותר מניתוב סרפנטין רגיל.
(8) זווית קו הנחש היא 45 מעלות; פינת או פילה.
בלוח המעגלים הבסיסי ביותר של PCB, החלקים מקובצים בעיקרון בצד אחד, וחוטים מקובצים בצד השני. PCB זה נקרא לוח יחיד מכיוון שהחוטים קיימים רק בצד אחד. לוחות רב שכבתיים, שבהם יש שכבות מרובות חוטים, חייבים להיות בעלי חיבורי מעגלים נכונים בין שתי השכבות. הגשר בין מעגלים נקרא דרך. ניתן לחלק את תהליך העיצוב הבסיסי של לוח מעגלים לארבעת השלבים הבאים:
(1) תכנון סכמטי במעגל - תכנון סכמטי במעגל משתמש בעיקר בעורך סכמטי כדי לצייר דיאגרמות סכמטיות.
(2) צור דוח רשת & Dash & MDASH; דוח רשת: הצגת עקרונות מעגלים ויחסי חיבור של רכיבים שונים במעגל. זהו הגשר והקשר בין עיצוב סכמטי לעיצוב לוח מעגלים. באמצעות דוח הרשת של הסכימה במעגל, ניתן למצוא במהירות את החיבורים בין רכיבים, ומספקים נוחות לעיצוב PCB עתידי.
(3) תכנון לוח מעגלים מודפס - תכנון לוח מעגלים מודפס הוא מה שאנו מכנים בדרך כלל כ- PCB תכנון, שהוא הצורה הסופית של המרת סכימות מעגלים. עיצוב זה קשה יותר מאשר תכנון סכמטי מעגל. אנו יכולים להשתמש בתכונות עיצוב עוצמתיות כדי להשלים חלק זה של העיצוב.
(4) צור דוח לוח מעגלים מודפס & Dash & MDASH; לאחר השלמת תכנון לוח המעגלים המודפס, קיים תהליך סופי אחד שיש להשלים, כלומר לייצר דוחות: דוח מידע על לוח מעגלים, לייצר דוחות סיכות, דוחות סטטוס רשת וכו ', ולבסוף להדפיס את דיאגרמת המעגל.