14 nejdůležitějších bodů kontrolního seznamu rozvržení plošných spojů
14 nejlepších bodů Rozložení PCB Kontrolní seznam
Při navrhování desek plošných spojů je třeba zvážit následující aspekty, aby byl návrh vysokofrekvenčních desek plošných spojů rozumnější a aby se dosáhlo lepšího výkonu proti rušení:
(1) Rozumně zvolte počet vrstev. Při zapojení vysokofrekvenčních desek plošných spojů v návrhu desek plošných spojů použijte střední vnitřní rovinu jako napájecí a zemnící vrstvu, která může hrát stínící roli, účinně snížit parazitní indukčnost, zkrátit délku signálních vodičů a minimalizovat křížové rušení signálu.
(2) Způsob zapojení: Zapojení musí být natočeno pod úhlem 45° nebo v oblouku, což může snížit vyzařování vysokofrekvenčních signálů a jejich vazbu.
(3) Délka stopy: Čím kratší je délka stopy, tím lépe, a čím kratší je rovnoběžná vzdálenost mezi dvěma čarami, tím lépe.
(4) Počet průchozích otvorů: Čím menší je počet průchozích otvorů, tím lépe.
(5) Směr zapojení mezi vrstvami Směr zapojení mezi vrstvami by měl být svislý, tj. horní vrstva je vodorovná a spodní vrstva svislá. To může snížit rušení mezi signály.
(6) Měděný povlak Přidáním broušeného měděného povlaku lze snížit rušení mezi signály.
(7) Uzemnění: Uzemnění důležitých signálních vedení může výrazně zlepšit odolnost signálu proti rušení. Samozřejmě lze uzemnit i zdroje rušení, aby nemohly rušit jiné signály.
(8) Signální vedení Signální vedení nelze smyčkovat a je nutné je vést řetězově.
Upřednostněte klíčové signální linky: Nejprve se směrují analogové malé signály, vysokorychlostní signály, hodinové signály, synchronizační signály a další klíčové signály. Princip priority hustoty: Začněte zapojení od zařízení s nejsložitějšími propojeními na desce. Začněte zapojením od nejhustší oblasti na desce. Buďte opatrní: a. Snažte se zajistit vyhrazené vrstvy zapojení pro klíčové signály, jako jsou hodinové signály, vysokofrekvenční signály, citlivé signály atd., a zajistěte minimální plochu smyčky. V případě potřeby by se měly použít metody, jako je ruční prioritní zapojení, stínění a zvyšování bezpečnostních vzdáleností. Zajistěte kvalitu signálu. b. Prostředí EMC mezi napájecí vrstvou a zemní vrstvou je špatné, proto se vyhněte uspořádání signálů citlivých na rušení. c. Sítě s požadavky na regulaci impedance by měly být zapojeny co nejvíce podle požadavků na délku a šířku vedení.
Hodinový vodič je jedním z faktorů, které mají největší vliv na elektromagnetickou kompatibilitu (EMC). Na hodinovém vodiči by mělo být co nejméně otvorů, snažte se vyhnout jeho paralelnímu vedení s jinými signálovými vodiči a vyhýbejte se běžným signálovým vodičům, abyste zabránili jejich rušení. Zároveň je třeba se vyhnout napájecí části desky, aby se zabránilo vzájemnému rušení napájení a hodin. Pokud je na desce speciální čip pro generování hodin, nesmí se pod ním vést žádné vodiče. Pod ním by měla být umístěna měď a v případě potřeby pro ni lze speciálně vyříznout zem. U krystalových oscilátorů, na které se odkazuje mnoho čipů, by se pod těmito krystalovými oscilátory neměly vést vodiče a měď by měla být umístěna pro izolaci.
Pravoúhlé zapojení je obecně situací, které je třeba se při zapojení desek plošných spojů vyhnout, a stalo se téměř jedním ze standardů pro měření kvality zapojení. Jaký vliv tedy bude mít pravoúhlé zapojení na přenos signálu? Pravoúhlé zapojení v zásadě způsobí změnu šířky vedení, což způsobí diskontinuitu impedance. Ve skutečnosti nejen pravoúhlé zapojení, ale i zapojení pod kulatým a ostrým úhlem může způsobit změny impedance. Vliv pravoúhlého zapojení na signály se projevuje hlavně ve třech aspektech: Za prvé, roh může být ekvivalentní kapacitní zátěži na vedení, což zpomaluje dobu náběhu; za druhé, diskontinuita impedance způsobí odraz signálu; za třetí je to EMI generované pravoúhlým hrotem.
(1) U vysokofrekvenčního proudu, když ohyb vodiče svírá pravý nebo dokonce ostrý úhel, je hustota magnetického toku a intenzita elektrického pole v blízkosti ohybu relativně vysoká, což vede k vyzařování silných elektromagnetických vln a indukčnost v tomto místě bude větší. Objem a odpor budou větší než u tupých nebo zaoblených rohů.
(2) U sběrnicového zapojení digitálních obvodů mají závity vodičů tupé nebo zaoblené rohy a plocha zapojení zabírá relativně malou plochu. Za stejných podmínek rozteče vedení zabírá celková rozteč vedení 0.3krát menší šířku než u pravoúhlého závitu.
Viz: Diferenciální směrování a impedanční přizpůsobení
a. Silná odolnost proti rušení, protože vazba mezi dvěma diferenciálními stopami je velmi dobrá. Pokud dojde k vnějšímu šumu, je tento šum propojen s oběma vedeními téměř současně a přijímací strana se stará pouze o rozdíl mezi těmito dvěma signály. Proto lze vnější soufázový šum zcela kompenzovat.
b. Dokáže účinně potlačit elektromagnetické rušení. Stejně tak, protože polarita obou signálů je opačná, mohou se elektromagnetická pole jimi vyzařovaná navzájem rušit. Čím bližší je vazba, tím méně elektromagnetické energie se uvolňuje do okolního světa.
c. Přesné časování. Protože se změna přepínání diferenciálního signálu nachází v průsečíku obou signálů, na rozdíl od běžných jednostranných signálů, které se spoléhají na vysoké a nízké prahové napětí, je méně ovlivněn procesem a teplotou a může snížit chyby časování a je také vhodnější pro obvody s nízkoamplitudovými signály. V současné době populární LVDS (nízkonapěťová diferenciální signalizace) označuje tuto technologii diferenciální signalizace s malou amplitudou.
Pro inženýry plošných spojů je nejdůležitějším problémem, jak zajistit, aby výhody diferenciálního směrování mohly být plně využity v reálném směrování. Snad každý, kdo se setkal s Layoutem, pochopí obecné požadavky na diferenciální směrování, kterými jsou „stejná délka a stejná vzdálenost“.
Stejná délka má zajistit, aby si oba diferenciální signály vždy udržovaly opačnou polaritu a snížila se složka souhlasného režimu; stejná vzdálenost má především zajistit, aby diferenciální impedance obou signálů byla konzistentní a aby se snížil odraz. „Princip co největšího přiblížení“ je někdy také jedním z požadavků na diferenciální směrování.
Diferenciální signál se stále častěji používá v návrhu vysokorychlostních obvodů. Nejdůležitější signály v obvodu často používají diferenciální strukturu. Definice: Laicky řečeno to znamená, že budicí strana vysílá dva stejné a opačné signály. Přijímací strana určuje logický stav „0“ nebo „1“ porovnáním rozdílu mezi těmito dvěma napětími. Dvojice drah, které přenášejí diferenciální signály, se nazývá diferenciální dráhy.
Ve srovnání s běžným jednostranným signálním zapojením se nejzřetelnější výhody diferenciálních signálů odrážejí v následujících třech aspektech: a. Silná odolnost proti rušení, protože vazba mezi oběma diferenciálními stopami je velmi dobrá. Pokud dojde k vnějšímu šumu, je tento šum propojen s oběma vedeními téměř současně a přijímací strana se stará pouze o rozdíl mezi těmito dvěma signály. Proto lze vnější soufázový šum zcela kompenzovat. b. Dokáže účinně potlačit elektromagnetické rušení. Stejně tak, protože polarita obou signálů je opačná, elektromagnetická pole jimi vyzařovaná se mohou vzájemně rušit. Čím bližší je vazba, tím méně elektromagnetické energie se uvolňuje do vnějšího světa.
Přesné časování. Protože se změna spínání diferenciálního signálu nachází v průsečíku obou signálů, na rozdíl od běžných jednostranných signálů, které se spoléhají na vysoké a nízké prahové napětí, je méně ovlivněn procesem a teplotou a může snížit chyby časování. Je také vhodnější pro obvody s nízkou amplitudou signálů. V současné době populární LVDS (nízkonapěťová diferenciální signalizace) označuje tuto technologii diferenciální signalizace s malou amplitudou. Pro inženýry desek plošných spojů je nejdůležitějším problémem, jak zajistit, aby bylo možné plně využít výhod diferenciálního směrování ve skutečném směrování. Snad každý, kdo se seznámil s Layoutem, pochopí obecné požadavky na diferenciální směrování, kterými je „stejná délka a stejná vzdálenost“. Stejná délka má zajistit, aby si oba diferenciální signály vždy udržovaly opačnou polaritu a snížila se složka souhlasného režimu; stejná vzdálenost má především zajistit, aby diferenciální impedance obou signálů byla konzistentní a snížila se odraz. „Princip co největšího přiblížení“ je někdy také jedním z požadavků na diferenciální směrování.
Pro inženýry desek plošných spojů je nejdůležitějším problémem, jak zajistit, aby výhody diferenciálního směrování mohly být plně využity v reálném směrování. Snad každý, kdo se setkal s Layoutem, pochopí obecné požadavky na diferenciální směrování, kterými jsou „stejná délka a stejná vzdálenost“. Stejná délka má zajistit, aby si oba diferenciální signály vždy udržovaly opačnou polaritu a snížila se složka souhlasného režimu; stejná vzdálenost má především zajistit, aby diferenciální impedance obou signálů byla konzistentní a snížila se odraz. „Princip co největšího přiblížení“ je někdy také jedním z požadavků na diferenciální směrování.
Hadí vedení je typ zapojení často používaný v návrhu. Jeho hlavním účelem je úprava zpoždění a splnění požadavků na návrh časování systému. Konstruktéři si musí nejprve uvědomit toto: Hadí vedení snižuje kvalitu signálu a mění zpoždění přenosu, proto je třeba se jim při zapojení vyhnout. Ve skutečném návrhu však musí být vedení často záměrně vinuto, aby se zajistila dostatečná doba udržení signálu nebo aby se snížil časový posun mezi stejnou skupinou signálů.
Pozor: Diferenciální signální vodiče, které se objevují ve dvojicích, se obvykle vedou paralelně s co nejmenším počtem otvorů. Pokud je nutné vrtat otvory, měly by se vrtat oba vodiče společně, aby se dosáhlo impedančního přizpůsobení. Skupina sběrnic se stejnými atributy by měla být vedena co nejvíce vedle sebe a měla by mít co stejnou délku. Průchozí otvory vedoucí z propojovací plošky by měly být od plošky co nejdále.
I když je zapojení celé desky plošných spojů provedeno správně, rušení způsobené nedostatečným zohledněním napájecích a zemnících vodičů sníží výkon produktu a někdy dokonce ovlivní úspěšnost jeho používání. Proto je nutné brát zapojení elektrických a zemnících vodičů vážně, aby se minimalizovalo rušení generované elektrickými a zemnícími vodiči a zajistila se tak kvalita produktu.
Každý inženýr, který se zabývá návrhem elektronických výrobků, rozumí příčinám šumu mezi zemnícím vodičem a elektrickým vedením. Nyní popíšeme pouze metodu potlačení šumu:
(1) Je dobře známo, že mezi napájecí a zemnící vodiče se přidávají oddělovací kondenzátory. (2) Zkuste zvětšit šířku napájecího a zemnícího vodiče. Nejlepší je, aby zemnící vodič byl širší než napájecí vodič. Jejich vztah je: zemnící vodič > napájecí vodič > signální vodič. Obvykle je šířka signálního vodiče: 0.2–0.07 mm, napájecí kabel je 1.2–2.5 mm. U digitálních desek plošných spojů lze široké zemnící vodiče použít k vytvoření smyčky, tj. k vytvoření zemnící sítě (zem analogových obvodů nelze tímto způsobem použít). (3) Jako zemnící vodič použijte velkou plochu měděné vrstvy a všechny nevyužité oblasti na desce plošných spojů propojte se zemí jako zemnící vodič. Nebo lze desku vyrobit jako vícevrstvou, přičemž napájecí a zemnící vodiče zabírají jednu vrstvu.
V oblastech s hustým počtem průchozích otvorů je třeba dbát na to, aby se otvory v dutých oblastech napájecí a zemnící vrstvy nepropojovaly a netvořily tak oddělení rovinné vrstvy, čímž by se narušila její celistvost a zvětšila se plocha smyčky signálového vedení v zemní vrstvě.
Pravidla pro zemní smyčku:
Pravidlo minimální smyčky znamená, že plocha smyčky tvořená signálovým vedením a jeho smyčkou by měla být co nejmenší. Čím menší je plocha smyčky, tím méně vnějšího záření a tím menší je přijímané vnější rušení.
Pravidla pro oddělení zařízení:
A. Přidejte na plošný spoj potřebné oddělovací kondenzátory, abyste odfiltrovali rušivé signály na napájecím zdroji a stabilizovali signál napájecího zdroje. U vícevrstvých desek není umístění oddělovacích kondenzátorů obecně příliš náročné, ale u dvouvrstvých desek bude uspořádání oddělovacích kondenzátorů a zapojení napájecího zdroje přímo ovlivňovat stabilitu celého systému a někdy i úspěch či neúspěch návrhu. B. U dvouvrstvých desek by měl být proud obecně filtrován filtračním kondenzátorem, než jej zařízení použije. C. U návrhu vysokorychlostních obvodů souvisí správné použití oddělovacích kondenzátorů se stabilitou celé desky.
V dnešní době mnoho desek plošných spojů již není samostatnými funkčními obvody (digitálními nebo analogovými obvody), ale skládá se ze směsi digitálních a analogových obvodů. Proto je nutné při zapojení zohlednit vzájemné rušení mezi nimi, zejména šum na zemnícím vodiči.
Frekvence digitálních obvodů je vysoká a citlivost analogových obvodů je vysoká. U signálových vodičů by měly být vysokofrekvenční signálové vodiče co nejdále od citlivých analogových obvodů. U zemních vodičů má celá deska plošných spojů pouze jeden uzel k vnějšímu světu, takže problém digitálního a analogového společného uzemnění musí být řešen uvnitř desky plošných spojů. Digitální a analogové uzemnění jsou však uvnitř desky oddělené. Nejsou vzájemně propojeny, ale nacházejí se pouze na rozhraní, kde se deska plošných spojů připojuje k vnějšímu světu (například zástrčky atd.). Digitální uzemnění je mírně zkratováno s analogovým uzemněním, proto je zde pouze jeden připojovací bod. Na desce plošných spojů jsou také různé uzemnění, které je dáno návrhem systému.
Při zapojování vícevrstvých desek plošných spojů nezůstává na vrstvě signálních vodičů mnoho nedokončených linek. Přidání dalších vrstev způsobí plýtvání a zvýší pracovní zátěž výroby, a proto se odpovídajícím způsobem zvýší i náklady. Pro vyřešení tohoto rozporu můžete zvážit zapojení na elektrické (uzemňovací) vrstvě. Nejprve by měla být zvážena napájecí vrstva a poté uzemňovací vrstva. Protože je to nejlepší pro zachování integrity formace.
U velkoplošného uzemnění (elektřina) jsou k němu připojeny nožičky běžně používaných součástek. Manipulaci se spojovacími nožičkami je třeba komplexně zvážit. Z hlediska elektrických vlastností je lepší, aby kontaktní plošky nožiček součástky byly plně připojeny k měděnému povrchu, ale při svařování součástek existují určitá skrytá nebezpečí, jako například: ① Svařování vyžaduje vysoce výkonný ohřívač.
②Je snadné vytvořit virtuální pájené spoje. Proto se s ohledem na elektrický výkon a procesní požadavky vyrábí pájecí ploška ve tvaru kříže, která se nazývá tepelný štít, běžně známý jako tepelná podložka (termální). Tímto způsobem lze eliminovat možnost vzniku virtuálních pájených spojů v důsledku nadměrného odvodu tepla v průřezu během svařování. Výrazně se snižuje délka spoje. Zpracování nohou napájecí (uzemňovací) vrstvy vícevrstvých desek je stejné.
V mnoha CAD systémech je směrování určeno na základě síťového systému. Pokud je mřížka příliš hustá, i když se zvýší počet kanálů, kroky jsou příliš malé a množství dat v obrazovém poli je příliš velké. To nevyhnutelně povede k vyšším požadavkům na úložný prostor zařízení a také to ovlivní rychlost výpočtu elektronických počítačových produktů. Některé cesty jsou neplatné, například ty, které jsou obsazeny kontaktními ploškami součástek nebo montážními otvory. Příliš řídká síť a příliš málo kanálů budou mít velký vliv na rychlost směrování. Proto musí existovat mřížkový systém s přiměřenou hustotou pro podporu kabeláže.
Vzdálenost mezi rameny standardní součástky je 0.1 palce (2.54 mm), takže základ mřížkového systému je obecně nastaven na 0.1 palce (2.54 mm) nebo na celočíselný násobek menší než 0.1 palce, například: 0.05 palce, 0.025 palce, 0.02 palce atd.
Po dokončení návrhu zapojení je nutné pečlivě zkontrolovat, zda návrh zapojení splňuje pravidla stanovená projektantem. Je také nutné potvrdit, zda stanovená pravidla splňují potřeby výrobního procesu plošných spojů. Obecné kontroly zahrnují následující aspekty:
(1) Zda je vzdálenost mezi vodiči a vodiči, vodiči a kontaktními plochami součástek, vodiči a průchozími otvory, kontaktními plochami součástek a průchozími otvory a průchozími otvory a průchozími otvory přiměřená a splňuje výrobní požadavky. (2) Jsou šířky napájecích a zemnících vodičů vhodné a jsou napájecí a zemnící vodiče pevně spojeny (nízká vlnová impedance)? Je na desce plošných spojů nějaké místo, kde lze zemnící vodič rozšířit? (3) Zda byla přijata nejlepší opatření pro klíčové signální vodiče, jako je udržení jejich co nejkratší délky, přidání ochranných vodičů a jasné oddělení vstupních a výstupních vodičů. (4) Zda mají analogové a digitální obvodové části nezávislé zemnící vodiče. (5) Zda grafika (například ikony a popisky) přidána na desku plošných spojů způsobí zkraty signálů. (6) Upravte některé neideální tvary čar. (7) Jsou na desce plošných spojů přidány procesní vodiče? Zda pájecí rezist splňuje požadavky výrobního procesu, zda je velikost pájecího rezistu vhodná a zda je na kontaktní plošku zařízení vylisována znaková značka, aby se zabránilo ovlivnění kvality elektrické montáže. (8) Zda je okraj vnějšího rámu zemnící vrstvy napájecího zdroje ve vícevrstvé desce zkrácen? Pokud je měděná fólie zemnící vrstvy napájecího zdroje odkrytá vně desky, může snadno způsobit zkrat.
Aby se snížilo přeslechování mezi vodiči, je třeba zajistit dostatečně velkou rozteč vodičů. Pokud je rozteč vodičů alespoň trojnásobek šířky vodiče, lze udržet 3 % elektrického pole bez vzájemného rušení, což se nazývá pravidlo 70 W. Pokud chcete dosáhnout 3 % elektrického pole bez vzájemného rušení, můžete použít rozteč 98 W.
(1) Zapojení hodin, resetování, signálů nad 100M a některých signálů klíčové sběrnice a dalších signálních linek musí splňovat princip 3W. Na stejné vrstvě a sousedních vrstvách by neměly být žádné dlouhé rovnoběžné linky a na spoji by mělo být co nejméně propojení.
(2) Problém s počtem propojovacích otvorů pro vysokorychlostní signály. Některé instrukce k zařízením obecně mají přísné požadavky na počet propojovacích otvorů pro vysokorychlostní signály. Princip propojení spočívá v tom, že s výjimkou nezbytných propojovacích otvorů pro rozvětvení pinů je přísně zakázáno vrtat otvory ve vnitřní vrstvě. Pro další propojovací otvory byly vytyčeny 8G PCIE 3.0 stopy a vyvrtány 4 propojovací otvory a nebyl s tím žádný problém.
(3) Osová vzdálenost mezi hodinami a vysokorychlostními signály na stejné vrstvě musí striktně splňovat princip 3H (H je vzdálenost od vrstvy zapojení k rovině přetavení); signály na sousedních vrstvách se nesmí překrývat. Doporučuje se, aby byl dodržen i princip 3H. Pokud jde o výše uvedený problém s přeslechy, existují nástroje, které lze zkontrolovat.
Kontrolní seznam pro více než 200 nejlepších rozvržení desek plošných spojů
O kontrolním seznamu zapojení a rozvržení desek plošných spojů, obvodu, pouzdro, výběr elektronických součástek, kabel a konektor atd.
Číslo |
| Obsah technické specifikace | |
1 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Kritéria izolace zapojení a uspořádání desek plošných spojů: izolace pro silné a slabé proudy, izolace pro velké a malé napětí, izolace pro vysoké a nízké frekvence, izolace pro vstupy a výstupy, digitální analogová izolace, izolace pro vstupy a výstupy, hraniční standard je řádově odlišný. Mezi metody izolace patří: oddělení prostoru a oddělení zemnícího vodiče. | |
2 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Krystalový oscilátor by měl být co nejblíže k integrovanému obvodu a vodiče by měly být silnější. | |
3 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Uzemnění pláště krystalového oscilátoru | |
4 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pokud je kabel hodin vyveden konektorem, měly by být piny na konektoru vyplněny uzemňovacími piny kolem pinů kabelu hodin. | |
5 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Nechť analogové a digitální obvody mají své vlastní napájecí a zemnící cesty. Pokud je to možné, napájecí a zemnící cesty těchto dvou částí obvodu by měly být co nejvíce rozšířeny nebo by měly být použity oddělené napájecí a zemnící vrstvy ke snížení impedance napájecích a zemnících smyček a ke snížení rušivého napětí, které může být v napájecích a zemnících smyčkách. | |
6 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Analogové a digitální uzemnění desky plošných spojů, které pracují samostatně, lze připojit v jednom bodě poblíž bodu uzemnění systému. Pokud je napájecí napětí konzistentní, lze napájení analogových a digitálních obvodů připojit v jednom bodě na vstupu zdroje napájení. Pokud je napájecí napětí nekonzistentní, připojí se poblíž obou zdrojů napájení kondenzátor 1~2 nF, který zajistí cestu pro zpětný proud signálu mezi oběma zdroji napájení. | |
7 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pokud je deska plošných spojů vložena do základní desky, mělo by být oddělené také napájení a uzemnění analogových a digitálních obvodů základní desky. Analogové a digitální uzemnění jsou uzemněny v uzemňovacím bodě základní desky. Napájecí zdroj je připojen v jednom bodě poblíž uzemňovacího bodu systému. Pokud je napájecí napětí konzistentní, je napájení analogových a digitálních obvodů připojeno v jednom bodě na vstupu napájecího zdroje. Pokud je napájecí napětí nekonzistentní, je v blízkosti obou napájecích zdrojů připojen kondenzátor 1~2nF, který zajišťuje cestu pro zpětný proud signálu mezi oběma napájecími zdroji. | |
8 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pokud se kombinují vysokorychlostní, středněrychlostní a nízkorychlostní digitální obvody, měly by jim být na desce plošných spojů přiřazeny různé oblasti rozvržení. | |
9 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Nízkoúrovňové analogové obvody a digitální logické obvody by měly být co nejvíce odděleny | |
10 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Při návrhu vícevrstvé desky plošných spojů by měla být napájecí rovina blízko zemní roviny a umístěna pod ní. | |
11 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Při navrhování vícevrstvé desky plošných spojů by měla být vrstva propojení uspořádána v těsné blízkosti celé kovové roviny. | |
12 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Při návrhu vícevrstvé desky plošných spojů oddělte digitální obvod od analogového a pokud to podmínky dovolí, uspořádejte je v různých vrstvách. Pokud musí být uspořádány na stejném podlaží, lze toho dosáhnout vykopáním výkopů, přidáním zemnících vodičů a jejich oddělením. Analogové a digitální uzemnění a napájecí zdroje musí být oddělené a nelze je míchat. | |
13 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Hodinové obvody a vysokofrekvenční obvody jsou hlavními zdroji rušení a záření. Musí být uspořádány odděleně a mimo citlivé obvody. | |
14 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Věnujte pozornost zkreslení průběhu signálu během přenosu na dlouhé linky | |
15 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Nejlepším způsobem, jak zmenšit plochu smyčky zdrojů rušení a citlivých obvodů, je použití kroucených párů a stíněných vodičů, přičemž se signální vodič a zemnící vodič (nebo smyčka s proudem) zkroutí dohromady, aby se minimalizovala vzdálenost mezi signálem a zemnícím vodičem (nebo smyčkou s proudem). | |
16 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Zvětšete vzdálenost mezi vodiči, abyste minimalizovali vzájemnou indukčnost mezi zdrojem rušení a indukovaným vodičem. | |
17 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pokud je to možné, umístěte čáru zdroje rušení a indukovanou čáru do pravého úhlu (nebo téměř do pravého úhlu), což může výrazně snížit vazbu mezi těmito dvěma čárami. | |
18 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Zvětšení vzdálenosti mezi vodiči je nejlepší způsob, jak snížit kapacitní vazbu. | |
19 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Před formálním zapojením je prvním bodem klasifikace vedení. Hlavní klasifikační metoda je založena na úrovni výkonu, přičemž každá úroveň výkonu 30 dB je rozdělena do několika skupin. | |
20 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Vodiče různých kategorií by měly být svazkovány a pokládány odděleně. Vodiče sousedních kategorií lze také seskupit po provedení opatření, jako je stínění nebo kroucení. Minimální vzdálenost mezi klasifikovanými kabelovými svazky je 50~75 mm. | |
21 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Při rozmisťování rezistorů by měly být rezistory pro regulaci zesílení a předpětí (pull-up a pull-down) zesilovače, pull-up a pull-down a obvody usměrňovače pro stabilizaci napětí co nejblíže zesilovači, aktivním součástkám, jejich napájecím zdrojům a zemi, aby se snížily jejich oddělovací účinky (zlepšila se doba odezvy přechodových jevů). | |
22 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Bypassové kondenzátory jsou umístěny blízko napájecího vstupu | |
23 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Oddělovací kondenzátory jsou umístěny na vstupu napájení. Co nejblíže ke každému integrovanému obvodu. | |
24 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Základní charakteristiky impedance desek plošných spojů: Určena kvalitou mědi a plochou průřezu. Konkrétně: 1 unce = 0.49 miliohmů/jednotka plochy | |
25 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Základní principy zapojení desek plošných spojů: Zvětšení rozteče mezi vodiči pro snížení přeslechů kapacitní vazby; Paralelní ukládání silových a zemních vodičů pro optimalizaci kapacity desek plošných spojů; Citlivá vysokofrekvenční vedení ukládáním mimo vedení s vysokým šumem; Rozšiřování silových a zemních vodičů pro snížení impedance silových a zemních vodičů. | |
26 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Oddělení: Použijte fyzické oddělení ke snížení vazby mezi různými typy signálních vedení, zejména napájecími a zemnícími vedeními. | |
27 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Lokální oddělení: Oddělte lokální napájení a integrovaný obvod. Mezi vstupní port napájení a desku plošných spojů použijte velkokapacitní bypassový kondenzátor, abyste filtrovali nízkofrekvenční pulzace a splnili požadavky na maximální výkon. Mezi napájení a zem každého integrovaného obvodu použijte oddělovací kondenzátor. Tyto oddělovací kondenzátory by měly být co nejblíže k pinům. | |
28 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Oddělení vodičů: Minimalizujte přeslechy a šum mezi sousedními vodiči na stejné vrstvě desky plošných spojů. Pro zpracování klíčových signálových cest použijte specifikaci 3W. | |
29 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Ochranné a paralelní obvody: Pro klíčové signály použijte oboustranné ochranné vodiče a zajistěte, aby oba konce ochranného obvodu byly uzemněny. | |
30 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Jednovrstvá deska plošných spojů: Zemnící vodič by měl být široký alespoň 1.5 mm a změna šířky propojky a zemnícího vodiče by měla být minimální. | |
31 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Dvouvrstvá deska plošných spojů: Upřednostňuje se zemnící mřížka/bodová matice a šířka by měla být nad 1.5 mm. Nebo umístěte zem na jednu stranu a napájení signálu na druhou stranu. | |
32 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Ochranný kroužek: Použijte zemnící vodič k vytvoření kroužku, který uzavře ochrannou logiku pro izolaci. | |
33 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Kapacita desek plošných spojů: Kapacita desek plošných spojů vzniká na vícevrstvých deskách v důsledku tenké izolační vrstvy mezi napájecím povrchem a zemí. Jejími výhodami jsou velmi vysoká frekvenční odezva a nízká sériová indukčnost rovnoměrně rozložená po celém povrchu nebo vedení. Je ekvivalentní oddělovacímu kondenzátoru rovnoměrně rozloženému po celé desce. | |
34 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Vysokorychlostní obvody a nízkorychlostní obvody: vysokorychlostní obvody by měly být blízko zemní roviny a nízkorychlostní obvody by měly být blízko napájecí roviny. | |
35 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Směry směrování sousedních vrstev jsou ortogonální struktury, čímž se zabrání směrování různých signálových linek ve stejném směru na sousedních vrstvách, aby se snížilo zbytečné přeslechování mezi vrstvami. Pokud je této situaci obtížné se vyhnout kvůli omezením struktury desky (například některé základní desky), zejména při vysoké rychlosti přenosu signálu, zvažte použití zemních rovin k izolaci každé vrstvy zapojení a použití zemních signálových linek k izolaci každé signálové linky. | |
36 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Jeden konec kabelu se nesmí vznášet ve vzduchu, aby se zabránilo vzniku „anténního efektu“. | |
37 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pravidla pro kontrolu impedanční shody: Šířka zapojení stejné mřížky by měla být konzistentní. Změna šířky vedení způsobí nerovnoměrnou charakteristickou impedanci vedení. Při vysoké přenosové rychlosti dochází k odrazům. Této situaci je třeba se při návrhu vyhnout. Za určitých podmínek může být nemožné zabránit změně šířky vedení a efektivní délka nekonzistentní části uprostřed by měla být minimalizována. | |
38 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Zabraňte tomu, aby signálové linky tvořily vlastní smyčky mezi různými vrstvami, což by způsobovalo rušení záření. | |
39 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pravidlo krátkých vodičů: Udržujte kabeláž co nejkratší, zejména u důležitých signálních vodičů, jako jsou vodiče hodin, a ujistěte se, že jejich oscilátory umístíte velmi blízko zařízení. | |
40 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pravidla pro zkosení: Návrh desek plošných spojů by se měl vyhýbat ostrým a pravým úhlům, které by způsobily zbytečné vyzařování a špatný výkon procesu. Úhel mezi všemi čarami by měl být větší než 135 stupňů. | |
41 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Vodiče z kontaktní plošky filtračního kondenzátoru k připojovací plošce by měly být připojeny vodiči o tloušťce 0.3 mm a délka propojení by měla být ≤ 1.27 mm. | |
42 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Vysokofrekvenční část se obvykle umisťuje na rozhraní, aby se zkrátila délka kabeláže. Zároveň je třeba zvážit i rozdělení vysokofrekvenční a nízkofrekvenční zemnící roviny. Obvykle se uzemnění obou částí oddělí a poté spojí v jednom bodě na rozhraní. | |
43 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | V oblastech s hustými průchody je třeba dbát na to, aby nedošlo k propojení vydlabaných oblastí napájecí a zemnící vrstvy, čímž by se rozdělila rovinná vrstva a narušila se její integrita, což by následně zvětšilo plochu smyčky signálového vedení v zemní vrstvě. | |
44 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Princip nepřekrývající se projekce napájecích vrstev: U desek plošných spojů s více než dvěma vrstvami (včetně) by se měly různé napájecí vrstvy vyhýbat prostorovému překrývání, zejména aby se snížilo rušení mezi různými napájecími zdroji, zejména mezi napájecími zdroji s velkými rozdíly napětí. Je třeba se vyhnout problému s překrýváním napájecích rovin. Pokud je obtížné se mu vyhnout, zvažte použití zemnící vrstvy uprostřed. | |
45 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pravidlo 3W: Pro snížení přeslechů mezi vodiči by měla být rozteč vodičů dostatečně velká. Pokud osová vzdálenost vodiče není menší než trojnásobek šířky vodiče, lze zabránit vzájemnému rušení 3 % elektrických polí. Pokud se 70 % elektrických polí vzájemně neruší, lze použít pravidlo 98W. | |
46 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pravidlo 20H: Vezmeme-li za jednotku jeden H (dielektrická tloušťka mezi zdrojem napájení a zemí), pak pokud je vnitřní kontrakce 20H, lze omezit 70 % elektrického pole na okraj země, a pokud je vnitřní kontrakce 1000H, lze omezit 98 % elektrického pole. | |
47 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pravidlo 50-50: pravidlo pro výběr počtu vrstev desky plošných spojů, tj. pokud taktovací frekvence dosáhne 5 MHz nebo doba náběhu impulsu je kratší než 5 ns, musí deska plošných spojů použít vícevrstvou desku. Pokud se používá dvouvrstvá deska, je nejlepší použít jednu stranu desky plošných spojů jako kompletní zemnící rovinu. | |
48 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Kritéria pro rozdělení desky plošných spojů se smíšenými signály: 1 Rozdělení desky plošných spojů na nezávislé analogové a digitální části; 2 Umístění A/D převodníku napříč přepážkou; 3 Neoddělování uzemnění, nastavení jednotného uzemnění pod analogovou a digitální částí desky plošných spojů; 4 Ve všech vrstvách desky plošných spojů lze digitální signály směrovat pouze v digitální části desky plošných spojů a analogové signály lze směrovat pouze v analogové části desky plošných spojů; 5 Realizace segmentace analogového a digitálního napájení; 6 Směrování nesmí procházet mezerou mezi rozdělenými povrchy napájecích zdrojů; 7 Signálové vedení, které musí procházet mezerou mezi rozdělenými napájecími zdroji, musí být umístěno na vrstvě zapojení vedle velké plochy uzemnění; 8 Analýza skutečné cesty a způsobu zpětného zemního proudu; | |
49 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Vícevrstvé desky jsou lepšími konstrukčními opatřeními pro ochranu EMC na úrovni desek a jsou doporučovány. | |
50 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Signální obvod a napájecí obvod mají své vlastní nezávislé uzemňovací vodiče a nakonec jsou uzemněny v jednom bodě. Tyto dva obvody by neměly mít společný uzemňovací vodič. | |
51 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Zemnící vodič pro zpětný signál používá nezávislou nízkoimpedanční zemnící smyčku a podvozek ani nosný rám nelze jako smyčku použít. | |
52 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pokud je zařízení pro střední a krátké vlny připojeno k zemi, zemnící vodič <1/4λ; pokud nelze tento požadavek splnit, zemnící vodič nemůže být lichým násobkem 1/4λ. | |
53 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Zemnící vodiče silných a slabých signálů by měly být uspořádány odděleně a každý z nich by měl být připojen k zemnící síti pouze v jednom bodě. | |
54 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Zařízení by obecně mělo mít alespoň tři samostatné zemnící vodiče: jeden je zemnící vodič pro nízkoúrovňový obvod (nazývaný signální zemnící vodič), jeden je zemnící vodič pro relé, motor a vysokoúrovňový obvod (nazývaný rušivý zemnící vodič nebo rušivý zemnící vodič); druhý je, když zařízení používá střídavý proud, kdy by měl být bezpečnostní zemnící vodič napájecího zdroje připojen k zemnícímu vodiči šasi, šasi a zásuvková krabice jsou izolované, ale oba jsou v jednom bodě stejné, a nakonec jsou všechny zemnící vodiče shromážděny do jednoho bodu pro uzemnění. Obvod jističe je v bodě maximálního proudu uzemněn v jednom bodě. Pokud je f<1MHz, je uzemněn jeden bod; pokud je f>10MHz, je uzemněno více bodů; pokud je 1MHz | |
55 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pokyny pro zamezení zemních smyček: Elektrické vedení by mělo být vedeno rovnoběžně se zemním vedením. | |
56 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Chladič by měl být připojen k uzemnění napájení, stínění nebo ochrannému uzemnění v jedné desce (stínění nebo ochranné uzemnění je preferováno), aby se snížilo rušení vyzařováním. | |
57 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Digitální a analogová zem jsou odděleny a zemnící vedení je rozšířeno. | |
58 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Při míchání vysoké, střední a nízké rychlosti věnujte pozornost různým oblastem rozvržení | |
59 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Specializované beznapěťové vedení, šířka vedení ≥1 mm | |
60 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Napájecí vedení a zemnící vedení by měly být co nejblíže a napájení a zemnící vedení na celé desce plošných spojů by měly být rozloženy do „studeného“ tvaru, aby se vyrovnal proud v rozvodném vedení. | |
61 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Zapište čáru zdroje rušení a čáru snímané čáry co nejvíce v pravém úhlu | |
62 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Dráty různých kategorií tříděné podle výkonu by měly být svazkovány odděleně a vzdálenost mezi samostatně položenými svazky drátů by měla být 50-75 mm. | |
63 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | V situacích s vysokou zátěží by měl být vnitřní vodič opatřen kompletním 360° ovinutím a pro zajištění integrity stínění elektrického pole by měl být použit koaxiální konektor. | |
64 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Vícevrstvá deska: Napájecí vrstva a zemní vrstva by měly sousedit. Vysokorychlostní signály by měly být umístěny blízko zemní roviny a nekritické signály by měly být umístěny blízko napájecí roviny. | |
65 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Napájení: Pokud obvod vyžaduje více zdrojů napájení, oddělte každý zdroj uzemněním. | |
66 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Průchod: Při použití vysokorychlostních signálů generují průchody indukčnost 1–4 nH a kapacitu 0.3–0.8 pF. Proto by průchody vysokorychlostních kanálů měly být co nejmenší. Zajistěte, aby počet průchodů pro vysokorychlostní paralelní vedení byl konzistentní. | |
67 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pahýl: Nepoužívejte pahýl ve vysokofrekvenčních a citlivých signálních vedeních | |
68 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Uspořádání signálu hvězdy: Nepoužívejte jej ve vysokorychlostních a citlivých signálních vedeních | |
69 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Uspořádání vyzařujícího signálu: vyhněte se jeho použití pro vysokorychlostní a citlivé linky, zachovejte šířku signálové cesty nezměněnou a neprovádějte příliš husté prostupy procházející napájecí rovinou a zemí. | |
70 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Oblast zemní smyčky: Udržování signálové cesty a jejího zemního zpětného vedení blízko u sebe pomůže minimalizovat zemní smyčku. | |
71 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Obecně je obvod hodin uspořádán uprostřed desky plošných spojů nebo na dobře uzemněném místě, takže hodiny jsou co nejblíže mikroprocesoru a vodiče jsou co nejkratší, zatímco křemenný krystalový oscilátor je uzemněn pouze k plášti. | |
72 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pro další zvýšení spolehlivosti hodinového obvodu lze oblast hodin uzavřít a izolovat zemnícím vodičem a zvětšit zemnící plochu pod krystalovým oscilátorem, aby se zabránilo pokládání dalších signálních vodičů. | |
73 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Princip uspořádání součástek spočívá v oddělení analogové části obvodu od digitální části obvodu, oddělení vysokorychlostního obvodu od nízkorychlostního obvodu, oddělení obvodu s vysokým výkonem od obvodu s malým signálem, oddělení šumové složky od nešumové složky a zároveň snaze zkrátit vodiče mezi součástkami, aby se minimalizovalo rušení mezi nimi. | |
74 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Deska plošných spojů je rozdělena do zón podle funkce a zemnící vodiče každého zónového obvodu jsou zapojeny paralelně a uzemněny v jednom bodě. Pokud je na desce plošných spojů více jednotek, každá jednotka by měla mít nezávislý zemnící vodič a každá jednotka by měla být připojena ke společné zemi v centralizovaném bodě. Jednostranné a oboustranné desky používají jednobodové napájení a jednobodové uzemnění. | |
75 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Důležité signální vodiče by měly být co nejkratší a nejtlustší a na obou stranách by mělo být přidáno ochranné uzemnění. Pokud je třeba signál vyvést, měl by být vyveden plochým kabelem a „uzemňovací vodič-signál-uzemňovací vodič“ by měl být použit s odstupy. | |
76 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Obvody rozhraní I/O a obvody napájení by měly být co nejblíže k okraji desky plošných spojů. | |
77 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Kromě obvodu hodin se snažte vyhnout vedení pod zařízeními a obvody citlivými na šum. | |
78 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pokud má deska plošných spojů vysokorychlostní datová rozhraní, jako jsou PCI a ISA, je nutné věnovat pozornost postupnému uspořádání desky plošných spojů podle frekvence signálu, tj. počínaje rozhraním slotu jsou vysokofrekvenční obvody, středofrekvenční obvody a nízkofrekvenční obvody uspořádány postupně tak, aby obvod náchylný k rušení byl mimo datové rozhraní. | |
79 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Čím kratší je signálový vodič na plošném spoji, tím lépe. Nejdelší by neměl překročit 25 cm a počet propojek by měl být co nejmenší. | |
80 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pokud je potřeba otočit signální vedení, použijte zapojení s ohybem 45 stupňů nebo obloukem, vyhněte se použití ohybu 90 stupňů, aby se snížil odraz vysokofrekvenčních signálů. | |
81 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Při zapojování se vyhněte ohybům pod úhlem 90 stupňů, abyste snížili emise vysokofrekvenčního šumu. | |
82 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Věnujte pozornost zapojení krystalového oscilátoru. Udržujte krystalový oscilátor a piny mikrokontroléru co nejblíže, izolujte oblast hodin zemnícím vodičem a uzemněte a upevněte pouzdro krystalového oscilátoru. | |
83 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Rozumné rozdělení desky plošných spojů, například na silné a slabé signály, digitální a analogové signály. Udržujte zdroje rušení (jako jsou motory, relé) a citlivé součástky (jako jsou mikrokontroléry) co nejdále od sebe. | |
84 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Digitální oblast se oddělí od analogové oblasti zemnicím vodičem, digitální zem oddělte od analogové a nakonec v jednom bodě připojte k napájecí zemi. Zapojení A/D a D/A čipů se rovněž řídí tímto principem. Výrobce tento požadavek zohlednil při přidělování pinů A/D a D/A čipů. | |
85 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Zemnící vodiče mikrokontroléru a zařízení s vysokým výkonem by měly být uzemněny odděleně, aby se snížilo vzájemné rušení. Zařízení s vysokým výkonem by měla být umístěna co nejvíce na okraji desky plošných spojů. | |
86 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Při zapojení minimalizujte plochu smyčky, abyste snížili indukční šum. | |
87 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Při zapojení by měl být napájecí a zemnící vodič co nejsilnější. Kromě snížení úbytku napětí je důležitější snížit hluk způsobený vazbou. | |
88 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Integrované obvody by měly být co nejvíce pájeny přímo na desku plošných spojů a patice integrovaných obvodů by měly být používány méně. | |
89 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Referenční bod by měl být obecně nastaven na průsečíku levé a dolní hraniční čáry (nebo průsečíku prodlužovacích čar) nebo na první plošce na zásuvné ploše desky plošných spojů. | |
90 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pro rozvržení se doporučuje mřížka 25 mil | |
91 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Celkové spojení je co nejkratší a klíčové signální vedení je nejkratší | |
92 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Součásti stejného typu by měly být konzistentní ve směru X nebo Y. Polární diskrétní součásti stejného typu by se také měly snažit o konzistenci ve směru X nebo Y pro snadnou výrobu a ladění; | |
93 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Umístění součástek by mělo být pohodlné pro ladění a údržbu. Malé součástky nelze umisťovat vedle velkých součástek. Kolem součástek, které je třeba ladit, by měl být dostatek prostoru. Měl by být dostatek prostoru pro ohřívací součástky, aby se usnadnilo odvádění tepla. Termistory by měly být uchovávány v dostatečné vzdálenosti od ohřívacích součástí. | |
94 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Vzdálenost mezi dvojitě zapojenými součástkami by měla být > 2 mm. Vzdálenost mezi BGA a sousedními součástkami by měla být > 5 mm. Vzdálenost mezi malými SMD součástkami, jako jsou rezistory a kondenzátory, by měla být > 0.7 mm. Vnější strana kontaktní plošky SMD součástky a vnější strana sousední kontaktní plošky zásuvné součástky by měla být > 2 mm. Zásuvné součástky nelze umístit do 5 mm od krimpovací součástky. Zásuvné součástky nelze umístit do 5 mm od svařovacího povrchu. | |
95 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Oddělovací kondenzátor integrovaného obvodu by měl být co nejblíže k napájecímu pinu čipu, s vysokou frekvencí co nejblíže principu. Smyčku mezi ním, napájecím zdrojem a zemí udělejte co nejkratší. | |
96 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Bypassové kondenzátory by měly být rovnoměrně rozloženy po celém integrovaném obvodu. | |
97 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Při rozmisťování komponent by měly být komponenty používající stejný zdroj napájení umístěny co nejvíce pohromadě, aby se usnadnilo budoucí rozdělení zdrojů napájení. | |
98 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Umístění rezistorů a kondenzátorů pro účely impedančního přizpůsobení by mělo být rozumně uspořádáno podle jejich vlastností. | |
99 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Rozložení odpovídajících kondenzátorů a rezistorů by mělo být jasně odlišeno. Pro přizpůsobení svorek více zátěží musí být umístěny na nejvzdálenějším konci signálu, aby bylo zajištěno přizpůsobení. | |
100 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Při uspořádání odpovídajícího rezistoru by měl být blízko k budicímu konci signálu a vzdálenost obecně nepřesahuje 500 mil. | |
101 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Upravte znaky. Na disk nelze umístit všechny znaky. Aby bylo zajištěno, že informace o znacích budou po sestavení jasně čitelné, měly by být všechny znaky shodné ve směru X nebo Y. Velikost znaků a sítotisku by měla být jednotná. | |
102 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Klíčové signální linky mají prioritu: pro zapojení mají prioritu napájení, analogové malé signály, vysokorychlostní signály, hodinové signály a synchronizační signály; | |
103 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pravidlo minimální smyčky: to znamená, že plocha smyčky tvořená signálovým vedením a jeho smyčkou by měla být co nejmenší. Čím menší je plocha smyčky, tím méně vnějšího záření a vnějšího rušení. Při návrhu dvouvrstvých desek by měla být při ponechání dostatečného prostoru pro napájení zbývající část vyplněna referenční zemí a měly by být přidány některé nezbytné průchodky pro efektivní propojení oboustranných signálů. U některých klíčových signálů by měla být co nejvíce použita izolace země. U některých návrhů s vyššími frekvencemi by měly být zvláště zváženy jiné planární signálové smyčky. Doporučuje se použití vícevrstvých desek. | |
104 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pravidlo pro nejkratší zemnící vodič: Zkuste zkrátit a zesílit zemnící vodič (zejména u vysokofrekvenčních obvodů). U obvodů pracujících na různých úrovních nelze použít dlouhé společné zemnící vodiče. | |
105 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pokud má být vnitřní obvod připojen k kovovému krytu, mělo by být použito jednobodové uzemnění, aby se zabránilo průtoku výbojového proudu vnitřním obvodem. | |
106 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Součásti citlivé na elektromagnetické rušení musí být stíněny, aby byly izolovány od součástek nebo vedení, která mohou generovat elektromagnetické rušení. Pokud musí taková vedení procházet kolem součástek, měla by být použita pod úhlem 90°. | |
107 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Vrstva vodičů by měla být uspořádána těsně vedle celé kovové roviny. Toto uspořádání má za cíl vytvořit efekt potlačení magnetického toku. | |
108 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Mezi uzemňovacími body se vytváří mnoho smyček. Průměr těchto smyček (nebo vzdálenost mezi uzemňovacími body) by měl být menší než 1/20 vlnové délky nejvyšší frekvence. | |
109 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Napájecí a zemnící vodič jednostranné nebo oboustranné desky s plošnými spoji by měly být co nejblíže. Nejlepší je položit napájecí vodič na jednu stranu desky s plošnými spoji a zemnící vodič na druhou stranu desky s vzájemným překrýváním, což minimalizuje impedanci napájecího zdroje. | |
110 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Směrování signálu (zejména vysokofrekvenčních signálů) by mělo být co nejkratší | |
111 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Vzdálenost mezi dvěma vodiči musí splňovat ustanovení specifikací návrhu elektrické bezpečnosti a rozdíl napětí nesmí překročit průrazné napětí vzduchu a izolačního média mezi nimi, jinak dojde k oblouku. V čase od 0.7 ns do 10 ns dosáhne proud oblouku desítek A, někdy i více než 100 ampérů. Oblouk bude pokračovat, dokud se oba vodiče nedotknou a nezkratují, nebo dokud proud nebude příliš nízký na to, aby oblouk udržel. Mezi příklady možných hrotových oblouků patří ruce nebo kovové předměty, proto je při návrhu pečlivě identifikujte. | |
112 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Přidejte zemnící rovinu blízko oboustranné desky a připojte ji k uzemňovacímu bodu na obvodu v nejkratší vzdálenosti. | |
113 | Směrování a rozvržení desek plošných spojů | Ujistěte se, že každý bod vstupu kabelu je do 40 mm (1.6 palce) od uzemnění šasi. | |
114 | Směrování a rozvržení desek plošných spojů | Připojte kryt konektoru i kovový kryt spínače k uzemnění šasi. | |
115 | Směrování a rozvržení desek plošných spojů | Umístěte kolem membránové klávesnice široký vodivý ochranný kroužek a připojte vnější obvod kroužku ke kovovému šasi, nebo alespoň ke kovovému šasi ve čtyřech rozích. Nepřipojujte ochranný kroužek k uzemnění desky plošných spojů. | |
116 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Použití vícevrstvé desky plošných spojů: Ve srovnání s oboustrannou deskou plošných spojů může zemnící rovina a napájecí rovina a blízkost rozteče signálových vodičů a uzemňovacích vodičů snížit impedanci souhlasného režimu a indukční vazbu na 1/10 až 1/100 u oboustranné desky plošných spojů. Snažte se umístit každou signální vrstvu blízko napájecí nebo uzemňovací vrstvy. | |
117 | Směrování a rozvržení desek plošných spojů | U desek plošných spojů s vysokou hustotou, kde jsou součástky na horním i spodním povrchu, s velmi krátkými spoji a mnoha výplněmi, použijte vodivé vodiče vnitřní vrstvy. Většina signálových vodičů a napájecích a zemních ploch je na vnitřních vrstvách, a fungují tak jako Faradayova klec se stíněním. | |
118 | Směrování a rozvržení desek plošných spojů | Pokud je to možné, umístěte všechny konektory na jednu stranu desky. | |
119 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Na všechny vrstvy plošných spojů pod konektory vycházejícími z šasi (které jsou snadno zasaženy přímo elektrostatickým výbojem) umístěte široké uzemnění šasi nebo polygonální uzemnění a propojte je pomocí propojovacích otvorů každých přibližně 13 mm. | |
120 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Při sestavování desky plošných spojů (PCB) nenanášejte žádnou pájku na montážní plošky na horní ani spodní vrstvě. Pro dosažení těsného kontaktu mezi deskou plošných spojů a kovovým šasi/stíněním nebo držákem na zemnící rovině použijte šrouby s vestavěnými podložkami. | |
121 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Mezi uzemněním šasi a uzemněním obvodu na každé vrstvě nastavte stejnou „izolační zónu“; pokud je to možné, dodržujte rozteč 0.64 mm (0.025 palce). | |
122 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Vytvořte prstencové uzemnění kolem obvodu, abyste zabránili rušení ESD: 1 Umístěte prstencové uzemnění kolem celé desky plošných spojů; 2 Šířka prstencového uzemnění pro všechny vrstvy je >2.5 mm (0.1 palce); 3 Použijte průchodky k připojení prstencového uzemnění každých 13 mm (0.5 palce); 4 Připojte prstencové uzemnění ke společnému uzemnění vícevrstvého obvodu; 5 U oboustranných desek instalovaných v kovovém šasi nebo stínicím zařízení by mělo být prstencové uzemnění připojeno ke společnému uzemnění obvodu; 6 U nestíněných oboustranných obvodů je prstencové uzemnění připojeno k uzemnění šasi. Na prstencové uzemnění se neaplikuje žádný pájecí rezist, aby prstencové uzemnění mohlo fungovat jako výbojová tyč ESD. Někde na prstencovém uzemnění (všechny vrstvy) se umístí mezera o šířce alespoň 0.5 mm (0.020 palce), aby se zabránilo vzniku velké zemní smyčky; 7 Pokud deska plošných spojů nebude umístěna v kovovém šasi nebo stínicím zařízení, neměl by se na horní a spodní zemnicí vodiče desky plošných spojů nanášet pájecí materiál, aby mohly fungovat jako výbojové tyče pro elektrostatické oblouky. | |
123 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | V oblasti, která může být přímo zasažena elektrostatickým výbojem (ESD), by mělo být v blízkosti každého signálního vedení položeno uzemňovací vedení. | |
124 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Obvody náchylné k elektrostatickému výboji (ESD) by měly být umístěny uprostřed desky plošných spojů, aby se snížila možnost dotyku. | |
125 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pokud je délka signálního vedení větší než 300 mm (12 palců), musí být paralelně položeno zemnící vedení. | |
126 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Kritéria připojení pro montážní otvory: lze připojit ke společné zemi obvodu nebo od ní izolovat. 1. Pokud musí být kovový držák použit s kovovým stínícím zařízením nebo šasi, musí být k provedení připojení použit rezistor 0 Ω. 2. Určete velikost montážního otvoru pro dosažení spolehlivé instalace kovového nebo plastového držáku. Na horní a spodní vrstvu montážního otvoru použijte velké kontaktní plošky. Na spodní kontaktní plošku nepoužívejte pájecí rezistor a ujistěte se, že spodní kontaktní ploška není připájena vlnovým pájením. | |
127 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Paralelní zapojení chráněných a nechráněných signálních vedení je zakázáno. | |
128 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Pravidla zapojení pro resetovací, přerušovací a řídicí signální linky: 1. Používejte vysokofrekvenční filtrování; 2. Udržujte mimo vstupní a výstupní obvody; 3. Udržujte mimo okraj desky plošných spojů. | |
129 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Deska plošných spojů v šasi není nainstalována v otevřené poloze nebo ve vnitřním švu. | |
130 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Deska plošných spojů nejcitlivější na statickou elektřinu je umístěna uprostřed, kde se jí lidé snadno nedotýkají; zařízení citlivé na statickou elektřinu je umístěno uprostřed desky plošných spojů, kde se ho lidé snadno nedotýkají. | |
131 | Zapojení a rozvržení plošných spojů | Kritéria propojení mezi dvěma kovovými bloky: 1. Pevná spojovací páska je lepší než tkaná spojovací páska; 2. Spojovaná oblast není vlhká ani nasáklá vodou; 3. Pro propojení zemnicích ploch nebo zemnicích mřížek všech desek plošných spojů v šasi použijte více vodičů; 4. Ujistěte se, že šířka spojovacího bodu a těsnění je větší než 5 mm. | |
132 | Návrh obvodu | Propojení větví signálového filtru: Pro každý napájecí zdroj analogového zesilovače musí být mezi připojení nejblíže k obvodu a zesilovač přidán oddělovací kondenzátor. U digitálních integrovaných obvodů se oddělovací kondenzátory přidávají ve skupinách. Na kartáče motorů a generátorů instalujte bypass kondenzátorů, na každou větev vinutí zapojte RC filtry sériově a na vstupu napájecího zdroje přidejte dolní propust pro potlačení rušení. Filtr by měl být instalován co nejblíže k filtrovanému zařízení a jako spojovací médium by měly být použity krátké, stíněné vodiče. Všechny filtry musí být stíněné a vstupní a výstupní vodiče by měly být izolovány. | |
133 | Obvodový design | Každá funkční deska musí specifikovat požadavky na rozsah kolísání napětí, zvlnění, šum, rychlost úpravy zátěže atd. napájecího zdroje. Sekundární napájecí zdroj musí po přenosu na funkční desku splňovat výše uvedené požadavky. | |
134 | Obvodový design | Obvod s charakteristikami zdroje záření musí být instalován v kovovém stínění, aby se minimalizovalo přechodové rušení. | |
135 | Obvodový design | Přidejte ochranná zařízení na vstup kabelu | |
136 | Obvodový design | Každý napájecí pin integrovaného obvodu musí být připojen k zemi pomocí bypassových kondenzátorů (obvykle 104) a vyhlazovacích kondenzátorů (10uF~100uF). Napájecí piny v každém rohu velkoplošného integrovaného obvodu musí být také připojeny k bypassovým a vyhlazovacím kondenzátorům. | |
137 | Obvodový design | Kritéria impedančního nesouladu pro výběr filtru: Pro zdroje šumu s nízkou impedancí musí být filtr s vysokou impedancí (velká sériová indukčnost); pro zdroje šumu s vysokou impedancí musí být filtr s nízkou impedancí (velká paralelní kapacita) | |
138 | Obvodový design | Kryt kondenzátoru, svorky pomocných vodičů, kladný a záporný pól a desky plošných spojů musí být zcela izolovány. | |
139 | Obvodový design | Konektor filtru musí být dobře uzemněn a kovový filtr používá povrchové uzemnění. | |
140 | Obvodový design | Všechny piny konektoru filtru musí být filtrovány | |
141 | Obvodový design | Při návrhu elektromagnetické kompatibility digitálních obvodů by se místo opakovací frekvence digitálních impulsů měla brát v úvahu šířka pásma určená náběžnou a sestupnou hranou digitálních impulsů. Konstrukční šířka pásma desky plošných spojů pro čtvercový digitální signál je nastavena na 1/πtr a obvykle se uvažuje desetinásobek této šířky pásma. | |
142 | Obvodový design | Použijte RS trigger jako vyrovnávací paměť mezi ovládacím tlačítkem zařízení a elektronickým obvodem zařízení | |
143 | Obvodový design | Snížení vstupní impedance citlivých vedení účinně snižuje možnost zavedení rušení. | |
144 | Návrh obvodu | LC filtr Mezi napájecím zdrojem s nízkou výstupní impedancí a digitálním obvodem s vysokou impedancí je nutný LC filtr, který zajistí impedanční přizpůsobení smyčky. | |
145 | Návrh obvodu | LC filtr Mezi napájecím zdrojem s nízkou výstupní impedancí a digitálním obvodem s vysokou impedancí je nutný LC filtr, který zajistí impedanční přizpůsobení smyčky. | |
145 | Návrh obvodu | Obvod pro kalibraci napětí: Na vstupu a výstupu by měly být přidány oddělovací kondenzátory (například 0.1 μF) a hodnota bypassového kondenzátoru by měla odpovídat standardu 10 μF/A. | |
146 | Obvodový design | Zakončení signálu: Impedanční přizpůsobení mezi zdrojem a cílem vysokofrekvenčního obvodu je velmi důležité. Nesprávné přizpůsobení způsobí zpětnou vazbu signálu a tlumené kmitání. Nadměrná vysokofrekvenční energie způsobí problémy s elektromagnetickým rušením. V tomto případě je nutné zvážit použití zakončení signálu. | |
147 | Návrh obvodu | Obvod mikrokontroléru: | |
148 | Obvodový design | U malých integrovaných obvodů s méně než 10 výstupy by měl být při provozní frekvenci ≤ 50 MHz připojen alespoň jeden filtrační kondenzátor 0.1 uF. Pokud je provozní frekvence ≥ 50 MHz, je každý napájecí pin vybaven filtračním kondenzátorem 0.1 uF. | |
149 | Návrh obvodu | U středních a velkých integrovaných obvodů je každý napájecí pin vybaven filtračním kondenzátorem s kapacitou 0.1 uF. U obvodů s velkou redundancí napájecích pinů lze počet kondenzátorů vypočítat také podle počtu výstupních pinů a na každých 0.1 výstupů je osazen filtrační kondenzátor s kapacitou 5 uF. | |
150 | Obvodový design | V oblastech bez aktivních zařízení se na každých 0.1 cm² připojuje alespoň jeden filtrační kondenzátor s kapacitou 6 uF. | |
151 | Obvodový design | U obvodů s ultravysokými frekvencemi je každý napájecí pin vybaven filtračním kondenzátorem 1000 pf. U obvodů s velkou redundancí napájecích pinů lze počet odpovídajících kondenzátorů vypočítat také podle počtu výstupních pinů, přičemž na každých 1000 výstupů je jeden filtrační kondenzátor 5 pf. | |
152 | Obvodový design | Vysokofrekvenční kondenzátory by měly být co nejblíže k napájecím pinům integrovaného obvodu. | |
153 | Obvodový design | Na každých 0.1 vysokofrekvenčních filtračních kondenzátorů je připojen alespoň jeden filtrační kondenzátor s kapacitou 5 uF; | |
154 | Obvodový design | Na každých 47 x 5 uF jsou připojeny nejméně dva nízkofrekvenční filtrační kondenzátory o kapacitě 10 uF; | |
155 | Obvodový design | Na každých 220 cm² by měl být připojen alespoň jeden nízkofrekvenční filtrační kondenzátor o kapacitě 470 uF nebo 100 uF; | |
156 | Obvodový design | Kolem každé zásuvky modulu by měly být uspořádány alespoň dva kondenzátory o kapacitě 220 uF nebo 470 uF. Pokud to prostor dovolí, měl by se počet kondenzátorů přiměřeně zvýšit; | |
157 | Obvodový design | Kritéria pro izolaci pulzů a transformátoru: Pulzní síť a transformátor musí být izolovány. Transformátor lze připojit pouze k oddělovací pulzní síti a připojovací vedení je co nejkratší. | |
158 | Návrh obvodu | Během procesu otevírání a zavírání spínačů a zavíracích mechanismů lze k zabránění rušení obloukem připojit jednoduché RC obvody a indukční obvody a k těmto obvodům lze přidat vysokoodporový usměrňovač nebo zatěžovací rezistor. Pokud to nefunguje, lze vstupní a výstupní vodiče stínit. Kromě toho lze k těmto obvodům připojit průchozí kondenzátory. | |
159 | Obvodový design | Funkce oddělovacích a filtračních kondenzátorů musí být analyzovány podle ekvivalentního schématu zapojení pro vysoké frekvence. | |
160 | Obvodový design | Na vstupu napájení každé funkční desky by měly být použity vhodné filtrační obvody, aby se co nejvíce odfiltroval diferenciální a soufázový šum. Uzemnění pro odvod šumu by mělo být odděleno od pracovního uzemnění, zejména signálového uzemnění, a lze zvážit i ochranné uzemnění; na vstupu napájení integrovaného obvodu by měly být umístěny oddělovací kondenzátory pro zlepšení odolnosti proti rušení. | |
161 | Obvodový design | Jasně definujte nejvyšší provozní frekvenci každé desky a proveďte nezbytná stínění zařízení nebo komponent s provozní frekvencí nad 160 MHz (nebo 200 MHz), abyste snížili úroveň jejich radiačního rušení a zlepšili jejich schopnost odolávat radiačnímu rušení. | |
162 | Obvodový design | Pokud je to možné, přidejte RC oddělení na vstupu řídicí linky (na desce plošných spojů), abyste eliminovali možné rušivé faktory během přenosu. | |
163 | Obvodový design | Použijte RS trigger jako vyrovnávací paměť mezi tlačítkem a elektronickým obvodem | |
164 | Obvodový design | V sekundárním usměrňovacím obvodu použijte diody s rychlou regenerací nebo paralelně s diodou zapojte polyesterové kondenzátory. | |
165 | Obvodový design | „Ořezávání“ spínacích průběhů tranzistorů | |
166 | Obvodový design | Snížení vstupní impedance citlivých vedení | |
167 | Obvodový design | Pokud je to možné, používejte v citlivých obvodech jako vstup vyvážené linky a k překonání rušení zdrojů rušení na citlivých linkách využijte inherentní schopnost potlačení souhlasného režimu vyvážených linek. | |
168 | Obvodový design | Přímé uzemnění zátěže je nevhodné | |
169 | Obvodový design | Mezi napájecí zdroj a zem v blízkosti integrovaného obvodu by měly být přidány oddělovací kondenzátory pro bypass (obvykle 104). | |
170 | Obvodový design | Pokud je to možné, použijte jako vstup pro citlivé obvody vyvážený vodič a vyvážený vodič není uzemněn. | |
171 | Obvodový design | Přidáním nulové diody do cívky relé eliminujete rušení zpětné elektromotorické síly generované při odpojení cívky. Přidáním pouze nulové diody se doba odpojení relé zpozdí. Po přidání diody pro regulaci napětí může relé sepnout vícekrát za jednotku času. | |
172 | Obvodový design | Obvod pro potlačení jisker (obvykle sériový RC obvod, odpor se obvykle volí od několika K do desítek K, kondenzátor se volí od 0.01 uF) je připojen na oba konce kontaktu relé, aby se snížil dopad elektrických jisker. | |
173 | Obvodový design | Přidejte k motoru filtrační obvod a ujistěte se, že vodiče kondenzátoru a induktoru jsou co nejkratší. | |
174 | Obvodový design | Každý integrovaný obvod na desce plošných spojů by měl být zapojen paralelně s vysokofrekvenčním kondenzátorem o kapacitě 0.01 μF~0.1 μF, aby se snížil vliv integrovaného obvodu na napájení. Věnujte pozornost zapojení vysokofrekvenčních kondenzátorů. Spojení by mělo být blízko ke konci napájení a co nejsilnější a nejkratší. V opačném případě by se zvýšil ekvivalentní sériový odpor kondenzátoru, což by ovlivnilo filtrační účinek. | |
175 | Obvodový design | RC obvod je připojen na oba konce tyristoru, aby se snížil šum generovaný tyristorem (tento šum může tyristor při závažném stavu poškodit). | |
176 | Obvodový design | Mnoho mikrokontrolérů je velmi citlivých na šum napájecího zdroje. Pro snížení rušení mikrokontroléru šumem napájecího zdroje je nutné k napájení mikrokontroléru přidat filtrační obvod nebo regulátor napětí. Například filtrační obvod ve tvaru π lze vytvořit pomocí magnetických korálků a kondenzátorů. Samozřejmě lze místo magnetických korálků použít i rezistory 100 Ω, pokud nejsou podmínky příliš náročné. | |
177 | Obvodový design | Pokud se I/O port mikrokontroléru používá k řízení šumových zařízení, jako jsou motory, měla by být mezi I/O port a zdroj šumu přidána izolace (přidáním π-filtračního obvodu). Pro řízení šumových zařízení, jako jsou motory, by měla být mezi I/O port a zdroj šumu přidána izolace (přidáním π-filtračního obvodu). | |
178 | Obvodový design | Použití protirušových komponent, jako jsou magnetické kuličky, magnetické kroužky, napájecí filtry a stínící kryty, na klíčových místech, jako jsou vstupně/výstupní porty mikrokontroléru, napájecí vedení a připojovací vedení desek plošných spojů, může výrazně zlepšit odolnost obvodu proti rušení. | |
179 | Obvodový design | U nečinných I/O portů mikrokontroléru je nenechávejte volné, ale připojte je k zemi nebo napájení. Nečinné svorky ostatních integrovaných obvodů jsou připojeny k zemi nebo napájení, aniž by se změnila systémová logika. | |
180 | Obvodový design | Použití obvodů pro monitorování napájení a watchdog pro mikrokontroléry, jako například: IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045 atd., může výrazně zlepšit odolnost celého obvodu proti rušení. | |
181 | Obvodový design | Za předpokladu, že rychlost splňuje požadavky, se pokuste snížit krystalový oscilátor mikrokontroléru a zvolit nízkorychlostní digitální obvod. | |
182 | Obvodový design | Pokud je to možné, přidejte na rozhraní desky plošných spojů RC dolní propusti nebo součástky pro potlačení elektromagnetického rušení (jako jsou magnetické korálky, signální filtry atd.), abyste eliminovali rušení od připojovacích vodičů; dávejte však pozor, abyste neovlivnili přenos užitečných signálů. | |
183 | Obvodový design | Při zapojování hodinového výstupu nepoužívejte přímé sériové připojení k více komponentám (tzv. řetězové zapojení); místo toho poskytujte hodinové signály přímo k více dalším komponentám prostřednictvím vyrovnávací paměti. | |
184 | Návrh obvodu | Prodlužte okraj membránové klávesnice o 12 mm za kovovou linii nebo použijte plastové výřezy pro prodloužení délky dráhy. | |
185 | Návrh obvodu | V blízkosti konektoru připojte signál na konektoru k uzemnění šasi konektoru pomocí LC nebo perlového kondenzátorového filtru. | |
186 | Návrh obvodu | Přidejte magnetickou kuličku mezi uzemnění šasi a společné uzemnění obvodu. | |
187 | Návrh obvodu | Systém distribuce energie uvnitř elektronického zařízení je hlavním cílem indukční vazby ESD. Opatření proti ESD pro systém distribuce energie jsou: 1 Pevně zkrouťte napájecí vedení a odpovídající zpětné vedení k sobě; 2 Umístěte magnetickou kuličku v místě, kde každé napájecí vedení vstupuje do elektronického zařízení; 3 Umístěte potlačovač přechodových proudů, varistor na bázi oxidu kovu (MOV) nebo 1kV vysokofrekvenční kondenzátor mezi každý napájecí pin a uzemnění šasi elektronického zařízení; 4 Nejlepší je uspořádat na desce plošných spojů vyhrazenou napájecí a zemnící rovinu nebo hustou napájecí a zemnící mřížku a použít velký počet bypassových a oddělovacích kondenzátorů. | |
188 | Návrh obvodu | Umístěte rezistory a magnetické korálky sériově na přijímací straně. U kabelových budičů, které jsou snadno vystaveny elektrostatickému výboji, můžete také umístit rezistory nebo magnetické korálky sériově na straně budiče. | |
189 | Návrh obvodu | Na přijímací konec umístěte ochranu proti přepětí. 1 Pro připojení k uzemnění šasi použijte krátké a silné vodiče (menší než 5násobek šířky, nejlépe menší než 3násobek šířky). 2 Signálové a zemnící vodiče vycházející z konektoru by měly být před připojením k dalším částem obvodu přímo připojeny k ochraně proti přepětí. | |
190 | Návrh obvodu | Umístěte filtrační kondenzátory ke konektoru nebo do 25 mm (1.0 palce) od přijímacího obvodu. 1 Pro připojení k uzemnění šasi nebo k uzemnění přijímacího obvodu použijte krátké a silné vodiče (menší než 5násobek šířky, nejlépe menší než 3násobek šířky). 2 Signálové a zemnící vodiče by měly být nejprve připojeny ke kondenzátorům a poté k přijímacímu obvodu. | |
191 | Kryt | Na kovovém šasi je maximální průměr otvoru ≤λ/20, kde λ je vlnová délka elektromagnetické vlny s nejvyšší frekvencí uvnitř i vně stroje; nekovové šasi se z hlediska konstrukce elektromagnetické kompatibility považují za nechráněné. | |
192 | Ukázkové | Stínění má nejmenší počet švů; ve švech stínění má metoda vícebodového pružinového tlakového kontaktu dobrou elektrickou kontinuitu; větrací otvor D <3 mm, tento otvor může účinně zabránit velkému elektromagnetickému úniku nebo vstupu; otvor stínění (například větrací otvor) je blokován jemnou měděnou síťovinou nebo jiným vhodným vodivým materiálem; pokud je třeba kovovou síťovinu větracího otvoru často odstraňovat, lze ji upevnit kolem otvoru šrouby nebo vruty, ale rozteč šroubů je <25 mm, aby se zachoval nepřetržitý kontakt s vedením. | |
193 | Ukázkové | Pokud je f > 1 MHz, jakékoli kovové stínění o tloušťce 0.5 mm sníží intenzitu pole o 99 %; pokud je f > 10 MHz, měděné stínění o tloušťce 0.1 mm sníží intenzitu pole o více než 99 %; pokud je f > 100 MHz, vrstva mědi nebo stříbra na povrchu izolantu je dobrým stíněním. Je však třeba poznamenat, že u plastových plášťů, když je kovový povlak nastříkán uvnitř, není proces stříkání v domácnosti standardní, efekt kontinuálního vedení mezi částicemi povlaku není dobrý a vodivostní impedance je velká. Negativní dopady selhání stříkání je třeba brát vážně. | |
194 | Ukázkové | Uzemnění celého stroje není potaženo izolační barvou. Je nutné zajistit spolehlivý kovový kontakt se zemnícím kabelem, aby se zabránilo nesprávnému spoléhání se pouze na šroubové závity pro uzemnění. | |
195 | Ukázkové | Vytvořte perfektní stínící strukturu s uzemněným kovovým stínícím pláštěm, který dokáže odvést výbojový proud do země. | |
196 | Ukázkové | Vytvořte prostředí odolné vůči elektrostatickému výboji (ESD) s průrazným napětím 20 kV; účinná jsou ochranná opatření zvýšením vzdálenosti. | |
197 | Ukázkové | Jakýkoli bod přístupný uživateli a obsluze, včetně švů, větracích otvorů a montážních otvorů, přístupný neuzemněný kov, jako jsou spojovací prvky, spínače, páky a indikátory, s délkou dráhy větší než 20 mm mezi elektronickým zařízením a následujícími prvky: | |
198 | Ukázkové | Použijte mylarovou pásku k zakrytí spojů a montážních otvorů uvnitř šasi. Tím se prodlouží okraje spojů/prostupů a zvětší se délka dráhy. | |
199 | Ukázkové | K zakrytí nepoužívaných nebo zřídka používaných konektorů použijte kovové krytky nebo stíněné plastové protiprachové krytky. | |
200 | Ukázkové | Používejte spínače a joysticky s plastovými hřídelemi nebo na ně nasaďte plastové rukojeti/kryty pro prodloužení dráhy. Vyhněte se rukojetím s kovovými stavěcími šrouby. | |
201 | Ukázkové | Namontujte LED diody a další indikátory do otvorů v zařízení a zakryjte je páskou nebo krytkami, abyste prodloužili okraje otvorů, nebo použijte trubku pro prodloužení délky trasy. | |
202 | Ukázkové | Zaoblete hrany a rohy kovových částí, u kterých se chladiče nacházejí v blízkosti spojů šasi, větracích otvorů nebo montážních otvorů. | |
203 | Ukázkové | V plastových pouzdrech by kovové spojovací prvky v blízkosti elektronických zařízení nebo neuzemněné části neměly z pouzdra vyčnívat. | |
204 | Ukázkové | Vysoké nožičky, které drží zařízení mimo stůl nebo podlahu, mohou vyřešit problém nepřímého ESD spojení ze stolu/podlahy nebo horizontálního spojovacího povrchu. | |
205 | Ukázkové | Naneste lepidlo nebo tmel kolem vrstvy obvodu membránové klávesnice. | |
206 | Ukázkové | Pokyny pro ochranu spojů a hran skříně: Spoje a hrany jsou kritické. Ve spojích těla šasi by se měl použít vysokotlaký silikon nebo těsnění, aby se dosáhlo utěsnění, ochrany proti elektrostatickému výboji a odolnosti proti vodě a prachu. | |
207 | Podvozek | Neuzemněné šasi by mělo mít průrazné napětí alespoň 20 kV (pravidla A1 až A9); u uzemněných šasi musí mít elektronická zařízení průrazné napětí alespoň 1500 V, aby se zabránilo sekundárnímu oblouku, a délka dráhy musí být větší nebo rovna 2.2 mm. | |
208 | Příloha | Kryt je vyroben z následujících stínících materiálů: plech; polyesterová fólie/měď nebo polyesterová fólie/hliníkový laminát; tepelně tvarovaná kovová síťovina se svařovanými spoji; tepelně tvarovaná metalizovaná vláknitá rohož (netkaná) nebo tkanina (tkaná); stříbrný, měděný nebo niklový povlak; zinkové obloukové stříkání; vakuová metalizace; bezproudové pokovování; vodivý přídavný materiál přidaný do plastu; | |
209 | Příloha | Kritéria pro elektrochemickou korozi stínicího materiálu: Potenciál mezi částmi, které jsou ve vzájemném kontaktu (EMF), musí být <0.75 V. V případě slaného a vlhkého prostředí musí být vzájemný potenciál <0.25 V. Velikost anodové (kladné) části by měla být větší než katodové (záporné) části. | |
210 | Ukázkové | Použijte ochranný materiál s překrytím ve spoji o více než 5násobek šířky mezery. | |
211 | Ukázkové | Elektrická spojení mezi stíněním a krabicí jsou provedena v intervalech 20 mm (0.8 palce) svařováním, spojovacími prvky atd. | |
212 | Ukázkové | Překleněte mezeru těsněním, odstraňte štěrbinu a zajistěte vodivou cestu mezi mezerami. | |
213 | Ukázkové | Vyhněte se rovným rohům a nadměrně velkým ohybům u stínící techniky. | |
214 | Ukázkové | Otvor ≤20 mm a délka štěrbiny ≤20 mm. Za stejných podmínek plochy otvoru je vhodnější otevírat otvory před štěrbinami. | |
215 | Ukázkové | Pokud je to možné, použijte několik malých otvorů místo jednoho velkého a mezi nimi nechte co největší rozteč. | |
216 | Ukázkové | U uzemněného zařízení připojte stínění k uzemnění šasi v místě vstupu konektoru; u neuzemněného (dvojitě izolovaného) zařízení připojte stínění ke společnému uzemnění obvodu poblíž spínače. | |
217 | Podvozek | Umístěte bod vstupu kabelu co nejblíže středu panelu, spíše než blízko okraje nebo rohu. | |
218 | Podvozek | Zarovnejte drážky ve stínění rovnoběžně se směrem toku elektrostatického proudu, nikoli kolmo k němu. | |
219 | Ukázkové | Pro zajištění dalších uzemňovacích bodů použijte plech s kovovými držáky v místě montážních otvorů nebo použijte plastové držáky pro izolaci a izolaci. | |
220 | Ukázkové | Nainstalujte lokální stínící zařízení v místech ovládacího panelu a klávesnice na plastovém šasi, abyste zabránili elektrostatickému výboji: | |
221 | Ukázkové | Umístění napájecího konektoru a konektoru vedoucího ven by mělo být připojeno k uzemnění šasi nebo k uzemnění obvodu. | |
222 | Příloha | V plastech použijte lamináty z polyesterové fólie/mědi nebo polyesterové fólie/hliníku, případně použijte vodivé povlaky či vodivé plniva. | |
223 | Příloha | Na hliník použijte tenký vodivý chromát nebo chromátový povlak, ale nepoužívejte eloxování. | |
224 | Ukázkové | V plastech používejte vodivý přídavný materiál. Upozorňujeme, že odlitky mají často na povrchu pryskyřici, což ztěžuje dosažení nízkoodporového spojení. | |
225 | Ukázkové | Na ocel použijte tenký vodivý chromátový povlak. | |
226 | Podvozek | Zajistěte přímý kontakt čistých kovových povrchů, místo abyste se spoléhali na šrouby pro spojení kovových částí. | |
227 | Podvozek | Připojte displej ke krytu šasi pomocí stínící vrstvy (oxid india a cínu, oxid india, oxid cínu atd.) po celém obvodu. | |
228 | Ukázkové | Zajistěte antistatickou (slabě vodivou) cestu k zemi v místech, kterých se obsluha často dotýká, například mezerník na klávesnici. | |
229 | Ukázkové | Ztěžte obsluze dosažení oblouku k okraji nebo rohu kovového plechu. Obloukový výboj v těchto bodech způsobí více nepřímých účinků elektrostatického výboje než obloukový výboj ve středu kovového plechu. | |
230 | jiní | Pokyny pro stínění vitrín: 1 Nainstalujte ochranná stínící okna; 2 Vnější obvod je připojen k obvodu uvnitř stroje přes filtrační zařízení. | |
231 | jiní | Klíčová kritéria ochrany oken: | |
232 | Výběr zařízení | Kondenzátory by měly být čipové s malou indukčností vývodů. | |
233 | Výběr zařízení | Stabilní bypassový kondenzátor pro napájení, zvolte elektrolytický kondenzátor | |
234 | Výběr zařízení | Kondenzátory pro střídavou vazbu a akumulaci náboje volí polytetrafluorethylenové kondenzátory nebo jiné polyesterové (polypropylenové, polystyrenové atd.) kondenzátory. | |
235 | Výběr zařízení | Monolitické keramické kondenzátory pro oddělení vysokofrekvenčních obvodů | |
236 | Výběr zařízení | Kritéria pro výběr kondenzátoru jsou: | |
237 | Výběr zařízení | Hliníkové elektrolytické kondenzátory je třeba se vyhnout v následujících situacích: | |
238 | Výběr zařízení | Konektory filtrů jsou nutné pouze u stíněných šasi | |
239 | Výběr zařízení | Při výběru konektorů filtru je třeba kromě faktorů, které je třeba zvážit při výběru běžných konektorů, zvážit také mezní frekvenci filtru. Pokud se frekvence signálů přenášených jádry konektoru liší, měla by být mezní frekvence stanovena na základě signálu s nejvyšší frekvencí. | |
240 | Výběr zařízení | Doporučuje se co nejvíce povrchově montované balení | |
241 | Výběr zařízení | Uhlíková fólie je první volbou pro výběr rezistoru, následovaná kovovou fólií. Pokud je z důvodu napájení nutné vinutí drátem, je třeba vzít v úvahu jeho indukční vliv. | |
242 | Výběr zařízení | Při výběru kondenzátorů je třeba poznamenat, že hliníkové elektrolytické kondenzátory a tantalové elektrolytické kondenzátory jsou vhodné pro nízkofrekvenční obvody; keramické kondenzátory jsou vhodné pro střední frekvenční rozsah (od kHz do MHz); keramické a slídové kondenzátory jsou vhodné pro velmi vysoké frekvence a mikrovlnné obvody; snažte se používat kondenzátory s nízkým ESR (ekvivalentní sériový odpor). | |
243 | Výběr zařízení | Bypassové kondenzátory by měly být elektrolytické kondenzátory s kapacitou 10-470PF, v závislosti na přechodovém proudu potřebném na desce plošných spojů. | |
244 | Výběr zařízení | Oddělovací kondenzátory by měly být keramické kondenzátory s kapacitou 1/100 nebo 1/1000 bypassového kondenzátoru. Záleží na době náběhu a době poklesu nejrychlejšího signálu. Například 10nF pro 100MHz, 4.7-100nF pro 33MHz a hodnota ESR menší než 1 ohm. | |
245 | Výběr zařízení | Při výběru cívek je uzavřená smyčka lepší než otevřená smyčka a v případě otevřené smyčky je lepší vinutý typ než tyčový nebo solenoidový typ. Pro nízké frekvence zvolte feromagnetické jádro a pro vysoké frekvence feritové jádro. | |
246 | Výběr zařízení | Feritové korálky, útlum vysokých frekvencí 10 dB | |
247 | Výběr zařízení | Feritové svorky, frekvenční rozsah MHz, útlum v souhlasném režimu (CM), diferenciálním režimu (DM) až 10-20 dB | |
248 | Výběr zařízení | Výběr diody: | |
249 | Výběr zařízení | Integrované obvody: | |
250 | Výběr zařízení | Jmenovitá hodnota proudu filtru je 1.5násobkem skutečné hodnoty pracovního proudu. | |
251 | Výběr zařízení | Výběr filtru napájecího zdroje: Podle teoretických výpočtů nebo výsledků testů by měl filtr napájecího zdroje dosáhnout hodnoty vloženého útlumu IL. Při skutečném výběru by měl být zvolen filtr napájecího zdroje s vložným útlumem IL+20dB. | |
252 | Výběr zařízení | Střídavé filtry a přítokové filtry nelze v reálných produktech používat zaměnitelně. V dočasných prototypech lze střídavé filtry použít k dočasné náhradě stejnosměrných filtrů; stejnosměrné filtry se však nesmí používat v prostředí se střídavým proudem. Mezní frekvence stejnosměrného filtru vůči kapacitě uzemnění je nízká a střídavý proud na něm způsobí velké ztráty. | |
253 | Výběr zařízení | Nepoužívejte zařízení citlivá na elektrostatický náboj. Elektrostatická citlivost vybraného zařízení obvykle není menší než 2000 V. V opačném případě pečlivě zvažte a navrhněte antistatické metody. Z hlediska konstrukce je nutné dosáhnout dobrého uzemnění a přijmout nezbytná izolační nebo stínicí opatření pro zlepšení antistatických schopností celého stroje. | |
254 | Výběr zařízení | U stíněné kroucené dvojlinky teče signálový proud po dvou vnitřních vodičích a šumový proud teče ve stínicí vrstvě, čímž se eliminuje vazba společné impedance a jakékoli rušení bude snímáno na obou vodičích současně, což způsobí, že se šum navzájem vyruší. | |
255 | Výběr zařízení | Nestíněné kroucené dvojlinky mají horší schopnost odolávat elektrostatické vazbě. Přesto však mají dobrý účinek v prevenci indukce magnetického pole. Stínicí účinek nestíněných kroucených dvojlinek je úměrný počtu závitů na jednotku délky vodiče. | |
256 | Výběr zařízení | Koaxiální kabel má rovnoměrnější charakteristickou impedanci a nižší ztráty, což mu umožňuje lepší vlastnosti od stejnosměrného kmitočtu po VHF. | |
257 | Výběr zařízení | Nepoužívejte vysokorychlostní logické obvody tam, kde se jim lze vyhnout. | |
258 | Výběr zařízení | Při výběru logických součástek se snažte vybrat součástky s dobou náběhu delší než 5 ns a nevybírejte logické součástky, které jsou rychlejší než časování požadované obvodem. | |
259 | Systém | Pokud je více zařízení zapojeno do elektrického systému, aby se eliminovalo rušení způsobené napájením zemní smyčky, používají se k izolaci oddělovací transformátory, neutralizační transformátory, optočleny a vstupy souhlasného režimu diferenciálního zesilovače. | |
260 | Systém | Identifikace rušivých zařízení a rušivých obvodů: V režimu start-stop nebo chodu jsou zařízení nebo obvody s velkou rychlostí změny napětí dV/dt a rychlostí změny proudu di/dt rušivými zařízeními nebo rušivými obvody. | |
261 | Systém | Umístěte uzemněnou vodivou vrstvu mezi obvod membránové klávesnice a sousední obvod naproti němu. | |
262 | Kabely a konektory | Kritéria izolace zapojení a uspořádání desek plošných spojů: izolace silného a slabého proudu, izolace velkého a malého napětí, izolace vysokého a nízkého kmitočtu, izolace vstupů a výstupů, digitální analogová izolace, izolace vstupů a výstupů, hraniční standard je řádově odlišný. Metody izolace zahrnují: stínění, jedno nebo všechna nezávislá stínění, prostorové oddělení a oddělení země. | |
263 | Kabely a konektory | Nestíněný plochý kabel. Nejlepší metodou zapojení je střídat signální a zemnící vodiče. Horší metodou je použít jeden zemnící vodič, dva signální vodiče a poté jeden zemnící vodič atd., nebo použít speciální zemnící desku. | |
264 | Kabely a konektory | Pokyny pro stínění signálních kabelů: 1 Pro přenos silného rušivého signálu použijte kroucenou dvojlinku nebo vyhrazenou vnější stíněnou kroucenou dvojlinku. 2 Pro vedení stejnosměrného proudu by se měly používat stíněné vodiče; 3 Pro vedení střídavého proudu by se měly používat kroucené vodiče; 4 Všechna signální/silová vedení vstupující do stíněné oblasti musí být filtrována. 5 Oba konce všech stíněných vodičů (plášťů) by měly mít dobrý kontakt se zemí. Pokud nevznikne žádná škodlivá zemnící smyčka, měla by být všechna stínění kabelů uzemněna na obou koncích. U velmi dlouhých kabelů by měl být uzemňovací bod také uprostřed. 6 V citlivých nízkoúrovňových obvodech by měl mít každý obvod svůj vlastní izolovaný a stíněný zemnící vodič, aby se eliminovalo možné rušení v zemnící smyčce. | |
265 | Kabely a konektory | Princip stíněného vodiče v blízkosti kovové spodní desky: Všechny stíněné kabely by měly být umístěny v blízkosti kovové desky, aby se zabránilo průchodu magnetického pole smyčkou tvořenou kovovou podlahou a pláštěm stíněného vodiče. | |
266 | Kabely a konektory | Zástrčky s plošnými spoji by měly být také vybaveny větším počtem vodičů s nulovým napětím jako izolací vedení. | |
267 | Kabely a konektory | Nejlepším způsobem, jak zmenšit oblast smyčky rušení a citlivých obvodů, je použití kroucené dvojlinky a stíněných vodičů. | |
268 | Kabely a konektory | Kroucená dvojlinka je velmi účinná při frekvencích nižších než 100 kHz a při vysokých frekvencích je omezena kvůli nerovnoměrné charakteristické impedanci a výslednému odrazu tvaru vlny. | |
