I 14 punti principali della checklist del layout del PCB
I 14 punti più alti del Layout PCB Lista di controllo
Durante la progettazione di PCB, per rendere la progettazione di circuiti stampati ad alta frequenza più ragionevole e ottenere migliori prestazioni anti-interferenza, è necessario considerare i seguenti aspetti:
(1) Selezionare con cura il numero di strati. Quando si cablano circuiti stampati ad alta frequenza nella progettazione di PCB, utilizzare il piano interno centrale come strato di alimentazione e di massa, che può svolgere una funzione di schermatura, ridurre efficacemente l'induttanza parassita, accorciare la lunghezza delle linee di segnale e minimizzare le interferenze incrociate tra i segnali.
(2) Metodo di cablaggio: il cablaggio deve essere ruotato di un angolo di 45° o ad arco, il che può ridurre l'emissione di segnali ad alta frequenza e il loro accoppiamento.
(3) Lunghezza della traccia: più è breve la lunghezza della traccia, meglio è, e più è breve la distanza parallela tra due linee, meglio è.
(4) Numero di fori passanti: minore è il numero di fori passanti, meglio è.
(5) Direzione del cablaggio interstrato La direzione del cablaggio interstrato deve essere verticale, ovvero lo strato superiore è orizzontale e quello inferiore è verticale. Ciò può ridurre l'interferenza tra i segnali.
(6) Rivestimento in rame L'aggiunta di un rivestimento in rame di terra può ridurre l'interferenza tra i segnali.
(7) Messa a terra: la messa a terra delle linee di segnale importanti può migliorare significativamente la capacità anti-interferenza del segnale. Naturalmente, anche le fonti di interferenza possono essere messe a terra in modo che non possano interferire con altri segnali.
(8) Linee di segnale Le linee di segnale non possono essere collegate in loop e devono essere instradate a catena.
Dare priorità alle linee dei segnali chiave: i piccoli segnali analogici, i segnali ad alta velocità, i segnali di clock, i segnali di sincronizzazione e altri segnali chiave vengono instradati per primi. Principio di priorità della densità: iniziare il cablaggio dai dispositivi con le connessioni più complesse sulla scheda. Iniziare il cablaggio dall'area più densa sulla scheda. Prestare attenzione a: a. Cercare di fornire livelli di cablaggio dedicati per i segnali chiave come segnali di clock, segnali ad alta frequenza, segnali sensibili, ecc. e garantire l'area minima del loop. Se necessario, adottare metodi come il cablaggio manuale prioritario, la schermatura e l'aumento delle distanze di sicurezza. Garantire la qualità del segnale. b. L'ambiente EMC tra il livello di alimentazione e il livello di terra è scarso, quindi evitare di disporre segnali sensibili alle interferenze. c. Le reti con requisiti di controllo dell'impedenza devono essere cablate il più possibile in base ai requisiti di lunghezza e larghezza della linea.
La linea di clock è uno dei fattori che ha il maggiore impatto sulla compatibilità elettromagnetica (EMC). È necessario che sulla linea di clock vi sia il minor numero possibile di fori, evitare di collegarli in parallelo ad altre linee di segnale e tenersi lontani dalle linee di segnale generali per evitare interferenze con le linee di segnale. Allo stesso tempo, è necessario evitare la sezione di alimentazione della scheda per evitare che l'alimentazione e il clock interferiscano tra loro. Se sulla scheda è presente uno speciale chip di generazione del clock, non è possibile instradare alcuna traccia al di sotto di esso. Il rame deve essere posato al di sotto di esso e, se necessario, è possibile tagliare la massa appositamente per questo. Per gli oscillatori a cristallo referenziati da molti chip, le tracce non devono essere instradate al di sotto di questi oscillatori a cristallo e il rame deve essere posato per l'isolamento.
Il cablaggio ad angolo retto è generalmente una situazione da evitare nel cablaggio dei PCB ed è quasi diventato uno degli standard per la misurazione della qualità del cablaggio. Quindi, quanto impatto avrà il cablaggio ad angolo retto sulla trasmissione del segnale? In linea di principio, il cablaggio ad angolo retto causerà una variazione della larghezza della linea di trasmissione, causando una discontinuità di impedenza. Infatti, non solo il cablaggio ad angolo retto, ma anche il cablaggio ad angolo retto e ad angolo acuto può causare variazioni di impedenza. L'impatto del cablaggio ad angolo retto sui segnali si riflette principalmente in tre aspetti: in primo luogo, l'angolo può essere equivalente a un carico capacitivo sulla linea di trasmissione, rallentando il tempo di salita; in secondo luogo, la discontinuità di impedenza causerà la riflessione del segnale; il terzo è l'EMI generata dalla punta ad angolo retto.
(1) Per la corrente ad alta frequenza, quando la curva del filo presenta un angolo retto o addirittura un angolo acuto, la densità del flusso magnetico e l'intensità del campo elettrico sono relativamente elevate vicino alla curva, che irradierà forti onde elettromagnetiche e l'induttanza qui Il volume sarà maggiore e la resistenza sarà maggiore rispetto agli angoli ottusi o arrotondati.
(2) Per il cablaggio bus dei circuiti digitali, le spire di cablaggio presentano angoli ottusi o arrotondati e l'area di cablaggio occupa un'area relativamente piccola. A parità di spaziatura delle linee, la spaziatura totale delle linee occupa una larghezza 0.3 volte inferiore rispetto a quella di una spira ad angolo retto.
Vedere: Instradamento differenziale e adattamento di impedenza
a. Elevata capacità anti-interferenza, grazie all'ottimo accoppiamento tra le due tracce differenziali. In caso di interferenza da rumore esterno, questo viene accoppiato alle due linee quasi contemporaneamente e il ricevitore si preoccupa solo della differenza tra i due segnali. Pertanto, il rumore di modo comune esterno può essere completamente compensato.
b. Può sopprimere efficacemente le interferenze elettromagnetiche (EMI). Allo stesso modo, poiché la polarità dei due segnali è opposta, i campi elettromagnetici da essi irradiati possono annullarsi a vicenda. Più stretto è l'accoppiamento, minore è l'energia elettromagnetica rilasciata verso l'esterno.
c. Posizionamento temporale accurato. Poiché la variazione di commutazione del segnale differenziale si trova all'intersezione dei due segnali, a differenza dei normali segnali single-ended che si basano su tensioni di soglia alte e basse per la valutazione, è meno influenzata dal processo e dalla temperatura e può ridurre gli errori di temporizzazione, ed è anche più adatta a circuiti con segnali di bassa ampiezza. L'attuale tecnologia LVDS (Low Voltage Differential Signaling) si riferisce a questa tecnologia di segnalazione differenziale di piccola ampiezza.
Per gli ingegneri PCB, la preoccupazione più importante è come garantire che i vantaggi del routing differenziale possano essere pienamente sfruttati nel routing effettivo. Chiunque abbia familiarità con il layout capirà probabilmente i requisiti generali del routing differenziale, ovvero "uguale lunghezza e uguale distanza".
La lunghezza uguale serve a garantire che i due segnali differenziali mantengano sempre la polarità opposta e riducano la componente di modo comune; la distanza uguale serve principalmente a garantire che l'impedenza differenziale dei due sia costante e a ridurre la riflessione. Il "principio di avvicinarsi il più possibile" è talvolta anche uno dei requisiti per il routing differenziale.
Il segnale differenziale è sempre più utilizzato nella progettazione di circuiti ad alta velocità. I segnali più critici nel circuito adottano spesso una struttura differenziale. Definizione: in parole povere, significa che l'estremità driver invia due segnali uguali e opposti. Quando un segnale viene emesso, l'estremità ricevente determina lo stato logico "0" o "1" confrontando la differenza tra queste due tensioni. La coppia di tracce che trasportano segnali differenziali è chiamata traccia differenziale.
Rispetto ai normali cablaggi di segnale single-ended, i vantaggi più evidenti dei segnali differenziali si riflettono nei tre aspetti seguenti: a. Elevata capacità anti-interferenza, poiché l'accoppiamento tra le due tracce differenziali è molto buono. In caso di interferenza di rumore dall'esterno, questa viene accoppiata alle due linee quasi contemporaneamente e l'estremità ricevente si preoccupa solo della differenza tra i due segnali. Pertanto, il rumore di modo comune esterno può essere completamente compensato. b. Può sopprimere efficacemente le EMI. Allo stesso modo, poiché la polarità dei due segnali è opposta, i campi elettromagnetici da essi irradiati possono annullarsi a vicenda. Più stretto è l'accoppiamento, minore è l'energia elettromagnetica rilasciata all'esterno.
Posizionamento temporale accurato. Poiché la variazione di commutazione del segnale differenziale si trova all'intersezione dei due segnali, a differenza dei normali segnali single-ended che si basano su tensioni di soglia alte e basse per la valutazione, è meno influenzata dal processo e dalla temperatura e può ridurre gli errori di temporizzazione, ed è anche più adatta a circuiti con segnali di bassa ampiezza. L'attuale tecnologia LVDS (segnalazione differenziale a bassa tensione) si riferisce a questa tecnologia di segnalazione differenziale di piccola ampiezza. Per i progettisti di PCB, la preoccupazione più importante è come garantire che i vantaggi del routing differenziale possano essere pienamente sfruttati nel routing effettivo. Forse chiunque abbia familiarità con il layout comprenderà i requisiti generali per il routing differenziale, ovvero "uguale lunghezza e uguale distanza". La uguale lunghezza serve a garantire che i due segnali differenziali mantengano sempre polarità opposta e riducano la componente di modo comune; la uguale distanza serve principalmente a garantire che l'impedenza differenziale dei due sia costante e riduca la riflessione. Il "principio di avvicinarsi il più possibile" è talvolta anche uno dei requisiti per il routing differenziale.
Per gli ingegneri PCB, la preoccupazione più importante è come garantire che i vantaggi del routing differenziale possano essere pienamente sfruttati nel routing effettivo. Chiunque abbia esperienza di Layout conoscerà probabilmente i requisiti generali per il routing differenziale, ovvero "uguale lunghezza e uguale distanza". La lunghezza uguale serve a garantire che i due segnali differenziali mantengano sempre polarità opposta e riducano la componente di modo comune; la distanza uguale serve principalmente a garantire che l'impedenza differenziale dei due segnali sia costante e riduca la riflessione. Il "principio di avvicinarsi il più possibile" è talvolta anche uno dei requisiti per il routing differenziale.
Le linee a serpentina sono un tipo di cablaggio spesso utilizzato nel layout. Il loro scopo principale è regolare il ritardo e soddisfare i requisiti di progettazione della temporizzazione del sistema. I progettisti devono innanzitutto comprendere quanto segue: le linee a serpentina compromettono la qualità del segnale e alterano i ritardi di trasmissione, quindi è consigliabile evitarne l'utilizzo in fase di cablaggio. Tuttavia, nella progettazione effettiva, per garantire un tempo di mantenimento sufficiente del segnale o per ridurre l'offset temporale tra lo stesso gruppo di segnali, il cablaggio deve spesso essere avvolto intenzionalmente.
Attenzione: le linee di segnale differenziali che appaiono a coppie vengono generalmente instradate in parallelo con il minor numero possibile di fori. Quando è necessario praticare dei fori, entrambe le linee devono essere forate insieme per ottenere l'adattamento di impedenza. Un gruppo di bus con le stesse caratteristiche dovrebbe essere instradato il più possibile affiancato e avere la stessa lunghezza possibile. I fori di via che partono dal patch pad dovrebbero essere il più lontano possibile dal patch pad.
Anche se il cablaggio dell'intera scheda PCB è completato correttamente, le interferenze causate da una scarsa attenzione all'alimentazione e ai cavi di terra comprometteranno le prestazioni del prodotto e a volte ne comprometteranno persino il successo. Pertanto, il cablaggio dei cavi elettrici e di terra deve essere attentamente studiato per ridurre al minimo le interferenze generate da questi ultimi e garantire la qualità del prodotto.
Ogni ingegnere impegnato nella progettazione di prodotti elettronici conosce le cause del rumore tra il filo di terra e la linea elettrica. Ora descriviamo solo il metodo di soppressione del rumore ridotto:
(1) È noto che i condensatori di disaccoppiamento vengono aggiunti tra l'alimentazione e i cavi di terra. (2) Provare ad aumentare la larghezza dei cavi di alimentazione e di terra. È preferibile che il cavo di terra sia più largo del cavo di alimentazione. La loro relazione è: cavo di terra>cavo di alimentazione>cavo di segnale. Solitamente, la larghezza del cavo di segnale è: 0.2-0.07 mm, quella del cavo di alimentazione è 1.2~2.5 mm. Per i PCB dei circuiti digitali, è possibile utilizzare cavi di terra larghi per formare un anello, ovvero una rete di terra (la terra dei circuiti analogici non può essere utilizzata in questo modo). (3) Utilizzare un'ampia area di strato di rame come cavo di terra e collegare a terra tutte le aree inutilizzate del circuito stampato come cavo di terra. Oppure si può realizzare una scheda multistrato, con i cavi di alimentazione e di terra che occupano uno strato ciascuno.
Nelle aree con fori passanti densi, occorre prestare attenzione a evitare che i fori si colleghino tra loro nelle aree scavate degli strati di alimentazione e di terra, formando una divisione dello strato piano, distruggendo così l'integrità dello strato piano e aumentando così l'area del loop della linea del segnale nello strato di terra.
Regole del ground loop:
La regola del loop minimo prevede che l'area del loop formata dalla linea di segnale e dal suo loop debba essere la più piccola possibile. Minore è l'area del loop, minore è la radiazione esterna e minore è l'interferenza esterna ricevuta.
Regole di disaccoppiamento dei dispositivi:
A. Aggiungere i condensatori di disaccoppiamento necessari alla piastra stampata per filtrare i segnali di interferenza sull'alimentatore e stabilizzare il segnale di alimentazione. Nelle schede multistrato, il posizionamento dei condensatori di disaccoppiamento non è generalmente molto impegnativo, ma per le schede a doppio strato, la disposizione dei condensatori di disaccoppiamento e il cablaggio dell'alimentatore influenzeranno direttamente la stabilità dell'intero sistema e talvolta persino il successo o il fallimento della progettazione. B. Nella progettazione di schede a doppio strato, la corrente dovrebbe generalmente essere filtrata dal condensatore di filtro prima di essere utilizzata dal dispositivo. C. Nella progettazione di circuiti ad alta velocità, la corretta utilizzazione dei condensatori di disaccoppiamento è correlata alla stabilità dell'intera scheda.
Oggigiorno, molti PCB non sono più costituiti da circuiti funzionali singoli (digitali o analogici), ma da una combinazione di circuiti digitali e analogici. Pertanto, è necessario considerare l'interferenza reciproca tra di essi durante il cablaggio, in particolare il rumore sulla linea di terra.
La frequenza dei circuiti digitali è elevata e la sensibilità dei circuiti analogici è elevata. Per le linee di segnale, quelle ad alta frequenza dovrebbero essere il più lontano possibile dai dispositivi sensibili dei circuiti analogici. Per le linee di massa, l'intero PCB ha un solo nodo con il mondo esterno, quindi il problema della massa comune digitale e analogica deve essere affrontato all'interno del PCB. Tuttavia, la massa digitale e quella analogica sono in realtà separate all'interno della scheda. Non sono collegate tra loro, ma si trovano solo all'interfaccia in cui il PCB si collega al mondo esterno (come spine, ecc.). La massa digitale è leggermente cortocircuitata rispetto alla massa analogica, si noti che c'è un solo punto di connessione. Ci sono anche diverse masse sul PCB, determinate dalla progettazione del sistema.
Nel cablaggio di circuiti stampati multistrato, non rimangono molte linee non finite sullo strato di segnale. L'aggiunta di ulteriori strati causerà sprechi e aumenterà il carico di lavoro in produzione, con conseguente aumento dei costi. Per risolvere questa contraddizione, è possibile considerare il cablaggio sullo strato elettrico (di terra). Lo strato di alimentazione dovrebbe essere considerato per primo, seguito da quello di terra. Questo perché è meglio preservare l'integrità della formazione.
Nella messa a terra di grandi superfici (elettricità), le gambe dei componenti di uso comune sono collegate a essa. La gestione delle gambe di collegamento deve essere considerata in modo approfondito. In termini di prestazioni elettriche, è preferibile che le piazzole delle gambe dei componenti siano completamente collegate alla superficie in rame, ma per Ci sono alcuni pericoli nascosti nell'assemblaggio tramite saldatura dei componenti, come ad esempio: ① La saldatura richiede un riscaldatore ad alta potenza.
②È facile che si formino giunzioni di saldatura virtuali. Pertanto, tenendo conto delle prestazioni elettriche e dei requisiti di processo, viene realizzato un pad di saldatura a forma di croce, chiamato scudo termico, comunemente noto come pad termico. In questo modo, si elimina la possibilità di giunzioni di saldatura virtuali dovute a un'eccessiva dissipazione del calore della sezione trasversale durante la saldatura. Il problema del sesso è notevolmente ridotto. Il trattamento delle gambe dello strato di alimentazione (massa) delle schede multistrato è lo stesso.
In molti sistemi CAD, il routing è determinato in base al sistema di rete. Se la griglia è troppo densa, nonostante l'aumento del numero di canali, i passi sono troppo piccoli e la quantità di dati nel campo immagine è eccessiva. Ciò comporterà inevitabilmente un maggiore fabbisogno di spazio di archiviazione del dispositivo e influirà anche sulla velocità di elaborazione dei prodotti elettronici per computer, con un impatto notevole. Alcuni percorsi non sono validi, come quelli occupati dai pad delle gambe dei componenti o dai fori di montaggio. Una mesh troppo rada e un numero insufficiente di canali avranno un impatto significativo sulla velocità di routing. Pertanto, è necessario un sistema di griglia con una densità ragionevole per supportare il cablaggio.
La distanza tra le gambe di un componente standard è di 0.1 pollici (2.54 mm), quindi la base del sistema di griglia è generalmente impostata su 0.1 pollici (2.54 mm) o un multiplo intero inferiore a 0.1 pollici, ad esempio: 0.05 pollici, 0.025 pollici, 0.02 pollici ecc.
Una volta completata la progettazione del cablaggio, è necessario verificare attentamente che sia conforme alle norme stabilite dal progettista. È inoltre necessario confermare che le norme stabilite soddisfino le esigenze del processo di produzione del circuito stampato. Le ispezioni generali includono i seguenti aspetti:
(1) Se la distanza tra fili e fili, fili e piazzole dei componenti, fili e fori passanti, piazzole dei componenti e fori passanti, e fori passanti e fori passanti è ragionevole e soddisfa i requisiti di produzione. (2) Le larghezze dei fili di alimentazione e di terra sono appropriate e sono strettamente accoppiati (bassa impedenza d'onda)? C'è qualche punto nel PCB in cui il filo di terra può essere allargato? (3) Se sono state adottate le misure migliori per le linee di segnale chiave, come mantenerle alla lunghezza minima, aggiungere linee di protezione e separare nettamente le linee di ingresso e di uscita. (4) Se i componenti del circuito analogico e del circuito digitale hanno fili di terra indipendenti. (5) Se la grafica (come icone ed etichette) aggiunta al PCB causerà cortocircuiti di segnale. (6) Modificare alcune forme di linea non ideali. (7) Sono state aggiunte linee di processo al PCB? Se il solder resist soddisfa i requisiti del processo di produzione, se le dimensioni del solder resist sono appropriate e se il segno di carattere è premuto sul pad del dispositivo per evitare di compromettere la qualità dell'assemblaggio elettrico. (8) Se il bordo del telaio esterno dello strato di massa dell'alimentatore nella scheda multistrato è ridotto. Se la lamina di rame dello strato di massa dell'alimentatore è esposta all'esterno della scheda, potrebbe facilmente causare un cortocircuito.
Per ridurre la diafonia tra le linee, è necessario garantire una spaziatura sufficientemente ampia. Quando la spaziatura tra le linee non è inferiore a 3 volte la larghezza della linea, il 70% del campo elettrico può essere mantenuto senza interferenze reciproche, secondo la cosiddetta regola dei 3 W. Per ottenere un campo elettrico del 98% senza interferenze reciproche, è possibile utilizzare una spaziatura di 10 W.
(1) Il cablaggio di clock, reset, segnali superiori a 100 Mbit e alcuni segnali bus chiave e altre linee di segnale deve rispettare il principio 3W. Non devono esserci lunghe linee parallele sullo stesso livello e su livelli adiacenti e il collegamento dovrebbe presentare il minor numero possibile di vie.
(2) Il problema del numero di vie per i segnali ad alta velocità. Alcune istruzioni di dispositivo generalmente prevedono requisiti rigorosi sul numero di vie per i segnali ad alta velocità. Il principio di interconnessione prevede che, ad eccezione delle necessarie vie di fanout dei pin, sia severamente vietato praticare fori nello strato interno. Per le vie extra, sono state predisposte tracce PCIE 8 da 3.0 GB e ne sono state forate 4, senza alcun problema.
(3) L'interasse tra clock e segnali ad alta velocità sullo stesso livello deve rispettare rigorosamente il principio 3H (H è la distanza tra lo strato di cablaggio e il piano di riflusso); è severamente vietata la sovrapposizione dei segnali su livelli adiacenti. Si raccomanda di rispettare anche il principio 3H. Per quanto riguarda il problema di diafonia di cui sopra, esistono strumenti che possono essere verificati.
Elenco di controllo delle 200 migliori revisioni del layout PCB
Informazioni sulla checklist del cablaggio e del layout del PCB, progettazione di circuiti, custodia, selezione dei componenti elettronici, cavi e connettori, ecc.
Numero |
| Contenuto delle specifiche tecniche | |
1 | Cablaggio e layout del PCB | Criteri di isolamento per il cablaggio e il layout del PCB: isolamento a corrente forte e debole, isolamento a tensione alta e bassa, isolamento ad alta e bassa frequenza, isolamento di ingresso e uscita, isolamento analogico-digitale, isolamento di ingresso e uscita. Lo standard di riferimento è di un ordine di grandezza. I metodi di isolamento includono: separazione spaziale e separazione del filo di terra. | |
2 | Cablaggio e layout del PCB | L'oscillatore a cristallo dovrebbe essere il più vicino possibile al circuito integrato e il cablaggio dovrebbe essere più spesso | |
3 | Cablaggio e layout del PCB | Messa a terra del guscio dell'oscillatore a cristallo | |
4 | Cablaggio e layout del PCB | Quando il cablaggio dell'orologio viene emesso tramite il connettore, i pin sul connettore devono essere riempiti con pin di terra attorno ai pin della linea dell'orologio | |
5 | Cablaggio e layout del PCB | I circuiti analogici e digitali dispongono rispettivamente di percorsi di alimentazione e di massa propri. Se possibile, i percorsi di alimentazione e di massa di queste due parti del circuito dovrebbero essere ampliati il più possibile oppure si dovrebbero utilizzare strati di alimentazione e di massa separati per ridurre l'impedenza dei circuiti di alimentazione e di massa e ridurre qualsiasi tensione di interferenza che potrebbe essere presente nei circuiti di alimentazione e di massa. | |
6 | Cablaggio e layout del PCB | La massa analogica e quella digitale del PCB, che operano separatamente, possono essere collegate in un unico punto vicino al punto di messa a terra del sistema. Se la tensione di alimentazione è costante, l'alimentazione dei circuiti analogici e digitali può essere collegata in un unico punto all'ingresso dell'alimentatore. Se la tensione di alimentazione non è costante, un condensatore da 1~2 nF viene collegato in prossimità dei due alimentatori per fornire un percorso per la corrente di ritorno del segnale tra i due alimentatori. | |
7 | Cablaggio e layout del PCB | Se il PCB viene inserito nella scheda madre, anche l'alimentazione e la massa dei circuiti analogici e digitali della scheda madre devono essere separate. La massa analogica e quella digitale sono collegate a terra nel punto di messa a terra della scheda madre. L'alimentatore è collegato in un unico punto vicino al punto di messa a terra del sistema. Se la tensione di alimentazione è costante, l'alimentazione dei circuiti analogici e digitali è collegata in un unico punto all'ingresso dell'alimentatore. Se la tensione di alimentazione non è costante, un condensatore da 1~2 nF viene collegato in prossimità dei due alimentatori per fornire un percorso per la corrente di ritorno del segnale tra i due alimentatori. | |
8 | Cablaggio e layout del PCB | Quando vengono combinati circuiti digitali ad alta, media e bassa velocità, è necessario assegnare loro aree di layout diverse sul circuito stampato. | |
9 | Cablaggio e layout del PCB | I circuiti analogici di basso livello e i circuiti logici digitali dovrebbero essere separati il più possibile | |
10 | Cablaggio e layout del PCB | Quando si progetta un circuito stampato multistrato, il piano di alimentazione deve essere vicino al piano di massa e disposto al di sotto di esso. | |
11 | Cablaggio e layout del PCB | Quando si progetta una scheda stampata multistrato, lo strato di cablaggio deve essere disposto adiacente all'intero piano metallico | |
12 | Cablaggio e layout del PCB | Quando si progetta un circuito stampato multistrato, è opportuno separare il circuito digitale da quello analogico e, se le condizioni lo consentono, disporre i circuiti digitali e analogici su strati diversi. Se è necessario disporli sullo stesso piano, è possibile porre rimedio scavando delle trincee, aggiungendo linee di messa a terra e separandole. La massa analogica e digitale e le alimentazioni devono essere separate e non possono essere mescolate. | |
13 | Cablaggio e layout del PCB | I circuiti di clock e i circuiti ad alta frequenza sono le principali fonti di interferenze e radiazioni. Devono essere installati separatamente e lontano dai circuiti sensibili. | |
14 | Cablaggio e layout del PCB | Prestare attenzione alla distorsione della forma d'onda durante la trasmissione su lunga linea | |
15 | Cablaggio e layout del PCB | Il modo migliore per ridurre l'area del loop delle fonti di interferenza e dei circuiti sensibili è quello di utilizzare coppie intrecciate e fili schermati, intrecciando insieme la linea del segnale e la linea di terra (o loop di corrente) per ridurre al minimo la distanza tra il segnale e la linea di terra (o loop di corrente) | |
16 | Cablaggio e layout del PCB | Aumentare la distanza tra le linee per ridurre al minimo l'induttanza reciproca tra la sorgente di interferenza e la linea indotta | |
17 | Cablaggio e layout del PCB | Se possibile, realizzare la linea sorgente di interferenza e la linea indotta ad angolo retto (o quasi ad angolo retto), il che può ridurre notevolmente l'accoppiamento tra le due linee | |
18 | Cablaggio e layout del PCB | Aumentare la distanza tra le linee è il modo migliore per ridurre l'accoppiamento capacitivo | |
19 | Cablaggio e layout del PCB | Prima del cablaggio formale, il primo punto è classificare le linee. Il metodo di classificazione principale si basa sul livello di potenza, con ogni livello di potenza di 30 dB suddiviso in diversi gruppi. | |
20 | Cablaggio e layout del PCB | I cavi di diverse categorie devono essere raggruppati e posati separatamente. Anche i cavi di categorie adiacenti possono essere raggruppati dopo aver adottato misure come la schermatura o la torsione. La distanza minima tra i cablaggi classificati è di 50~75 mm. | |
21 | Cablaggio e layout del PCB | Quando si dispongono i resistori, i resistori di controllo del guadagno e i resistori di polarizzazione (pull-up e pull-down) dell'amplificatore, i circuiti di pull-up e pull-down e i circuiti raddrizzatori stabilizzatori della tensione devono essere il più vicino possibile all'amplificatore, ai dispositivi attivi, ai loro alimentatori e alla terra per ridurre i loro effetti di disaccoppiamento (migliorare il tempo di risposta transitoria). | |
22 | Cablaggio e layout del PCB | I condensatori di bypass sono posizionati vicino all'ingresso di alimentazione | |
23 | Cablaggio e layout del PCB | I condensatori di disaccoppiamento sono posizionati all'ingresso di alimentazione, il più vicino possibile a ciascun circuito integrato. | |
24 | Cablaggio e layout del PCB | Caratteristiche di base dell'impedenza del PCB: determinata dalla qualità del rame e dalla sezione trasversale. Nello specifico: 1 oncia = 0.49 milliohm/unità di area. | |
25 | Cablaggio e layout del PCB | Principi di base del cablaggio PCB: aumentare la spaziatura tra le tracce per ridurre la diafonia dell'accoppiamento capacitivo; disporre le linee di alimentazione e le linee di terra in parallelo per ottimizzare la capacità del PCB; disporre le linee ad alta frequenza sensibili lontano dalle linee di alimentazione ad alto rumore; allargare le linee di alimentazione e le linee di terra per ridurre l'impedenza delle linee di alimentazione e delle linee di terra; | |
26 | Cablaggio e layout del PCB | Separazione: utilizzare la separazione fisica per ridurre l'accoppiamento tra diversi tipi di linee di segnale, in particolare linee di alimentazione e di terra | |
27 | Cablaggio e layout del PCB | Disaccoppiamento locale: disaccoppiare l'alimentatore locale e il circuito integrato. Utilizzare un condensatore di bypass ad alta capacità tra la porta di ingresso dell'alimentazione e il PCB per filtrare le pulsazioni a bassa frequenza e soddisfare i requisiti di potenza del burst. Utilizzare un condensatore di disaccoppiamento tra l'alimentatore e la massa di ciascun circuito integrato. Questi condensatori di disaccoppiamento dovrebbero essere il più vicino possibile ai pin. | |
28 | Cablaggio e layout del PCB | Separazione dei cavi: ridurre al minimo la diafonia e l'accoppiamento di rumore tra linee adiacenti sullo stesso strato del PCB. Utilizzare la specifica 3W per elaborare i percorsi dei segnali chiave. | |
29 | Cablaggio e layout del PCB | Circuiti di protezione e shunt: utilizzare misure di protezione del filo di terra bilaterale per i segnali chiave e assicurarsi che entrambe le estremità del circuito di protezione siano collegate a terra | |
30 | Cablaggio e layout del PCB | PCB monostrato: la linea di terra deve essere larga almeno 1.5 mm e la variazione della larghezza del ponticello e della linea di terra deve essere ridotta al minimo | |
31 | Cablaggio e layout del PCB | PCB a doppio strato: è preferibile un cablaggio a griglia di terra/matrice di punti, con una larghezza superiore a 1.5 mm. In alternativa, posizionare la terra su un lato e l'alimentazione del segnale sull'altro. | |
32 | Cablaggio e layout del PCB | Anello di protezione: utilizzare il filo di terra per formare un anello per racchiudere la logica di protezione per l'isolamento | |
33 | Cablaggio e layout del PCB | Capacità del PCB: la capacità del PCB viene generata sulle schede multistrato grazie al sottile strato isolante tra la superficie di alimentazione e la massa. I suoi vantaggi sono un'altissima risposta in frequenza e una bassa induttanza in serie, distribuita uniformemente su tutta la superficie o linea. Equivale a un condensatore di disaccoppiamento distribuito uniformemente sull'intera scheda. | |
34 | Cablaggio e layout del PCB | Circuiti ad alta velocità e circuiti a bassa velocità: i circuiti ad alta velocità dovrebbero essere vicini al piano di massa, mentre i circuiti a bassa velocità dovrebbero essere vicini al piano di alimentazione. | |
35 | Cablaggio e layout del PCB | Le direzioni di instradamento degli strati adiacenti sono strutture ortogonali, evitando di instradare diverse linee di segnale nella stessa direzione sugli strati adiacenti per ridurre la diafonia interstrato non necessaria; quando questa situazione è difficile da evitare a causa di limitazioni della struttura della scheda (come alcuni backplane), soprattutto quando la velocità del segnale è elevata, prendere in considerazione l'utilizzo di piani di massa per isolare ogni strato di cablaggio e l'utilizzo di linee di segnale di massa per isolare ogni linea di segnale; | |
36 | Cablaggio e layout del PCB | Per evitare l'"effetto antenna", non è consentito che un'estremità del cablaggio fluttui nell'aria. | |
37 | Cablaggio e layout del PCB | Regole di verifica dell'adattamento di impedenza: la larghezza del cablaggio della stessa griglia deve essere costante. La variazione della larghezza della linea causerà un'impedenza caratteristica non uniforme. Quando la velocità di trasmissione è elevata, si verificherà una riflessione. Questa situazione dovrebbe essere evitata in fase di progettazione. In determinate condizioni, potrebbe essere impossibile evitare la variazione della larghezza della linea e la lunghezza effettiva della parte non costante al centro dovrebbe essere ridotta al minimo. | |
38 | Cablaggio e layout del PCB | Impedire alle linee di segnale di formare dei loop tra strati diversi, che causerebbero interferenze da radiazioni. | |
39 | Cablaggio e layout del PCB | Regola della linea corta: mantieni il cablaggio il più corto possibile, soprattutto per le linee di segnale importanti, come le linee di clock, e assicurati di posizionare i loro oscillatori molto vicino al dispositivo. | |
40 | Cablaggio e layout del PCB | Regole di smussatura: la progettazione del PCB dovrebbe evitare angoli acuti e retti, che causerebbero radiazioni non necessarie e scarse prestazioni di processo. L'angolo tra tutte le linee dovrebbe essere maggiore di 135 gradi. | |
41 | Cablaggio e layout del PCB | I fili dal pad del condensatore del filtro al pad di connessione devono essere collegati con fili spessi 0.3 mm e la lunghezza di interconnessione deve essere ≤1.27 mm. | |
42 | Cablaggio e layout del PCB | Generalmente, la parte ad alta frequenza viene posizionata all'interfaccia per ridurre la lunghezza del cablaggio. Allo stesso tempo, è opportuno considerare anche la separazione del piano di massa ad alta/bassa frequenza. Solitamente, la massa dei due viene divisa e poi collegata in un unico punto all'interfaccia. | |
43 | Cablaggio e layout del PCB | Per le aree con vie dense, occorre prestare attenzione a non collegare tra loro le aree cave degli strati di alimentazione e di terra, dividendo così lo strato piano e distruggendone l'integrità, il che a sua volta aumenta l'area del loop della linea del segnale nello strato di terra. | |
44 | Cablaggio e layout del PCB | Principio di proiezione degli strati di potenza non sovrapposti: per le schede PCB con più di due strati (inclusi), i diversi strati di potenza dovrebbero evitare sovrapposizioni spaziali, principalmente per ridurre l'interferenza tra diversi alimentatori, in particolare tra alimentatori con grandi differenze di tensione. Il problema della sovrapposizione dei piani di potenza deve essere evitato. Se è difficile evitarlo, si può considerare l'utilizzo di uno strato di massa al centro. | |
45 | Cablaggio e layout del PCB | Regola dei 3 W: per ridurre la diafonia tra le linee, la spaziatura tra le linee deve essere sufficientemente ampia. Quando l'interasse delle linee non è inferiore a 3 volte la larghezza della linea, è possibile impedire che il 70% dei campi elettrici interferisca tra loro. Se il 98% dei campi elettrici non interferisce tra loro, si può applicare la regola dei 10 W. | |
46 | Cablaggio e layout del PCB | Regola 20H: considerando un H (lo spessore dielettrico tra l'alimentatore e la terra) come unità, se la contrazione verso l'interno è 20H, il 70% del campo elettrico può essere confinato al bordo di terra e se la contrazione verso l'interno è 1000H, il 98% del campo elettrico può essere confinato. | |
47 | Cablaggio e layout del PCB | Regola 50-50: la regola per la selezione del numero di strati di un circuito stampato, ovvero se la frequenza di clock raggiunge i 5 MHz o il tempo di salita dell'impulso è inferiore a 5 ns, il circuito stampato deve essere multistrato. Se si utilizza una scheda a doppio strato, è preferibile utilizzare un lato del circuito stampato come piano di massa completo. | |
48 | Cablaggio e layout del PCB | Criteri di partizionamento PCB a segnale misto: 1 Partizionare il PCB in parti analogiche e digitali indipendenti; 2 Posizionare il convertitore A/D attraverso la partizione; 3 Non dividere la terra, impostare una terra unificata sotto le parti analogiche e digitali del circuito stampato; 4 In tutti gli strati del circuito stampato, i segnali digitali possono essere instradati solo nella parte digitale del circuito stampato e i segnali analogici possono essere instradati solo nella parte analogica del circuito stampato; 5 Realizzare la segmentazione dell'alimentazione analogica e dell'alimentazione digitale; 6 Il routing non può attraversare lo spazio tra le superfici di alimentazione divise; 7 La linea del segnale che deve attraversare lo spazio tra gli alimentatori divisi deve essere posizionata sullo strato di cablaggio accanto all'ampia area di terra; 8 Analizzare il percorso effettivo e il metodo della corrente di ritorno a terra; | |
49 | Cablaggio e layout del PCB | Le schede multistrato rappresentano misure di progettazione migliori per la protezione EMC a livello di scheda e sono consigliate. | |
50 | Cablaggio e layout del PCB | Il circuito del segnale e quello di alimentazione hanno i propri fili di messa a terra indipendenti e, infine, sono collegati a terra in un unico punto. I due non dovrebbero avere un filo di messa a terra in comune. | |
51 | Cablaggio e layout del PCB | Il filo di terra di ritorno del segnale utilizza un circuito di terra indipendente a bassa impedenza; il telaio o la struttura non possono essere utilizzati come circuito. | |
52 | Cablaggio e layout del PCB | Quando l'apparecchiatura a onde medie e corte è collegata a terra, il filo di terra <1/4λ; se il requisito non può essere soddisfatto, il filo di terra non può essere un multiplo dispari di 1/4λ. | |
53 | Cablaggio e layout del PCB | I cavi di terra dei segnali forti e deboli devono essere disposti separatamente e ciascuno di essi è collegato alla griglia di terra in un solo punto. | |
54 | Cablaggio e layout del PCB | In genere, l'apparecchiatura dovrebbe essere dotata di almeno tre fili di terra separati: uno è il filo di terra del circuito di basso livello (chiamato filo di terra del segnale), uno è il filo di terra del relè, del motore e del circuito di alto livello (chiamato filo di terra di interferenza o filo di terra di rumore); l'altro, quando l'apparecchiatura utilizza l'alimentazione CA, è il filo di terra di sicurezza dell'alimentatore che deve essere collegato al filo di terra del telaio, il telaio e la scatola di derivazione sono isolati, ma i due sono identici in un punto, e infine tutti i fili di terra sono riuniti in un punto per la messa a terra. Il circuito dell'interruttore automatico è messo a terra in un singolo punto nel punto di massima corrente. Quando f < 1 MHz, un punto è messo a terra; quando f > 10 MHz, più punti sono messi a terra; quando 1 MHz | |
55 | Cablaggio e layout del PCB | Linee guida per evitare loop di terra: le linee elettriche devono essere posate parallelamente alla linea di terra. | |
56 | Cablaggio e layout del PCB | Il dissipatore di calore deve essere collegato alla terra di alimentazione o alla terra di schermatura o alla terra di protezione nella singola scheda (è preferibile la terra di schermatura o la terra di protezione) per ridurre le interferenze delle radiazioni | |
57 | Cablaggio e layout del PCB | La terra digitale e la terra analogica sono separate e la linea di terra è allargata | |
58 | Cablaggio e layout del PCB | Quando si mescolano velocità alta, media e bassa, prestare attenzione alle diverse aree di disposizione | |
59 | Cablaggio e layout del PCB | Linea specializzata a zero volt, larghezza di instradamento della linea di alimentazione ≥1 mm | |
60 | Cablaggio e layout del PCB | La linea di alimentazione e la linea di terra devono essere il più vicine possibile e l'alimentazione e la terra sull'intero circuito stampato devono essere distribuite a "pozzo" per bilanciare la corrente della linea di distribuzione. | |
61 | Cablaggio e layout del PCB | Scrivere la linea della sorgente di interferenza e la linea rilevata il più possibile ad angolo retto | |
62 | Cablaggio e layout del PCB | Classificare in base alla potenza: i cavi di diverse categorie devono essere raggruppati separatamente e la distanza tra i fasci di cavi disposti separatamente deve essere di 50-75 mm. | |
63 | Cablaggio e layout del PCB | In situazioni ad alta richiesta, il conduttore interno deve essere dotato di un avvolgimento completo a 360° e deve essere utilizzato un connettore coassiale per garantire l'integrità della schermatura del campo elettrico | |
64 | Cablaggio e layout del PCB | Scheda multistrato: lo strato di alimentazione e lo strato di massa devono essere adiacenti. I segnali ad alta velocità devono essere posizionati vicino al piano di massa, mentre i segnali non critici devono essere posizionati vicino al piano di alimentazione. | |
65 | Cablaggio e layout del PCB | Alimentazione: se il circuito richiede più alimentatori, separare ciascun alimentatore con la messa a terra. | |
66 | Cablaggio e layout del PCB | Via: quando si utilizzano segnali ad alta velocità, le vie generano un'induttanza di 1-4 nH e una capacità di 0.3-0.8 pF. Pertanto, le vie dei canali ad alta velocità dovrebbero essere il più piccole possibile. Assicurarsi che il numero di vie per le linee parallele ad alta velocità sia costante. | |
67 | Cablaggio e layout del PCB | Stub: evitare di utilizzare stub in linee di segnale ad alta frequenza e sensibili | |
68 | Cablaggio e layout del PCB | Disposizione del segnale a stella: evitare di utilizzarlo in linee di segnale ad alta velocità e sensibili | |
69 | Cablaggio e layout del PCB | Disposizione del segnale radiante: evitare di utilizzarlo per linee ad alta velocità e sensibili, mantenere invariata la larghezza del percorso del segnale e non rendere troppo densi i fori passanti attraverso il piano di potenza e la terra. | |
70 | Cablaggio e layout del PCB | Area del loop di terra: mantenere il percorso del segnale e la sua linea di ritorno di terra vicini aiuterà a ridurre al minimo il loop di terra | |
71 | Cablaggio e layout del PCB | In genere, il circuito dell'orologio è disposto al centro della scheda PCB o in una posizione ben messa a terra, in modo che l'orologio sia il più vicino possibile al microprocessore e i cavi siano mantenuti il più corti possibile, mentre l'oscillatore al quarzo è collegato a terra solo al guscio. | |
72 | Cablaggio e layout del PCB | Per migliorare ulteriormente l'affidabilità del circuito dell'orologio, l'area dell'orologio può essere racchiusa e isolata con una linea di terra e l'area di messa a terra sotto l'oscillatore a cristallo può essere aumentata per evitare di posare altre linee di segnale; | |
73 | Cablaggio e layout del PCB | Il principio di disposizione dei componenti è quello di dividere la parte del circuito analogico da quella del circuito digitale, dividere il circuito ad alta velocità da quello a bassa velocità, dividere il circuito ad alta potenza da quello a piccolo segnale, dividere la componente di rumore da quella non di rumore e, allo stesso tempo, cercare di accorciare i cavi tra i componenti per ridurre al minimo l'accoppiamento di interferenza tra di essi. | |
74 | Cablaggio e layout del PCB | Il circuito stampato è suddiviso in zone in base alla funzione e i cavi di terra di ciascun circuito di zona sono collegati in parallelo e collegati a terra in un unico punto. Quando sono presenti più unità di circuito sul circuito stampato, ciascuna unità deve avere un ritorno di terra indipendente e ciascuna unità deve essere collegata alla terra comune in un punto centralizzato. Le schede monofacciali e bifacciali utilizzano un'alimentazione e una messa a terra a punto singolo. | |
75 | Cablaggio e layout del PCB | Le linee di segnale importanti dovrebbero essere il più corte e spesse possibile, e una messa a terra di protezione dovrebbe essere aggiunta su entrambi i lati. Quando il segnale deve essere portato in uscita, dovrebbe essere condotto tramite un cavo piatto, e la "linea di terra-segnale-linea di terra" dovrebbe essere utilizzata in modo distanziato. | |
76 | Cablaggio e layout del PCB | I circuiti di interfaccia I/O e i circuiti di azionamento della potenza devono essere il più vicino possibile al bordo della scheda stampata. | |
77 | Cablaggio e layout del PCB | Oltre al circuito dell'orologio, cercare di evitare il routing sotto dispositivi e circuiti sensibili al rumore. | |
78 | Cablaggio e layout del PCB | Quando il circuito stampato è dotato di interfacce dati ad alta velocità come PCI e ISA, è necessario prestare attenzione alla disposizione graduale del circuito stampato in base alla frequenza del segnale, ovvero, partendo dall'interfaccia dello slot, il circuito ad alta frequenza, il circuito a media frequenza e il circuito a bassa frequenza vengono disposti in sequenza, in modo che il circuito soggetto a interferenze sia lontano dall'interfaccia dati. | |
79 | Cablaggio e layout del PCB | Più corto è il cavo del segnale sul circuito stampato, meglio è. Il più lungo non dovrebbe superare i 25 cm e il numero di vie dovrebbe essere il più ridotto possibile. | |
80 | Cablaggio e layout del PCB | Quando è necessario curvare la linea del segnale, utilizzare un cablaggio con piegatura a 45 gradi o ad arco, evitando di utilizzare una linea con piegatura a 90 gradi, per ridurre la riflessione dei segnali ad alta frequenza. | |
81 | Cablaggio e layout del PCB | Evitare pieghe a 90 gradi durante il cablaggio per ridurre l'emissione di rumore ad alta frequenza | |
82 | Cablaggio e layout del PCB | Prestare attenzione al cablaggio dell'oscillatore a cristallo. Mantenere l'oscillatore a cristallo e i pin del microcontrollore il più vicino possibile, isolare l'area del clock con un filo di terra e collegare a terra e fissare il guscio dell'oscillatore a cristallo. | |
83 | Cablaggio e layout del PCB | Suddivisione ragionevole del circuito stampato, ad esempio in segnali forti e deboli, segnali digitali e analogici. Tenere le fonti di interferenza (come motori, relè) e i componenti sensibili (come i microcontrollori) il più lontano possibile. | |
84 | Cablaggio e layout del PCB | Isolare l'area digitale da quella analogica con il filo di terra, separare la massa digitale da quella analogica e infine collegarla alla massa di alimentazione in un punto. Anche il cablaggio dei chip A/D e D/A segue questo principio. Il produttore ha tenuto conto di questo requisito nell'allocazione dei pinout dei chip A/D e D/A. | |
85 | Cablaggio e layout del PCB | I cavi di terra del microcontrollore e dei dispositivi ad alta potenza devono essere collegati a terra separatamente per ridurre le interferenze reciproche. I dispositivi ad alta potenza devono essere posizionati il più possibile sul bordo del circuito stampato. | |
86 | Cablaggio e layout del PCB | Durante il cablaggio, ridurre al minimo l'area del circuito per ridurre il rumore induttivo | |
87 | Cablaggio e layout del PCB | Durante il cablaggio, la linea di alimentazione e la linea di terra devono essere il più spesse possibile. Oltre a ridurre la caduta di tensione, è ancora più importante ridurre il rumore di accoppiamento. | |
88 | Cablaggio e layout del PCB | I dispositivi IC dovrebbero essere saldati il più possibile direttamente sulla scheda del circuito e gli zoccoli IC dovrebbero essere utilizzati meno spesso. | |
89 | Cablaggio e layout del PCB | In genere, il punto di riferimento dovrebbe essere impostato all'intersezione delle linee di confine sinistra e inferiore (o all'intersezione delle linee di estensione) o sul primo pad del plug-in del circuito stampato. | |
90 | Cablaggio e layout del PCB | Si consiglia una griglia da 25 mil per il layout | |
91 | Cablaggio e layout del PCB | La connessione totale è la più breve possibile e la linea del segnale chiave è la più corta | |
92 | Cablaggio e layout del PCB | I componenti dello stesso tipo devono essere coerenti nella direzione X o Y. Anche i componenti discreti polari dello stesso tipo devono cercare di essere coerenti nella direzione X o Y per facilitare la produzione e il debug; | |
93 | Cablaggio e layout del PCB | Il posizionamento dei componenti deve essere comodo per il debug e la manutenzione. I componenti di piccole dimensioni non possono essere posizionati accanto a componenti di grandi dimensioni. È necessario che vi sia spazio sufficiente intorno ai componenti da sottoporre a debug. È necessario che vi sia spazio sufficiente per i componenti riscaldanti, in modo da facilitarne la dissipazione del calore. I termistori devono essere tenuti lontani dai componenti riscaldanti. | |
94 | Cablaggio e layout del PCB | La distanza tra i componenti doppi in linea deve essere >2 mm. La distanza tra il BGA e i componenti adiacenti deve essere >5 mm. La distanza tra i piccoli componenti SMD, come resistori e condensatori, deve essere >0.7 mm. Il lato esterno del pad del componente SMD e il lato esterno del pad del componente plug-in adiacente devono essere >2 mm. I componenti plug-in non possono essere posizionati entro 5 mm dal componente da crimpare. I componenti plug-in non possono essere posizionati entro 5 mm dalla superficie di saldatura. | |
95 | Cablaggio e layout del PCB | Il condensatore di disaccoppiamento del circuito integrato dovrebbe essere posizionato il più vicino possibile al pin di alimentazione del chip, con l'alta frequenza più vicina possibile al pin principale. Il circuito tra il condensatore e l'alimentatore e la massa dovrebbe essere il più corto possibile. | |
96 | Cablaggio e layout del PCB | I condensatori di bypass devono essere distribuiti uniformemente attorno al circuito integrato. | |
97 | Cablaggio e layout del PCB | Quando si dispongono i componenti, quelli che utilizzano lo stesso alimentatore devono essere posizionati il più possibile insieme, per facilitare la futura divisione dell'alimentatore. | |
98 | Cablaggio e layout del PCB | Il posizionamento di resistori e condensatori ai fini dell'adattamento di impedenza deve essere organizzato in modo ragionevole in base alle loro proprietà. | |
99 | Cablaggio e layout del PCB | La disposizione dei condensatori e dei resistori di adattamento deve essere chiaramente definita. Per l'adattamento dei terminali di più carichi, questi devono essere posizionati all'estremità più lontana del segnale da adattare. | |
100 | Cablaggio e layout del PCB | Quando si dispone la resistenza di adattamento, questa dovrebbe essere vicina all'estremità di comando del segnale e la distanza generalmente non supera i 500 mil. | |
101 | Cablaggio e layout del PCB | Regola i caratteri. Non è possibile posizionare tutti i caratteri sul disco. Per garantire che le informazioni sui caratteri siano chiaramente visibili dopo l'assemblaggio, tutti i caratteri devono essere coerenti nella direzione X o Y. La dimensione dei caratteri e della serigrafia deve essere uniforme. | |
102 | Cablaggio e layout del PCB | Le linee dei segnali chiave hanno la priorità: alimentazione, piccoli segnali analogici, segnali ad alta velocità, segnali di clock e segnali di sincronizzazione hanno la priorità per il cablaggio; | |
103 | Cablaggio e layout del PCB | Regola del minimo loop: ovvero, l'area del loop formata dalla linea del segnale e dal suo loop dovrebbe essere la più piccola possibile. Minore è l'area del loop, minore sarà la radiazione esterna e l'interferenza esterna. Nella progettazione di schede a doppio strato, lasciando spazio sufficiente per l'alimentazione, la parte rimanente dovrebbe essere riempita con la massa di riferimento e dovrebbero essere aggiunti alcuni fori di via necessari per collegare efficacemente i segnali bilaterali. Per alcuni segnali chiave, l'isolamento da terra dovrebbe essere utilizzato il più possibile. Per alcuni progetti con frequenze più elevate, altri loop di segnale planari dovrebbero essere considerati in modo specifico. Si raccomanda l'utilizzo di schede multistrato. | |
104 | Cablaggio e layout del PCB | Regola del cavo di terra più corto: cercare di accorciare e ispessire il cavo di terra (soprattutto per i circuiti ad alta frequenza). Per i circuiti che operano a livelli diversi, non è possibile utilizzare cavi di terra comuni lunghi. | |
105 | Cablaggio e layout del PCB | Se il circuito interno deve essere collegato all'involucro metallico, è necessario utilizzare una messa a terra a punto singolo per impedire che la corrente di scarica scorra attraverso il circuito interno. | |
106 | Cablaggio e layout del PCB | I componenti sensibili alle interferenze elettromagnetiche devono essere schermati per isolarli da componenti o linee che possono generare interferenze elettromagnetiche. Se tali linee devono passare accanto ai componenti, devono essere utilizzate con un angolo di 90°. | |
107 | Cablaggio e layout del PCB | Lo strato di cablaggio dovrebbe essere disposto adiacente all'intero piano metallico. Questa disposizione ha lo scopo di produrre un effetto di cancellazione del flusso. | |
108 | Cablaggio e layout del PCB | Tra i punti di messa a terra si formano numerosi anelli. Il diametro di questi anelli (o la distanza tra i punti di messa a terra) dovrebbe essere inferiore a 1/20 della lunghezza d'onda di frequenza più alta. | |
109 | Cablaggio e layout del PCB | La linea di alimentazione e la linea di terra di una scheda a faccia singola o doppia devono essere il più vicine possibile. Il modo migliore è posare la linea di alimentazione su un lato del circuito stampato e la linea di terra sull'altro lato, sovrapponendole, il che minimizzerà l'impedenza dell'alimentatore. | |
110 | Cablaggio e layout del PCB | Il percorso del segnale (in particolare i segnali ad alta frequenza) dovrebbe essere il più breve possibile | |
111 | Cablaggio e layout del PCB | La distanza tra i due conduttori deve essere conforme alle specifiche di progettazione per la sicurezza elettrica e la differenza di tensione non deve superare la tensione di rottura dell'aria e del mezzo isolante tra di essi, altrimenti si verificherà un arco elettrico. Nell'intervallo di tempo compreso tra 0.7 ns e 10 ns, la corrente d'arco raggiungerà decine di A, a volte anche più di 100 ampere. L'arco continuerà finché i due conduttori non si toccheranno e andranno in cortocircuito o la corrente sarà troppo bassa per mantenerlo. Esempi di possibili archi a picco includono mani o oggetti metallici, quindi è importante identificarli attentamente in fase di progettazione. | |
112 | Cablaggio e layout del PCB | Aggiungere un piano di massa vicino alla scheda bifacciale e collegare il piano di massa al punto di massa sul circuito alla distanza più breve. | |
113 | Instradamento e layout PCB | Assicurarsi che ciascun punto di ingresso dei cavi si trovi a una distanza massima di 40 mm (1.6 pollici) dalla massa del telaio. | |
114 | Instradamento e layout PCB | Collegare sia l'alloggiamento del connettore sia l'alloggiamento dell'interruttore metallico alla terra del telaio. | |
115 | Instradamento e layout PCB | Posizionare un ampio anello di protezione conduttivo attorno alla tastiera a membrana e collegare il perimetro esterno dell'anello allo chassis metallico, o almeno ai quattro angoli. Non collegare l'anello di protezione alla massa del PCB. | |
116 | Cablaggio e layout del PCB | Utilizzare PCB multistrato: rispetto ai PCB a doppia faccia, il piano di massa e il piano di alimentazione, nonché la spaziatura ravvicinata tra le linee di segnale e di terra, possono ridurre l'impedenza di modo comune e l'accoppiamento induttivo da 1/10 a 1/100 rispetto ai PCB a doppia faccia. Cercare di posizionare ogni strato di segnale vicino a uno strato di alimentazione o di massa. | |
117 | Instradamento e layout PCB | Per PCB ad alta densità con componenti sia sulla superficie superiore che su quella inferiore, connessioni molto corte e numerosi riempimenti, utilizzare le tracce dello strato interno. La maggior parte delle tracce di segnale e dei piani di alimentazione e di massa si trovano sugli strati interni, comportandosi quindi come una gabbia di Faraday con schermatura. | |
118 | Instradamento e layout PCB | Se possibile, posizionare tutti i connettori sullo stesso lato della scheda. | |
119 | Cablaggio e layout del PCB | Posizionare una massa larga del telaio o una massa di riempimento poligonale su tutti gli strati del PCB sotto i connettori che escono dal telaio (che vengono facilmente colpiti direttamente dalle ESD) e collegarli tra loro con dei fori di via ogni 13 mm circa. | |
120 | Cablaggio e layout del PCB | Durante l'assemblaggio del PCB, non applicare saldature sulle piazzole dei fori di montaggio sugli strati superiore e inferiore. Utilizzare viti con rondelle integrate per garantire un contatto ravvicinato tra il PCB e il telaio metallico/schermatura o la staffa sul piano di massa. | |
121 | Cablaggio e layout del PCB | Tra la massa del telaio e la massa del circuito su ogni strato, impostare la stessa "Zona di isolamento"; se possibile, mantenere la distanza di spaziatura a 0.64 mm (0.025 pollici). | |
122 | Cablaggio e layout del PCB | Impostare una massa ad anello attorno al circuito per prevenire interferenze ESD: 1 Posizionare un percorso di massa ad anello attorno all'intero circuito stampato; 2 La larghezza della massa ad anello per tutti gli strati è >2.5 mm (0.1 pollici); 3 Utilizzare via per collegare la massa anulare ogni 13 mm (0.5 pollici); 4 Collegare la massa anulare alla massa comune del circuito multistrato; 5 Per le schede a doppia faccia installate in uno chassis metallico o in un dispositivo di schermatura, la massa anulare deve essere collegata alla massa comune del circuito; 6 Per i circuiti a doppia faccia non schermati, la massa anulare è collegata alla massa dello chassis. Non viene applicato alcun solder resist sulla massa anulare in modo che la massa anulare possa fungere da barra di scarica ESD. È presente uno spazio di almeno 0.5 mm (0.020 pollici) di larghezza da qualche parte sulla massa anulare (tutti gli strati) per evitare la formazione di un ampio anello di terra; 7 Se il circuito stampato non verrà inserito in un telaio metallico o in un dispositivo di schermatura, non applicare resistenza alla saldatura sui fili di terra del telaio superiore e inferiore del circuito stampato, in modo che possano fungere da barre di scarica per gli archi ESD. | |
123 | Cablaggio e layout del PCB | Nella zona direttamente esposta alle scariche elettrostatiche (ESD), è opportuno posare una linea di terra in prossimità di ciascuna linea di segnale. | |
124 | Cablaggio e layout del PCB | I circuiti sensibili alle scariche elettrostatiche devono essere posizionati al centro del PCB per ridurre la possibilità di essere toccati. | |
125 | Cablaggio e layout del PCB | Se la lunghezza della linea del segnale è superiore a 300 mm (12 pollici), è necessario posare una linea di terra parallela. | |
126 | Cablaggio e layout del PCB | Criteri di collegamento per i fori di montaggio: possono essere collegati alla massa comune del circuito o isolati da essa. 1 Quando la staffa metallica deve essere utilizzata con un dispositivo o telaio di schermatura metallico, è necessario utilizzare una resistenza da 0 Ω per realizzare la connessione. 2. Determinare le dimensioni del foro di montaggio per ottenere un'installazione affidabile della staffa metallica o in plastica. Utilizzare piazzole di grandi dimensioni sugli strati superiore e inferiore del foro di montaggio. Non utilizzare resistenza per saldatura sulla piazzola inferiore e assicurarsi che la piazzola inferiore non sia saldata tramite il processo di saldatura a onda. | |
127 | Cablaggio e layout del PCB | È vietato disporre in parallelo linee di segnale protette e linee di segnale non protette. | |
128 | Cablaggio e layout del PCB | Regole di cablaggio per le linee di segnale di reset, interruzione e controllo: 1. Utilizzare filtraggio ad alta frequenza; 2. Tenere lontano dai circuiti di ingresso e di uscita; 3. Tenere lontano dal bordo del circuito stampato. | |
129 | Cablaggio e layout del PCB | Il circuito stampato nel telaio non è installato nella posizione di apertura o nella cucitura interna. | |
130 | Cablaggio e layout del PCB | Il circuito stampato più sensibile all'elettricità statica è posizionato al centro, dove non è facilmente toccabile dagli esseri umani; il dispositivo sensibile all'elettricità statica è posizionato al centro del circuito stampato, dove non è facilmente toccabile dagli esseri umani. | |
131 | Cablaggio e layout del PCB | Criteri di collegamento tra due blocchi metallici: 1. Il nastro adesivo solido è migliore del nastro adesivo intrecciato; 2. L'area di collegamento non è umida o inzuppata d'acqua; 3. Utilizzare più conduttori per collegare i piani di massa o le griglie di massa di tutte le schede a circuito stampato nel telaio; 4. Assicurarsi che la larghezza del punto di collegamento e della guarnizione sia maggiore di 5 mm. | |
132 | Progettazione di circuiti | Accoppiamento del filtro di segnale: per ogni alimentatore di un amplificatore analogico, è necessario aggiungere un condensatore di disaccoppiamento tra la connessione più vicina al circuito e l'amplificatore. Per i circuiti integrati digitali, i condensatori di disaccoppiamento vengono aggiunti a gruppi. Installare un bypass del condensatore sulle spazzole di motori e generatori, collegare filtri RC in serie su ciascun ramo dell'avvolgimento e aggiungere un filtro passa-basso all'ingresso dell'alimentatore per sopprimere le interferenze. Il filtro deve essere installato il più vicino possibile al dispositivo da filtrare e utilizzare cavi corti e schermati come mezzo di accoppiamento. Tutti i filtri devono essere schermati e i cavi di ingresso e di uscita devono essere isolati. | |
133 | Disegno del circuito | Ogni scheda funzionale deve specificare i requisiti relativi all'intervallo di fluttuazione della tensione, all'ondulazione, al rumore, alla velocità di adattamento del carico, ecc. dell'alimentatore. L'alimentatore secondario deve soddisfare i requisiti di cui sopra quando raggiunge la scheda funzionale dopo la trasmissione. | |
134 | Disegno del circuito | Il circuito con le caratteristiche della sorgente di radiazione deve essere installato in uno schermo metallico per ridurre al minimo le interferenze transitorie. | |
135 | Disegno del circuito | Aggiungere dispositivi di protezione all'ingresso del cavo | |
136 | Disegno del circuito | Ogni pin di alimentazione del circuito integrato deve aggiungere condensatori di bypass (solitamente 104) e condensatori di livellamento (10uF~100uF) a massa. Anche i pin di alimentazione di ciascun angolo del circuito integrato di grande area devono aggiungere condensatori di bypass e condensatori di livellamento. | |
137 | Disegno del circuito | Criteri di disadattamento dell'impedenza per la selezione del filtro: per sorgenti di rumore a bassa impedenza, il filtro deve essere ad alta impedenza (grande induttanza in serie); per sorgenti di rumore ad alta impedenza, il filtro deve essere a bassa impedenza (grande capacità parallela) | |
138 | Disegno del circuito | L'alloggiamento del condensatore, i terminali dei cavi ausiliari, i poli positivo e negativo e le schede dei circuiti devono essere completamente isolati | |
139 | Disegno del circuito | Il connettore del filtro deve essere ben messo a terra e il filtro con guscio metallico utilizza la messa a terra superficiale. | |
140 | Disegno del circuito | Tutti i pin del connettore del filtro devono essere filtrati | |
141 | Disegno del circuito | Nella progettazione di circuiti digitali in base alla compatibilità elettromagnetica, si dovrebbe considerare la larghezza di banda determinata dai fronti di salita e discesa degli impulsi digitali anziché la frequenza di ripetizione degli impulsi stessi. La larghezza di banda di progetto del circuito stampato per il segnale digitale quadrato è impostata a 1/πtr, e di solito si considera un valore pari a dieci volte questa larghezza di banda. | |
142 | Disegno del circuito | Utilizzare il trigger RS come buffer tra il pulsante di controllo del dispositivo e il circuito elettronico del dispositivo | |
143 | Disegno del circuito | Riducendo l'impedenza di ingresso delle linee sensibili si riduce efficacemente la possibilità di introdurre interferenze. | |
144 | Progettazione di circuiti | Filtro LC Tra l'alimentatore a bassa impedenza di uscita e il circuito digitale ad alta impedenza, è necessario un filtro LC per garantire l'adattamento dell'impedenza del loop | |
145 | Progettazione di circuiti | Filtro LC Tra l'alimentatore a bassa impedenza di uscita e il circuito digitale ad alta impedenza, è necessario un filtro LC per garantire l'adattamento dell'impedenza del loop | |
145 | Progettazione di circuiti | Circuito di calibrazione della tensione: è necessario aggiungere condensatori di disaccoppiamento (ad esempio da 0.1μF) alle estremità di ingresso e di uscita e il valore di selezione del condensatore di bypass segue lo standard di 10μF/A. | |
146 | Disegno del circuito | Terminazione del segnale: l'adattamento di impedenza tra la sorgente e la destinazione di un circuito ad alta frequenza è molto importante. Un adattamento errato causerà feedback del segnale e oscillazioni smorzate. Un'eccessiva energia RF causerà problemi di interferenze elettromagnetiche (EMI). In questo caso, è necessario considerare l'utilizzo di una terminazione del segnale. | |
147 | Progettazione di circuiti | Circuito MCU: | |
148 | Disegno del circuito | Per circuiti integrati di piccole dimensioni con meno di 10 uscite, quando la frequenza operativa è ≤50 MHz, è necessario collegare almeno un condensatore di filtro da 0.1 µF. Quando la frequenza operativa è ≥50 MHz, ogni pin di alimentazione è dotato di un condensatore di filtro da 0.1 µF; | |
149 | Progettazione di circuiti | Per circuiti integrati di medie e grandi dimensioni, ogni pin di alimentazione è dotato di un condensatore di filtro da 0.1 µF. Per circuiti con un'elevata ridondanza dei pin di alimentazione, il numero di condensatori può essere calcolato anche in base al numero di pin di uscita, e un condensatore di filtro da 0.1 µF è presente ogni 5 uscite. | |
150 | Disegno del circuito | Per le aree senza dispositivi attivi, almeno un condensatore di filtro da 0.1 uf è collegato per ogni 6 cm2 | |
151 | Disegno del circuito | Per i circuiti ad altissima frequenza, ogni pin di alimentazione è dotato di un condensatore di filtro da 1000 pf. Per i circuiti con elevata ridondanza dei pin di alimentazione, il numero di condensatori di adattamento può essere calcolato anche in base al numero di pin di uscita, con un condensatore di filtro da 1000 pf ogni 5 uscite. | |
152 | Disegno del circuito | I condensatori ad alta frequenza dovrebbero essere posizionati il più vicino possibile ai pin di alimentazione del circuito integrato. | |
153 | Disegno del circuito | Almeno un condensatore di filtro da 0.1 uf è collegato a ogni 5 condensatori di filtro ad alta frequenza; | |
154 | Disegno del circuito | Almeno due condensatori di filtro a bassa frequenza da 47uf sono collegati a ogni 5 10uf; | |
155 | Disegno del circuito | Almeno un condensatore di filtro a bassa frequenza da 220uf o 470uf deve essere collegato ogni 100cm2; | |
156 | Disegno del circuito | Almeno due condensatori da 220 µF o 470 µF devono essere posizionati attorno a ciascuna presa di alimentazione del modulo. Se lo spazio lo consente, il numero di condensatori deve essere opportunamente aumentato; | |
157 | Disegno del circuito | Criteri di isolamento per impulsi e trasformatore: la rete a impulsi e il trasformatore devono essere isolati. Il trasformatore può essere collegato solo alla rete a impulsi di disaccoppiamento e la linea di collegamento deve essere la più corta possibile. | |
158 | Progettazione di circuiti | Durante il processo di apertura e chiusura di interruttori e chiusure, per prevenire interferenze da arco elettrico, è possibile collegare semplici reti RC e reti induttive, aggiungendo a questi circuiti un resistore ad alta resistenza, un raddrizzatore o un resistore di carico. Se questo non funziona, i cavi di ingresso e di uscita possono essere schermati. Inoltre, è possibile collegare a questi circuiti condensatori passanti. | |
159 | Disegno del circuito | Le funzioni dei condensatori di disaccoppiamento e di filtraggio devono essere analizzate secondo lo schema del circuito equivalente ad alta frequenza. | |
160 | Disegno del circuito | Si raccomanda di utilizzare circuiti di filtraggio appropriati all'ingresso dell'alimentazione di ciascuna scheda funzionale per filtrare il più possibile il rumore di modo differenziale e il rumore di modo comune. La massa di scarica del rumore deve essere separata dalla massa di lavoro, in particolare la massa del segnale, e si può considerare la massa di protezione; si raccomanda di installare condensatori di disaccoppiamento all'ingresso di alimentazione del circuito integrato per migliorare la capacità anti-interferenza. | |
161 | Disegno del circuito | Definire chiaramente la frequenza operativa più elevata di ogni scheda e adottare le misure di schermatura necessarie per dispositivi o componenti con frequenze operative superiori a 160 MHz (o 200 MHz) per ridurre il livello di interferenza delle radiazioni e migliorare la loro capacità di resistere alle interferenze delle radiazioni | |
162 | Disegno del circuito | Se possibile, aggiungere un disaccoppiamento RC all'ingresso della linea di controllo (sulla scheda stampata) per eliminare possibili fattori di interferenza durante la trasmissione. | |
163 | Disegno del circuito | Utilizzare il trigger RS come buffer tra il pulsante e il circuito elettronico | |
164 | Disegno del circuito | Utilizzare diodi a recupero rapido nel circuito di rettificazione secondario o collegare condensatori a film di poliestere in parallelo con il diodo | |
165 | Disegno del circuito | Forme d'onda di commutazione dei transistor di "trimming" | |
166 | Disegno del circuito | Riduzione dell'impedenza di ingresso delle linee sensibili | |
167 | Disegno del circuito | Se possibile, utilizzare linee bilanciate come ingresso nei circuiti sensibili e utilizzare la capacità intrinseca di soppressione del modo comune delle linee bilanciate per superare l'interferenza delle fonti di interferenza sulle linee sensibili | |
168 | Disegno del circuito | La messa a terra diretta del carico non è appropriata | |
169 | Disegno del circuito | Si noti che i condensatori di disaccoppiamento di bypass (solitamente 104) devono essere aggiunti tra l'alimentatore e la terra vicino al circuito integrato | |
170 | Disegno del circuito | Se possibile, utilizzare una linea bilanciata come ingresso per circuiti sensibili e la linea bilanciata non è collegata a terra. | |
171 | Disegno del circuito | Aggiungere un diodo di ricircolo alla bobina del relè per eliminare l'interferenza della forza elettromotrice inversa generata quando la bobina viene scollegata. L'aggiunta di un solo diodo di ricircolo ritarderà il tempo di disconnessione del relè. Dopo aver aggiunto un diodo regolatore di tensione, il relè può attivarsi più volte per unità di tempo. | |
172 | Disegno del circuito | Un circuito di soppressione delle scintille (solitamente un circuito in serie RC, la resistenza è generalmente selezionata da pochi K a decine di K, il condensatore è selezionato da 0.01 uF) è collegato a entrambe le estremità del contatto del relè per ridurre l'impatto delle scintille elettriche. | |
173 | Disegno del circuito | Aggiungere un circuito di filtro al motore e assicurarsi che i cavi del condensatore e dell'induttore siano il più corti possibile | |
174 | Disegno del circuito | Ogni circuito integrato sul circuito stampato deve essere collegato in parallelo a un condensatore ad alta frequenza da 0.01 μF~0.1 μF per ridurre l'impatto del circuito integrato sull'alimentazione. Prestare attenzione al cablaggio dei condensatori ad alta frequenza. Il collegamento deve essere vicino all'estremità dell'alimentatore e il più spesso e corto possibile. In caso contrario, ciò equivarrebbe ad aumentare la resistenza equivalente in serie del condensatore, compromettendo l'effetto di filtraggio. | |
175 | Disegno del circuito | Il circuito di soppressione RC è collegato ad entrambe le estremità del tiristore per ridurre il rumore generato dal tiristore (questo rumore può causare la rottura del tiristore quando è grave) | |
176 | Disegno del circuito | Molti microcontrollori sono molto sensibili al rumore dell'alimentazione. È necessario aggiungere un circuito di filtro o un regolatore di tensione all'alimentazione del microcontrollore per ridurre l'interferenza del rumore dell'alimentazione sul microcontrollore. Ad esempio, è possibile realizzare un circuito di filtro a forma di π utilizzando sfere magnetiche e condensatori. Naturalmente, è possibile utilizzare anche resistori da 100 Ω al posto delle sfere magnetiche quando le condizioni non sono elevate. | |
177 | Disegno del circuito | Se la porta I/O del microcontrollore viene utilizzata per controllare dispositivi che generano rumore come i motori, è necessario aggiungere un isolamento tra la porta I/O e la sorgente di rumore (aggiungere un circuito di filtro a forma di π). Per controllare dispositivi che generano rumore come i motori, è necessario aggiungere un isolamento tra la porta I/O e la sorgente di rumore (aggiungere un circuito di filtro a forma di π). | |
178 | Disegno del circuito | L'utilizzo di componenti anti-interferenza come sfere magnetiche, anelli magnetici, filtri di alimentazione e coperture di schermatura in punti chiave come porte I/O del microcontrollore, linee di alimentazione e linee di collegamento del circuito stampato può migliorare significativamente le prestazioni anti-interferenza del circuito | |
179 | Disegno del circuito | Per le porte I/O inattive del microcontrollore, non lasciarle flottanti, ma collegarle a massa o all'alimentazione. I terminali inattivi degli altri circuiti integrati sono collegati a massa o all'alimentazione senza modificare la logica del sistema. | |
180 | Disegno del circuito | Utilizzando circuiti di monitoraggio dell'alimentazione e di watchdog per microcontrollori, quali: IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045, ecc., è possibile migliorare notevolmente le prestazioni anti-interferenza dell'intero circuito. | |
181 | Disegno del circuito | Partendo dal presupposto che la velocità possa soddisfare i requisiti, provare a ridurre l'oscillatore a cristallo del microcontrollore e scegliere un circuito digitale a bassa velocità | |
182 | Disegno del circuito | Se possibile, aggiungere filtri passa-basso RC o componenti di soppressione EMI (come sfere magnetiche, filtri di segnale, ecc.) all'interfaccia della scheda PCB per eliminare le interferenze dai fili di collegamento; ma fare attenzione a non compromettere la trasmissione di segnali utili | |
183 | Disegno del circuito | Quando si collega l'uscita del clock, non utilizzare una connessione seriale diretta a più componenti (chiamata connessione a catena); invece, fornire segnali di clock direttamente a più altri componenti tramite il buffer | |
184 | Progettazione di circuiti | Estendere il bordo della tastiera a membrana di 12 mm oltre la linea metallica oppure utilizzare ritagli in plastica per aumentare la lunghezza del percorso. | |
185 | Progettazione di circuiti | Vicino al connettore, collegare il segnale sul connettore alla massa del telaio del connettore utilizzando un filtro LC o a condensatore a granello. | |
186 | Progettazione di circuiti | Aggiungere una perlina magnetica tra la massa del telaio e la massa comune del circuito. | |
187 | Progettazione di circuiti | Il sistema di distribuzione dell'alimentazione all'interno delle apparecchiature elettroniche è l'obiettivo principale dell'accoppiamento induttivo ad arco ESD. Le misure anti-ESD per il sistema di distribuzione dell'alimentazione sono: 1. Attorcigliare strettamente insieme la linea di alimentazione e la corrispondente linea di ritorno; 2. Posizionare una perla magnetica nel punto in cui ciascuna linea di alimentazione entra nell'apparecchiatura elettronica; 3. Posizionare un soppressore di correnti transitorie, un varistore a ossido metallico (MOV) o un condensatore ad alta frequenza da 1 kV tra ciascun pin di alimentazione e la massa del telaio dell'apparecchiatura elettronica; 4. È consigliabile predisporre un piano di alimentazione e di massa dedicato sul PCB, o una griglia di alimentazione e di massa compatta, e utilizzare un gran numero di condensatori di bypass e di disaccoppiamento. | |
188 | Progettazione di circuiti | Posizionare resistori e sfere magnetiche in serie all'estremità ricevente. Per i driver dei cavi che vengono facilmente colpiti da scariche elettrostatiche, è anche possibile posizionare resistori o sfere magnetiche in serie all'estremità pilota. | |
189 | Progettazione di circuiti | Posizionare un dispositivo di protezione dai transitori all'estremità ricevente. 1 Utilizzare fili corti e spessi (meno di 5 volte la larghezza, preferibilmente meno di 3 volte la larghezza) per il collegamento alla terra del telaio. 2 I fili del segnale e di terra che escono dal connettore devono essere collegati direttamente al dispositivo di protezione dai transitori prima di collegarli ad altre parti del circuito. | |
190 | Progettazione di circuiti | Posizionare i condensatori di filtro sul connettore o entro 25 mm (1.0 pollici) dal circuito ricevente. 1 Utilizzare fili corti e spessi per il collegamento alla massa del telaio o alla massa del circuito ricevente (larghezza inferiore a 5 volte la larghezza, preferibilmente inferiore a 3 volte la larghezza). 2 I fili del segnale e di terra devono essere collegati prima ai condensatori e poi al circuito ricevente. | |
191 | Coprifilo | Su un telaio metallico, il diametro massimo dell'apertura è ≤λ/20, dove λ è la lunghezza d'onda dell'onda elettromagnetica a frequenza più elevata all'interno e all'esterno della macchina; i telai non metallici sono considerati non protetti in termini di progettazione della compatibilità elettromagnetica. | |
192 | Custodie | Lo schermo ha il minor numero di cuciture; sulle cuciture dello schermo, il metodo di contatto a pressione a molla multi-punto ha una buona continuità elettrica; il foro di ventilazione D < 3 mm, questa apertura può prevenire efficacemente grandi perdite o ingressi elettromagnetici; l'apertura dello schermo (come il foro di ventilazione) è bloccata con una maglia di rame fine o altri materiali conduttivi appropriati; se la maglia metallica del foro di ventilazione deve essere rimossa frequentemente, può essere fissata attorno al foro con viti o bulloni, ma la spaziatura delle viti è < 25 mm per mantenere un contatto di linea continuo | |
193 | Custodie | Con f>1 MHz, qualsiasi schermatura metallica con uno spessore di 0.5 mm ridurrà l'intensità di campo del 99%; con f>10 MHz, una schermatura in rame di 0.1 mm ridurrà l'intensità di campo di oltre il 99%; con f>100 MHz, lo strato di rame o argento sulla superficie dell'isolante costituisce una buona schermatura. Tuttavia, è opportuno notare che per i gusci di plastica, quando il rivestimento metallico viene spruzzato all'interno, il processo di spruzzatura domestico non è conforme agli standard, l'effetto di conduzione continua tra le particelle di rivestimento non è buono e l'impedenza di conduzione è elevata. Gli effetti negativi di un'insufficiente spruzzatura devono essere presi seriamente. | |
194 | Custodie | Il collegamento a terra dell'intera macchina non è rivestito con vernice isolante. È necessario garantire un contatto metallico affidabile con il cavo di terra per evitare di affidarsi esclusivamente alla filettatura delle viti per il collegamento a terra. | |
195 | Custodie | Stabilire una struttura di schermatura perfetta, con un guscio di schermatura metallico collegato a terra in grado di rilasciare la corrente di scarica a terra | |
196 | Custodie | Creare un ambiente resistente alle scariche elettrostatiche (ESD) con una tensione di rottura di 20 kV; sono efficaci misure di protezione mediante l'aumento della distanza. | |
197 | Custodie | Qualsiasi punto accessibile all'utente-operatore, comprese giunzioni, prese d'aria e fori di montaggio, metallo non collegato a terra accessibile, quali elementi di fissaggio, interruttori, leve e indicatori con una lunghezza del percorso superiore a 20 mm tra il dispositivo elettronico e quanto segue: | |
198 | Custodie | Utilizzare del nastro mylar per coprire le giunzioni e i fori di montaggio all'interno del telaio. Questo estende i bordi delle giunzioni/fori di via e aumenta la lunghezza del percorso. | |
199 | Custodie | Utilizzare cappucci metallici o coperture antipolvere in plastica schermata per coprire i connettori inutilizzati o raramente utilizzati. | |
200 | Custodie | Utilizzare interruttori e joystick con aste in plastica, oppure applicare maniglie/coperture in plastica per aumentare la lunghezza del percorso. Evitare maniglie con viti di fissaggio in metallo. | |
201 | Custodie | Montare i LED e altri indicatori nei fori dell'apparecchiatura e coprirli con nastro adesivo o coperchi per estendere i bordi dei fori oppure utilizzare dei condotti per aumentare la lunghezza del percorso. | |
202 | Custodie | Arrotondare i bordi e gli angoli delle parti metalliche che posizionano i dissipatori di calore vicino alle giunture del telaio, alle prese d'aria o ai fori di montaggio. | |
203 | Custodie | Nei contenitori di plastica, gli elementi di fissaggio metallici in prossimità di apparecchiature elettroniche o non collegate a terra non devono sporgere dal contenitore. | |
204 | Custodie | I piedini alti per tenere il dispositivo lontano dal tavolo o dal pavimento possono risolvere il problema dell'accoppiamento ESD indiretto dal tavolo/pavimento o dalla superficie di accoppiamento orizzontale. | |
205 | Custodie | Applicare adesivo o sigillante attorno allo strato del circuito della tastiera a membrana. | |
206 | Custodie | Linee guida per la protezione di giunzioni e bordi del case: giunzioni e bordi sono fondamentali. In corrispondenza delle giunzioni del corpo del telaio, è necessario utilizzare silicone ad alta pressione o guarnizioni per garantire la tenuta, la protezione ESD e la resistenza ad acqua e polvere. | |
207 | Telaio | I telai non collegati a terra devono avere una tensione di rottura di almeno 20 kV (regole da A1 ad A9); per i telai collegati a terra, le apparecchiature elettroniche devono avere una tensione di rottura di almeno 1500 V per evitare archi secondari e la lunghezza del percorso deve essere maggiore o uguale a 2.2 mm. | |
208 | Recinto | L'involucro è costituito dai seguenti materiali schermanti: lamiera; laminato in pellicola di poliestere/rame o pellicola di poliestere/alluminio; rete metallica termoformata con giunti saldati; stuoia di fibre metallizzate termoformate (non tessute) o tessuto (tessuto); rivestimento in argento, rame o nichel; spruzzatura ad arco di zinco; metallizzazione sotto vuoto; placcatura chimica; materiale di riempimento conduttivo aggiunto alla plastica; | |
209 | Recinto | Criteri di resistenza alla corrosione elettrochimica del materiale schermante: il potenziale tra le parti a contatto tra loro (EMF) deve essere <0.75 V. In un ambiente salino e umido, il potenziale tra le parti deve essere <0.25 V. La dimensione della parte anodica (positiva) deve essere maggiore di quella del catodo (negativa). | |
210 | Custodie | Utilizzare un materiale di schermatura con una larghezza di oltre 5 volte superiore a quella dello spazio per sovrapporre la cucitura. | |
211 | Custodie | I collegamenti elettrici tra lo schermo e la scatola vengono realizzati a intervalli di 20 mm (0.8 pollici) mediante saldatura, elementi di fissaggio, ecc. | |
212 | Custodie | Colmare lo spazio vuoto con una guarnizione, eliminare la fessura e creare un percorso conduttivo tra gli spazi vuoti. | |
213 | Custodie | Evitare angoli dritti e curve eccessivamente grandi nei materiali di schermatura. | |
214 | Custodie | Apertura ≤20 mm e lunghezza della fessura ≤20 mm. A parità di area di apertura, è preferibile realizzare fori piuttosto che fessure. | |
215 | Custodie | Se possibile, utilizzare più aperture piccole invece di una grande, distanziandole il più possibile. | |
216 | Custodie | Per le apparecchiature con messa a terra, collegare la schermatura alla terra del telaio dove entra il connettore; per le apparecchiature senza messa a terra (doppio isolamento), collegare la schermatura alla terra comune del circuito vicino all'interruttore. | |
217 | Telaio | Posizionare il punto di ingresso del cavo il più vicino possibile al centro del pannello, anziché vicino a un bordo o a un angolo. | |
218 | Telaio | Allineare le fessure nella schermatura parallelamente alla direzione del flusso di corrente ESD, anziché perpendicolarmente ad essa. | |
219 | Custodie | Utilizzare una lamiera con staffe metalliche in corrispondenza dei fori di montaggio per fornire punti di messa a terra aggiuntivi oppure utilizzare staffe in plastica per l'isolamento e la separazione. | |
220 | Custodie | Installare dispositivi di schermatura locali in corrispondenza del pannello di controllo e della tastiera sul telaio in plastica per prevenire le scariche elettrostatiche (ESD): | |
221 | Custodie | La posizione del connettore di alimentazione e del connettore che porta all'esterno deve essere collegata alla massa del telaio o alla massa comune del circuito. | |
222 | Recinto | Utilizzare laminati in pellicola di poliestere/rame o pellicola di poliestere/alluminio nella plastica, oppure utilizzare rivestimenti conduttivi o riempitivi conduttivi. | |
223 | Recinto | Utilizzare un sottile strato di cromato conduttivo o un rivestimento cromato sull'alluminio, ma non utilizzare l'anodizzazione. | |
224 | Custodie | Utilizzare materiale di riempimento conduttivo nelle materie plastiche. Si noti che i pezzi fusi presentano spesso resina in superficie, rendendo difficile ottenere una connessione a bassa resistenza. | |
225 | Custodie | Utilizzare un sottile rivestimento cromato conduttivo sull'acciaio. | |
226 | Telaio | Fai in modo che le superfici metalliche pulite siano a contatto diretto, anziché usare viti per collegare le parti metalliche. | |
227 | Telaio | Collegare il display alla schermatura del telaio con un rivestimento di schermatura (ossido di indio e stagno, ossido di indio, ossido di stagno, ecc.) lungo l'intera periferia. | |
228 | Custodie | Fornire un percorso antistatico (debolmente conduttivo) a terra nei punti che vengono toccati frequentemente dall'operatore, come la barra spaziatrice sulla tastiera. | |
229 | Custodie | Rendere difficile all'operatore generare un arco elettrico verso il bordo o l'angolo della piastra metallica. La scarica dell'arco in questi punti causerà più effetti ESD indiretti rispetto alla scarica dell'arco al centro della piastra metallica. | |
230 | Altro | Linee guida per la protezione schermante delle vetrine: 1 Installare vetrine schermanti; 2 La parte del circuito esterno è collegata al circuito interno della macchina tramite un dispositivo di filtro. | |
231 | Altro | Criteri chiave per la protezione delle finestre: | |
232 | Selezione del dispositivo | I condensatori dovrebbero essere condensatori a chip con bassa induttanza al piombo. | |
233 | Selezione del dispositivo | Condensatore di bypass dell'alimentazione stabile, scegliere un condensatore elettrolitico | |
234 | Selezione del dispositivo | Per i condensatori di accoppiamento CA e di accumulo di carica si scelgono condensatori in politetrafluoroetilene o altri condensatori in poliestere (polipropilene, polistirene, ecc.). | |
235 | Selezione del dispositivo | Condensatori ceramici monolitici per il disaccoppiamento dei circuiti ad alta frequenza | |
236 | Selezione del dispositivo | I criteri per la selezione del condensatore sono: | |
237 | Selezione del dispositivo | I condensatori elettrolitici in alluminio dovrebbero essere evitati nelle seguenti situazioni: | |
238 | Selezione del dispositivo | I connettori del filtro sono necessari solo su telai schermati | |
239 | Selezione del dispositivo | Nella scelta dei connettori per filtro, oltre ai fattori da considerare nella scelta dei connettori ordinari, è necessario considerare anche la frequenza di taglio del filtro. Quando le frequenze dei segnali trasmessi sui nuclei del connettore sono diverse, la frequenza di taglio deve essere determinata in base al segnale con la frequenza più alta. | |
240 | Selezione del dispositivo | Si consiglia il più possibile l'imballaggio per montaggio in superficie | |
241 | Selezione del dispositivo | Il film di carbonio è la prima scelta per la selezione dei resistori, seguito dal film metallico. Quando è necessario l'avvolgimento del filo per motivi di potenza, è necessario considerare il suo effetto induttanza. | |
242 | Selezione del dispositivo | Nella scelta dei condensatori, è opportuno tenere presente che i condensatori elettrolitici in alluminio e quelli al tantalio sono adatti per terminali a bassa frequenza; i condensatori ceramici sono adatti per la gamma di media frequenza (da KHz a MHz); i condensatori ceramici e in mica sono adatti per circuiti a frequenza molto alta e a microonde; cercare di utilizzare condensatori a bassa ESR (resistenza equivalente in serie) | |
243 | Selezione del dispositivo | I condensatori di bypass dovrebbero essere condensatori elettrolitici, con una capacità di 10-470PF, principalmente a seconda della richiesta di corrente transitoria sulla scheda PCB | |
244 | Selezione del dispositivo | I condensatori di disaccoppiamento dovrebbero essere ceramici, con una capacità pari a 1/100 o 1/1000 del condensatore di bypass. Dipende dal tempo di salita e di discesa del segnale più veloce. Ad esempio, 10 nF per 100 MHz, 4.7-100 nF per 33 MHz e un valore ESR inferiore a 1 ohm. | |
245 | Selezione del dispositivo | Nella scelta degli induttori, il circuito chiuso è preferibile a quello aperto e, in quest'ultimo caso, il tipo ad avvolgimento è preferibile a quello a barra o a quello a solenoide. Scegliete un nucleo ferromagnetico per le basse frequenze e un nucleo in ferrite per le alte frequenze. | |
246 | Selezione del dispositivo | Perline di ferrite, attenuazione ad alta frequenza 10 dB | |
247 | Selezione del dispositivo | Morsetti in ferrite Gamma di frequenza MHz attenuazione modo comune (CM), modo differenziale (DM) fino a 10-20 dB | |
248 | Selezione del dispositivo | Selezione del diodo: | |
249 | Selezione del dispositivo | Circuiti integrati: | |
250 | Selezione del dispositivo | Il valore della corrente nominale del filtro è 1.5 volte il valore della corrente di lavoro effettiva. | |
251 | Selezione del dispositivo | Selezione del filtro di alimentazione: in base a calcoli teorici o risultati di test, il valore di perdita di inserzione che il filtro di alimentazione dovrebbe raggiungere è IL. In fase di selezione effettiva, si consiglia di selezionare un filtro di alimentazione con una perdita di inserzione di IL+20 dB. | |
252 | Selezione del dispositivo | Filtri CA e filtri tributari non possono essere utilizzati in modo intercambiabile nei prodotti reali. Nei prototipi temporanei, i filtri CA possono essere utilizzati per sostituire temporaneamente i filtri CC; tuttavia, i filtri CC non devono essere utilizzati in situazioni CA. La frequenza di taglio del filtro CC rispetto alla capacità di terra è bassa e la corrente CA produrrà notevoli perdite. | |
253 | Selezione del dispositivo | Evitare l'uso di dispositivi sensibili alle cariche elettrostatiche. La sensibilità elettrostatica del dispositivo selezionato non è generalmente inferiore a 2000 V. In caso contrario, valutare attentamente e progettare metodi antistatici. In termini strutturali, è necessario garantire una buona connessione a terra e adottare le necessarie misure di isolamento o schermatura per migliorare la capacità antistatica dell'intera macchina. | |
254 | Selezione del dispositivo | Per un doppino intrecciato schermato, la corrente del segnale scorre sui due conduttori interni e la corrente di rumore scorre nello strato di schermatura, eliminando così l'accoppiamento dell'impedenza comune e qualsiasi interferenza verrà rilevata sui due conduttori contemporaneamente, facendo sì che il rumore si annulli a vicenda. | |
255 | Selezione del dispositivo | I cavi a doppino intrecciato non schermati hanno una minore capacità di resistere all'accoppiamento elettrostatico. Tuttavia, hanno comunque un buon effetto nel prevenire l'induzione del campo magnetico. L'effetto schermante dei cavi a doppino intrecciato non schermati è proporzionale al numero di torsioni per unità di lunghezza del filo. | |
256 | Selezione del dispositivo | Il cavo coassiale ha un'impedenza caratteristica più uniforme e una perdita inferiore, il che gli conferisce caratteristiche migliori dalla corrente continua alla VHF. | |
257 | Selezione del dispositivo | Non utilizzare circuiti logici ad alta velocità dove possono essere evitati | |
258 | Selezione del dispositivo | Quando si selezionano i dispositivi logici, provare a selezionare dispositivi con un tempo di salita superiore a 5 ns e non selezionare dispositivi logici più veloci della temporizzazione richiesta dal circuito | |
259 | Sistema | Quando più dispositivi sono collegati come un sistema elettrico, per eliminare le interferenze causate dall'alimentazione a circuito di terra, per l'isolamento vengono utilizzati trasformatori di isolamento, trasformatori di neutralizzazione, optoaccoppiatori e ingressi in modo comune dell'amplificatore differenziale. | |
260 | Sistema | Identificare i dispositivi di interferenza e i circuiti di interferenza: nello stato di avvio-arresto o di funzionamento, i dispositivi o i circuiti con un elevato tasso di variazione della tensione dV/dt e un elevato tasso di variazione della corrente di/dt sono dispositivi di interferenza o circuiti di interferenza. | |
261 | Sistema | Posizionare uno strato conduttivo collegato a terra tra il circuito della tastiera a membrana e il circuito adiacente opposto. | |
262 | Cavi e connettori | Criteri di isolamento per il cablaggio e il layout dei PCB: isolamento a corrente forte e debole, isolamento a tensione alta e bassa, isolamento ad alta e bassa frequenza, isolamento di ingresso e uscita, isolamento analogico-digitale, isolamento di ingresso e uscita. Lo standard di riferimento è di un ordine di grandezza. I metodi di isolamento includono: schermatura, una o tutte le schermature indipendenti, separazione spaziale e separazione di massa. | |
263 | Cavi e connettori | Cavo piatto non schermato. Il metodo di cablaggio migliore è alternare i fili di segnale e di terra. Il metodo meno efficace consiste nell'utilizzare un filo di terra, due fili di segnale, poi un filo di terra e così via, oppure utilizzare una piastra di messa a terra dedicata. | |
264 | Cavi e connettori | Linee guida per la schermatura dei cavi di segnale: 1 Utilizzare doppini intrecciati o doppini intrecciati schermati esternamente dedicati per la trasmissione di segnali di forte interferenza. 2 Per le linee di alimentazione CC devono essere utilizzati fili schermati; 3 Per le linee di alimentazione CA devono essere utilizzati fili intrecciati; 4 Tutte le linee di segnale/alimentazione che entrano nell'area di schermatura devono essere filtrate. 5 Entrambe le estremità di tutti i fili schermati (guaine) devono avere un buon contatto con la terra. Finché non si genera un loop di terra dannoso, tutte le schermature dei cavi devono essere collegate a terra ad entrambe le estremità. Per i cavi molto lunghi, dovrebbe esserci anche un punto di messa a terra al centro. 6 Nei circuiti sensibili a basso livello, per eliminare possibili interferenze nel loop di terra, ogni circuito deve avere il proprio filo di terra isolato e schermato. | |
265 | Cavi e connettori | Principio del filo schermato vicino alla piastra inferiore metallica: tutti i cavi schermati devono essere posizionati vicino alla piastra metallica per evitare che il campo magnetico passi attraverso il circuito formato dal pavimento metallico e dalla guaina del filo schermante. | |
266 | Cavi e connettori | Anche le spine dei circuiti stampati dovrebbero essere dotate di più fili a zero volt come isolamento di linea | |
267 | Cavi e connettori | Il modo migliore per ridurre l'area del loop di interferenza e i circuiti sensibili è utilizzare fili a doppino intrecciato e schermati | |
268 | Cavi e connettori | La coppia intrecciata è molto efficace a meno di 100 KHz ed è limitata alle alte frequenze a causa dell'impedenza caratteristica non uniforme e della conseguente riflessione della forma d'onda | |
