Контрольный список для проверки компоновки печатной платы

14 основных пунктов контрольного списка по компоновке печатной платы

14 лучших пунктов Макет печатной платы контрольный список

При проектировании печатных плат, чтобы сделать конструкцию высокочастотных печатных плат более разумной и обеспечить лучшую помехоустойчивость, следует учитывать следующие аспекты:
(1) Разумно выбирайте количество слоев. При разводке высокочастотных плат в конструкции печатной платы используйте среднюю внутреннюю плоскость в качестве слоя питания и заземления, который может играть роль экранирования, эффективно уменьшать паразитную индуктивность, сокращать длину сигнальных линий и минимизировать перекрестные помехи между сигналами.
(2) Метод прокладки проводов: проводка должна быть повернута под углом 45° или по дуге, что может уменьшить излучение высокочастотных сигналов и их взаимосвязь.
(3) Длина трассы: чем короче длина трассы, тем лучше, и чем короче параллельное расстояние между двумя линиями, тем лучше.
(4) Количество переходных отверстий: чем меньше количество переходных отверстий, тем лучше.
(5) Направление межслойной проводки Направление межслойной проводки должно быть вертикальным, то есть верхний слой должен быть горизонтальным, а нижний слой — вертикальным. Это может уменьшить помехи между сигналами.
(6) Медное покрытие Добавление заземляющего медного покрытия может уменьшить помехи между сигналами.
(7) Заземление: Заземление важных сигнальных линий может значительно улучшить помехоустойчивость сигнала. Конечно, источники помех также могут быть заземлены, чтобы они не могли мешать другим сигналам.
(8) Сигнальные линии Сигнальные линии не могут быть замкнуты и должны быть проложены последовательно.

Приоритетность линий ключевых сигналов: Аналоговые малые сигналы, высокоскоростные сигналы, тактовые сигналы, сигналы синхронизации и другие ключевые сигналы направляются в первую очередь Принцип приоритета плотности: Начните проводку с устройств с наиболее сложными соединениями на плате. Начните проводку с самой плотной области на плате, будьте осторожны: a. Постарайтесь обеспечить выделенные слои проводки для ключевых сигналов, таких как тактовые сигналы, высокочастотные сигналы, чувствительные сигналы и т. д., и обеспечьте минимальную площадь контура. При необходимости следует применять такие методы, как ручная приоритетная проводка, экранирование и увеличение безопасных расстояний. Обеспечьте качество сигнала. b. Среда ЭМС между слоем питания и слоем заземления плохая, поэтому избегайте размещения сигналов, чувствительных к помехам. c. Сети с требованиями к контролю импеданса должны быть максимально проложены в соответствии с требованиями к длине и ширине линии.

Линия синхронизации является одним из факторов, который оказывает наибольшее влияние на ЭМС. На линии синхронизации должно быть как можно меньше отверстий, старайтесь избегать их параллельного расположения с другими сигнальными линиями и держитесь подальше от общих сигнальных линий, чтобы избежать помех с сигнальными линиями. В то же время следует избегать части платы с источником питания, чтобы предотвратить помехи между источником питания и тактовой частотой. Если на плате есть специальная микросхема генерации тактовой частоты, под ней нельзя прокладывать дорожки. Под ней следует проложить медь, а при необходимости для нее можно специально прорезать заземление. Для кварцевых генераторов, на которые ссылается много микросхем, дорожки не следует прокладывать под этими кварцевыми генераторами, а медь следует прокладывать для изоляции.

Прямоугольная разводка — это ситуация, которую обычно следует избегать при разводке печатных плат, и она почти стала одним из стандартов для измерения качества разводки. Так какое влияние прямоугольная разводка окажет на передачу сигнала? В принципе, прямоугольная разводка приведет к изменению ширины линии передачи, что приведет к разрыву импеданса. Фактически, не только прямоугольная разводка, но и круглая и острая разводка могут вызывать изменения импеданса. Влияние прямоугольной разводки на сигналы в основном отражается в трех аспектах: во-первых, угол может быть эквивалентен емкостной нагрузке на линии передачи, замедляя время нарастания; во-вторых, разрыв импеданса вызовет отражение сигнала; в-третьих, ЭМП, создаваемые прямоугольным наконечником.

(1) Для высокочастотного тока, когда изгиб провода представляет собой прямой или даже острый угол, плотность магнитного потока и напряженность электрического поля относительно высоки вблизи изгиба, что приведет к излучению сильных электромагнитных волн, а индуктивность здесь будет больше. Объем и сопротивление будут больше, чем в случае тупых или закругленных углов.

(2) Для шинной разводки цифровых схем повороты разводки имеют тупые или закругленные углы, а область разводки занимает относительно небольшую площадь. При тех же условиях межстрочного интервала общий межстрочный интервал занимает ширину в 0.3 раза меньше, чем у поворота под прямым углом.

См.: Дифференциальная маршрутизация и согласование импеданса.

a. Сильная способность к подавлению помех, поскольку связь между двумя дифференциальными трассами очень хорошая. Когда есть шумовая помеха извне, она связывается с двумя линиями почти одновременно, и принимающая сторона заботится только о разнице между двумя сигналами. Таким образом, внешний синфазный шум может быть полностью компенсирован.

б. Он может эффективно подавлять ЭМИ. Таким же образом, поскольку полярность двух сигналов противоположна, излучаемые ими электромагнитные поля могут нейтрализовать друг друга. Чем ближе связь, тем меньше электромагнитной энергии высвобождается во внешний мир.

c. Точное позиционирование синхронизации. Поскольку переключение дифференциального сигнала происходит на пересечении двух сигналов, в отличие от обычных несимметричных сигналов, которые полагаются на высокие и низкие пороговые напряжения для оценки, оно меньше подвержено влиянию процесса и температуры и может уменьшить ошибки синхронизации, а также больше подходит для схем с сигналами малой амплитуды. Популярная в настоящее время технология LVDS (низковольтная дифференциальная сигнализация) относится к этой технологии малой амплитуды дифференциальной сигнализации.

Для инженеров печатных плат наиболее важным вопросом является то, как гарантировать, что преимущества дифференциальной трассировки могут быть полностью использованы в реальной трассировке. Возможно, любой, кто имел дело с Layout, поймет общие требования к дифференциальной трассировке, которые являются «равной длиной и равным расстоянием».

Одинаковая длина обеспечивает, чтобы два дифференциальных сигнала всегда сохраняли противоположную полярность и уменьшали синфазную составляющую; одинаковое расстояние в основном обеспечивает, чтобы дифференциальное сопротивление двух сигналов было постоянным, и уменьшало отражение. «Принцип максимально возможного сближения» иногда также является одним из требований к дифференциальной маршрутизации».

Дифференциальный сигнал все шире используется в высокоскоростных схемах. Наиболее критические сигналы в схеме часто используют дифференциальную структуру. Определение: Проще говоря, это означает, что сторона драйвера посылает два равных и противоположных сигнала. При передаче сигнала принимающая сторона определяет логическое состояние «0» или «1», сравнивая разницу между этими двумя напряжениями. Пара дорожек, по которым передаются дифференциальные сигналы, называется дифференциальными дорожками.

По сравнению с обычной несимметричной сигнальной проводкой наиболее очевидные преимущества дифференциальных сигналов отражены в следующих трех аспектах: а. Сильная способность к подавлению помех, поскольку связь между двумя дифференциальными трассами очень хороша. Когда есть шумовые помехи извне, они связываются с двумя линиями почти одновременно, и принимающая сторона заботится только о разнице между двумя сигналами. Поэтому внешний синфазный шум может быть полностью компенсирован. б. Он может эффективно подавлять ЭМП. Таким же образом, поскольку полярность двух сигналов противоположна, излучаемые ими электромагнитные поля могут нейтрализовать друг друга. Чем ближе связь, тем меньше электромагнитной энергии высвобождается во внешний мир.

Точное позиционирование синхронизации. Поскольку переключение дифференциального сигнала происходит на пересечении двух сигналов, в отличие от обычных несимметричных сигналов, которые полагаются на высокие и низкие пороговые напряжения для оценки, оно меньше подвержено влиянию процесса и температуры и может уменьшить ошибки синхронизации, а также больше подходит для схем с сигналами малой амплитуды. Популярная в настоящее время LVDS (низковольтная дифференциальная сигнализация) относится к этой технологии малоамплитудной дифференциальной сигнализации. Для инженеров печатных плат наиболее важным является то, как гарантировать, что преимущества дифференциальной маршрутизации могут быть полностью использованы при фактической маршрутизации. Возможно, любой, кто знаком с Layout, поймет общие требования к дифференциальной маршрутизации, которые заключаются в «равной длине и равном расстоянии». Равная длина гарантирует, что два дифференциальных сигнала всегда сохраняют противоположную полярность и уменьшают синфазную составляющую; равное расстояние в основном гарантирует, что дифференциальное сопротивление двух сигналов является постоянным и уменьшает отражение. «Принцип максимального сближения» иногда также является одним из требований к дифференциальной маршрутизации.

Для инженеров печатных плат наиболее важным вопросом является то, как гарантировать, что преимущества дифференциальной трассировки могут быть полностью использованы в реальной трассировке. Возможно, любой, кто знаком с Layout, поймет общие требования к дифференциальной трассировке, которые являются «равной длиной и равным расстоянием». Равная длина гарантирует, что два дифференциальных сигнала всегда сохраняют противоположную полярность и уменьшают синфазную составляющую; равное расстояние в основном гарантирует, что дифференциальное сопротивление двух сигналов является постоянным и уменьшает отражение. «Принцип максимально возможного сближения» иногда также является одним из требований к дифференциальной трассировке.

Змеиные линии — это тип метода проводки, часто используемый в Layout. Его основная цель — настроить задержку и соответствовать требованиям проектирования синхронизации системы. Проектировщики должны сначала понять следующее: змеиные линии разрушат качество сигнала и изменят задержки передачи, поэтому их следует избегать при проводке. Однако в реальном проектировании, чтобы гарантировать, что сигнал имеет достаточное время удержания или уменьшить смещение времени между одной и той же группой сигналов, проводку часто приходится намеренно наматывать.

будьте осторожны: дифференциальные сигнальные линии, которые появляются парами, обычно прокладываются параллельно с минимальным количеством отверстий. Когда отверстия необходимо просверлить, обе линии следует просверливать вместе, чтобы достичь согласования импеданса. Группа шин с одинаковыми атрибутами должна быть проложена бок о бок как можно чаще и иметь одинаковую длину. Сквозные отверстия, ведущие от контактной площадки, должны находиться как можно дальше от контактной площадки.

Даже если проводка на всей плате PCB выполнена хорошо, помехи, вызванные недостаточным вниманием к проводам питания и заземления, ухудшат производительность продукта и иногда даже повлияют на успешность продукта. Поэтому к проводке электрических и заземляющих проводов следует отнестись серьезно, чтобы свести к минимуму помехи, создаваемые электрическими и заземляющими проводами, для обеспечения качества продукта.

Каждый инженер, занимающийся проектированием электронных изделий, понимает причины возникновения шума между заземляющим проводом и линией электропередач. Сейчас мы опишем только метод подавления уменьшенного шума:

(1) Хорошо известно, что между проводами питания и заземления добавляются развязывающие конденсаторы. (2) Попробуйте расширить ширину проводов питания и заземления. Лучше всего сделать провод заземления шире провода питания. Их соотношение следующее: провод заземления>провод питания>сигнальный провод. Обычно ширина сигнального провода составляет: 0.2-0.07 мм, шнура питания - 1.2~2.5 мм. Для печатных плат цифровых схем широкие провода заземления можно использовать для формирования петли, то есть для формирования сети заземления (земля аналоговых схем не может быть использована таким образом). (3) Используйте большую площадь медного слоя в качестве провода заземления и соедините все неиспользуемые области на печатной плате с землей в качестве провода заземления. Или это можно сделать в виде многослойной платы, в которой провода питания и заземления занимают по одному слою каждый.

В областях с плотным расположением переходных отверстий следует проявлять осторожность, чтобы избежать соединения отверстий друг с другом в выемках слоев питания и заземления, что приведет к разделению плоскостного слоя, тем самым нарушив целостность плоскостного слоя и, следовательно, увеличив площадь контура сигнальной линии в заземляющем слое.

Правила контура заземления:

Правило минимальной петли означает, что площадь петли, образованная сигнальной линией и ее петлей, должна быть как можно меньше. Чем меньше площадь петли, тем меньше внешнее излучение и тем меньше принимаемые внешние помехи.

Правила развязки устройств:

A. Добавьте необходимые развязывающие конденсаторы на печатную плату, чтобы отфильтровать сигналы помех на источнике питания и стабилизировать сигнал источника питания. В многослойных платах расположение развязывающих конденсаторов, как правило, не очень требовательно, но для двухслойных плат расположение развязывающих конденсаторов и разводка источника питания будут напрямую влиять на стабильность всей системы, а иногда даже на успех или неудачу конструкции. B. В конструкции двухслойной платы ток, как правило, должен фильтроваться фильтрующим конденсатором перед использованием устройством. C. В конструкции высокоскоростной схемы возможность правильного использования развязывающих конденсаторов связана со стабильностью всей платы.

В настоящее время многие печатные платы уже не являются отдельными функциональными схемами (цифровыми или аналоговыми), а состоят из смеси цифровых и аналоговых схем. Поэтому при монтаже необходимо учитывать взаимные помехи между ними, особенно помехи на линии заземления.

Частота цифровых схем высока, а чувствительность аналоговых схем велика. Для сигнальных линий высокочастотные сигнальные линии должны быть как можно дальше от чувствительных аналоговых схемных устройств. Для линий заземления вся печатная плата имеет только один узел для внешнего мира, поэтому проблема цифрового и аналогового общего заземления должна решаться внутри печатной платы. Однако цифровое заземление и аналоговое заземление фактически разделены внутри платы. Они не соединены друг с другом, а находятся только на интерфейсе, где печатная плата соединяется с внешним миром (например, штекеры и т. д.). Цифровое заземление немного закорочено на аналоговое заземление, обратите внимание, что есть только одна точка подключения. На печатной плате также есть разное заземление, которое определяется конструкцией системы.

При разводке многослойных печатных плат на слое сигнальных линий остается не так много незаконченных линий. Добавление большего количества слоев приведет к отходам и увеличит рабочую нагрузку на производство, а стоимость соответственно увеличится. Чтобы разрешить это противоречие, можно рассмотреть разводку на электрическом (заземляющем) слое. Сначала следует рассмотреть слой питания, а затем слой заземления. Потому что лучше всего сохранить целостность формации.

При заземлении большой площади (электричество) к нему подключаются ножки часто используемых компонентов. Необходимо всесторонне продумать обращение с соединительными ножками. С точки зрения электрических характеристик лучше, чтобы контактные площадки ножек компонентов были полностью подключены к медной поверхности, но для При сварке компонентов существуют некоторые скрытые опасности, такие как: ① Для сварки требуется нагреватель большой мощности.

②Легко вызвать виртуальные паяные соединения. Поэтому, принимая во внимание электрические характеристики и требования к процессу, изготавливается крестообразная паяная площадка, которая называется тепловым экраном, обычно известная как термопрокладка (Thermal). Таким образом, можно устранить возможность виртуальных паяных соединений из-за чрезмерного рассеивания тепла по сечению во время сварки. Секс значительно уменьшается. Обработка ножек силового (заземляющего) слоя многослойных плат одинакова.

Во многих системах САПР маршрутизация определяется на основе сетевой системы. Если сетка слишком плотная, то, хотя количество каналов увеличено, шаги слишком малы, а объем данных в поле изображения слишком велик. Это неизбежно повлечет за собой более высокие требования к пространству хранения устройства, а также повлияет на скорость вычислений электронных продуктов компьютера. большое влияние. Некоторые пути недействительны, например, те, которые заняты контактными площадками ножек компонентов или заняты монтажными отверстиями и монтажными отверстиями. Слишком редкая сетка и слишком мало каналов окажут большое влияние на скорость маршрутизации. Поэтому должна быть система сетки с разумной плотностью для поддержки проводки.

Расстояние между ножками стандартного компонента составляет 0.1 дюйма (2.54 мм), поэтому за основу системы координат обычно принимается значение 0.1 дюйма (2.54 мм) или целое кратное менее 0.1 дюйма, например: 0.05 дюйма, 0.025 дюйма, 0.02 дюйма и т. д.

После завершения проектирования электропроводки необходимо тщательно проверить, соответствует ли проект электропроводки правилам, установленным проектировщиком. Также необходимо подтвердить, соответствуют ли установленные правила потребностям процесса производства печатных плат. Общие проверки включают в себя следующие аспекты:

(1) Является ли расстояние между проводами и проводами, проводами и контактными площадками компонентов, проводами и сквозными отверстиями, контактными площадками компонентов и сквозными отверстиями, сквозными отверстиями и сквозными отверстиями разумным и соответствует ли оно производственным требованиям. (2) Соответствует ли ширина проводов питания и заземления, и являются ли провода питания и заземления плотно связанными (низкое волновое сопротивление)? Есть ли место на печатной плате, где можно расширить провод заземления? (3) Были ли приняты наилучшие меры для ключевых сигнальных линий, такие как сохранение их минимальной длины, добавление защитных линий и четкое разделение входных и выходных линий. (4) Имеют ли аналоговые и цифровые части схемы независимые заземляющие провода. (5) Приведет ли графика (например, значки и метки), добавленная на печатную плату, к коротким замыканиям сигналов. (6) Измените некоторые неидеальные формы линий. (7) Добавлены ли на печатную плату технологические линии? Соответствует ли припойный резист требованиям производственного процесса, является ли размер припоя соответствующим, и нажата ли маркировка символа на контактной площадке устройства, чтобы не влиять на качество электрической сборки. (8) Уменьшен ли край внешней рамки слоя заземления источника питания в многослойной плате. Если медная фольга слоя заземления источника питания открыта снаружи платы, это может легко вызвать короткое замыкание.

Чтобы уменьшить перекрестные помехи между линиями, расстояние между линиями должно быть достаточно большим. Когда расстояние между центрами линий не менее чем в 3 раза больше ширины линии, 70% электрического поля может поддерживаться без взаимных помех, что называется правилом 3W. Если вы хотите достичь 98% электрического поля без взаимных помех, вы можете использовать расстояние в 10W.

(1) Проводка часов, сброса, сигналов выше 100M и некоторых ключевых сигналов шины и других сигнальных линий должна соответствовать принципу 3W. Не должно быть длинных параллельных линий на одном и том же слое и смежных слоях, и на линии связи должно быть как можно меньше переходных отверстий.

(2) Проблема количества переходных отверстий для высокоскоростных сигналов. Некоторые инструкции устройств вообще имеют строгие требования к количеству переходных отверстий для высокоскоростных сигналов. Принцип соединения заключается в том, что за исключением необходимых переходных отверстий разветвления выводов, строго запрещено сверлить отверстия во внутреннем слое. Для дополнительных переходных отверстий они проложили дорожки 8G PCIE 3.0 и просверлили 4 переходных отверстия, и не было никаких проблем.

(3) Расстояние между центрами между тактовыми сигналами и высокоскоростными сигналами на одном слое должно строго соответствовать 3H (H — расстояние от слоя разводки до плоскости оплавления); сигналы на соседних слоях строго запрещены к перекрытию. Рекомендуется также соблюдать принцип 3H. Что касается вышеуказанной проблемы перекрестных помех, то существуют инструменты, которые можно проверить.

Контрольный список для обзора топологии 200+ печатных плат

О контрольном списке разводки и компоновки печатной платы, схемотехника, корпус, выбор электронных компонентов, кабеля и разъема и т. д.

Номер регистрации


Классификация по частям

Содержание технических характеристик

 

1

Разводка и компоновка печатной платы

Критерии изоляции разводки и компоновки печатных плат: изоляция сильного и слабого тока, изоляция большого и малого напряжения, изоляция высокой и низкой частоты, изоляция входа и выхода, цифровая аналоговая изоляция, изоляция входа и выхода, граничный стандарт — разница в один порядок величины. Методы изоляции включают: разделение пространства и разделение заземляющего провода.

2

Разводка и компоновка печатной платы

Кварцевый генератор должен располагаться как можно ближе к ИС, а проводка должна быть толще.

3

Разводка и компоновка печатной платы

Заземление корпуса кварцевого генератора

4

Разводка и компоновка печатной платы

Когда проводка часов выводится через разъем, контакты на разъеме должны быть заполнены заземляющими контактами вокруг контактов линии часов.

5

Разводка и компоновка печатной платы

Пусть аналоговые и цифровые схемы будут иметь свои собственные пути питания и заземления соответственно. Если возможно, питание и заземление этих двух частей схемы должны быть максимально расширены или должны использоваться отдельные слои питания и заземления для снижения импеданса контуров питания и заземления и уменьшения любого напряжения помех, которое может быть в контурах питания и заземления.

6

Разводка и компоновка печатной платы

Аналоговое заземление и цифровое заземление печатной платы, работающие отдельно, могут быть подключены в одной точке около точки заземления системы. Если напряжение источника питания постоянно, питание аналоговых и цифровых цепей может быть подключено в одной точке на входе источника питания. Если напряжение источника питания непостоянно, конденсатор емкостью 1~2 нФ подключается около двух источников питания, чтобы обеспечить путь для обратного тока сигнала между двумя источниками питания.

7

Разводка и компоновка печатной платы

Если печатная плата вставлена ​​в материнскую плату, питание и заземление аналоговых и цифровых цепей материнской платы также должны быть разделены. Аналоговое заземление и цифровое заземление заземляются в точке заземления материнской платы. Источник питания подключается в одной точке рядом с точкой заземления системы. Если напряжение источника питания постоянно, питание аналоговых и цифровых цепей подключается в одной точке на входе источника питания. Если напряжение источника питания непостоянно, конденсатор емкостью 1~2 нФ подключается рядом с двумя источниками питания, чтобы обеспечить путь для обратного тока сигнала между двумя источниками питания.

8

Разводка и компоновка печатной платы

При смешивании высокоскоростных, среднескоростных и низкоскоростных цифровых схем им следует отводить разные области компоновки на печатной плате.

9

Разводка и компоновка печатной платы

Аналоговые схемы низкого уровня и цифровые логические схемы должны быть максимально разделены.

10

Разводка и компоновка печатной платы

При проектировании многослойной печатной платы плоскость питания должна быть расположена близко к плоскости заземления и ниже плоскости заземления.

11

Разводка и компоновка печатной платы

При проектировании многослойной печатной платы слой разводки должен быть расположен вплотную ко всей металлической плоскости.

12

Разводка и компоновка печатной платы

При проектировании многослойной печатной платы разделите цифровую схему и аналоговую схему и расположите цифровую схему и аналоговую схему на разных слоях, если позволяют условия. Если их необходимо расположить на одном полу, то решение может быть достигнуто путем рытья траншей, добавления линий заземления и их разделения. Аналоговое и цифровое заземление и питание должны быть разделены и не могут смешиваться.

13

Разводка и компоновка печатной платы

Тактовые схемы и высокочастотные схемы являются основными источниками помех и излучений. Они должны быть расположены отдельно и вдали от чувствительных схем.

14

Разводка и компоновка печатной платы

Обратите внимание на искажение формы сигнала при передаче по длинной линии.

15

Разводка и компоновка печатной платы

Лучший способ уменьшить площадь контура источников помех и чувствительных цепей — использовать витые пары и экранированные провода, скручивая вместе сигнальную линию и линию заземления (или токопроводящую петлю), чтобы минимизировать расстояние между сигнальной и заземляющей линией (или токопроводящей петлей).

16

Разводка и компоновка печатной платы

Увеличьте расстояние между линиями, чтобы минимизировать взаимную индуктивность между источником помех и индуцированной линией.

17

Разводка и компоновка печатной платы

Если возможно, расположите линию источника интерференции и индуцированную линию под прямым углом (или близко к прямому), что может значительно уменьшить связь между двумя линиями.

18

Разводка и компоновка печатной платы

Увеличение расстояния между линиями — лучший способ уменьшить емкостную связь.

19

Разводка и компоновка печатной платы

Перед формальной проводкой первым делом необходимо классифицировать линии. Основной метод классификации основан на уровне мощности, причем каждый уровень мощности 30 дБ делится на несколько групп

20

Разводка и компоновка печатной платы

Провода разных категорий должны быть сгруппированы и проложены отдельно. Провода смежных категорий также могут быть сгруппированы вместе после принятия мер, таких как экранирование или скручивание. Минимальное расстояние между классифицированными жгутами проводов составляет 50~75 мм.

21

Разводка и компоновка печатной платы

При размещении резисторов резисторы регулировки усиления и резисторы смещения (подтягивающие и понижающие) усилителя, подтягивающие и понижающие цепи, а также цепи стабилизации напряжения выпрямителя должны располагаться как можно ближе к усилителю, активным устройствам, их источникам питания и заземлению, чтобы уменьшить их развязывающие эффекты (улучшить время переходного отклика).

22

Разводка и компоновка печатной платы

Обходные конденсаторы располагаются близко к входу питания.

23

Разводка и компоновка печатной платы

Развязывающие конденсаторы размещаются на входе питания. Как можно ближе к каждой микросхеме

24

Разводка и компоновка печатной платы

Основные характеристики импеданса печатной платы: Определяется качеством меди и площадью поперечного сечения. А именно: 1 унция 0.49 миллиом/единица площади
Емкость: C=EoErA/h, Eo: диэлектрическая проницаемость свободного пространства, Er: диэлектрическая проницаемость подложки печатной платы, A: диапазон досягаемости тока, h: расстояние между дорожками
Индуктивность: равномерно распределена по проводке, около 1 нГн/м
Для 10 унций медной проволоки, прокатанной под FR0.25 толщиной 10 мм (4 мил), провод шириной 0.5 мм и длиной 20 мм, расположенный над слоем заземления, может создать 9.8 миллиом импеданса, 20 нГн индуктивности и 1.66 пФ емкости связи с землей.

25

Разводка и компоновка печатной платы

Основные принципы разводки печатных плат: Увеличьте расстояние между дорожками, чтобы уменьшить перекрестные помехи емкостной связи; Прокладывайте линии питания и линии заземления параллельно, чтобы оптимизировать емкость печатной платы; Прокладывайте чувствительные высокочастотные линии вдали от линий питания с высоким уровнем шума; Расширьте линии питания и линии заземления, чтобы уменьшить полное сопротивление линий питания и линий заземления;

26

Разводка и компоновка печатной платы

Разделение: используйте физическое разделение, чтобы уменьшить связь между различными типами сигнальных линий, особенно между линиями питания и заземления.

27

Разводка и компоновка печатной платы

Локальная развязка: Развяжите локальный источник питания и ИС. Используйте байпасный конденсатор большой емкости между портом ввода питания и печатной платой для фильтрации низкочастотной пульсации и удовлетворения требований к импульсной мощности. Используйте развязывающий конденсатор между источником питания и землей каждой ИС. Эти развязывающие конденсаторы должны располагаться как можно ближе к контактам.

28

Разводка и компоновка печатной платы

Разделение проводов: Минимизируйте перекрестные помехи и шумовую связь между соседними линиями на одном слое печатной платы. Используйте спецификацию 3W для обработки ключевых сигнальных путей.

29

Разводка и компоновка печатной платы

Защитные и шунтирующие цепи: используйте двусторонние меры защиты заземляющего провода для основных сигналов и убедитесь, что оба конца защитной цепи заземлены.

30

Разводка и компоновка печатной платы

Однослойная печатная плата: ширина линии заземления должна быть не менее 1.5 мм, а изменение ширины перемычки и линии заземления должно быть сведено к минимуму.

31

Разводка и компоновка печатной платы

Двухслойная печатная плата: предпочтительна проводка с сеткой заземления/точечной матрицей, а ширина должна быть выше 1.5 мм. Или поместите землю на одной стороне, а питание сигнала на другой стороне

32

Разводка и компоновка печатной платы

Защитное кольцо: используйте заземляющий провод, чтобы сформировать кольцо, которое окружает логику защиты для изоляции.

33

Разводка и компоновка печатной платы

Емкость печатной платы: Емкость печатной платы образуется на многослойных платах из-за тонкого слоя изоляции между поверхностью питания и землей. Ее преимуществами являются очень высокая частотная характеристика и низкая последовательная индуктивность, равномерно распределенная по всей поверхности или линии. Она эквивалентна развязывающему конденсатору, равномерно распределенному по всей плате.

34

Разводка и компоновка печатной платы

Высокоскоростные цепи и низкоскоростные цепи: высокоскоростные цепи должны располагаться близко к плоскости заземления, а низкоскоростные цепи должны располагаться близко к плоскости питания.
Заземление медного заполнения: медное заполнение должно обеспечивать заземление.

35

Разводка и компоновка печатной платы

Направления маршрутизации соседних слоев представляют собой ортогональные структуры, избегая маршрутизации различных сигнальных линий в одном направлении на соседних слоях для уменьшения ненужных межслойных перекрестных помех; когда этой ситуации трудно избежать из-за ограничений структуры платы (например, некоторых объединительных плат), особенно при высокой скорости сигнала, рассмотрите возможность использования заземляющих плоскостей для изоляции каждого слоя проводки и использования заземляющих сигнальных линий для изоляции каждой сигнальной линии;

36

Разводка и компоновка печатной платы

Один конец провода не должен висеть в воздухе, чтобы избежать «эффекта антенны».

37

Разводка и компоновка печатной платы

Правила проверки согласования импеданса: Ширина проводки одной и той же сетки должна быть постоянной. Изменение ширины линии приведет к неравномерному характеристическому импедансу линии. При высокой скорости передачи будет происходить отражение. Эту ситуацию следует избегать при проектировании. При определенных условиях может оказаться невозможным избежать изменения ширины линии, и эффективная длина непоследовательной части в середине должна быть минимизирована.

38

Разводка и компоновка печатной платы

Не допускайте образования замкнутых контуров сигнальных линий между различными слоями, что может привести к помехам в излучении.

39

Разводка и компоновка печатной платы

Правило короткой линии: делайте провода как можно короче, особенно для важных сигнальных линий, таких как линии синхронизации, и обязательно размещайте их генераторы как можно ближе к устройству.

40

Разводка и компоновка печатной платы

Правила снятия фаски: конструкция печатной платы должна избегать острых и прямых углов, которые могут вызвать ненужное излучение и плохую производительность процесса. Угол между всеми линиями должен быть больше 135 градусов

41

Разводка и компоновка печатной платы

Провода от контактной площадки конденсатора фильтра к контактной площадке должны быть соединены проводами толщиной 0.3 мм, а длина соединения должна быть ≤1.27 мм.

42

Разводка и компоновка печатной платы

Обычно высокочастотная часть устанавливается на интерфейсе для уменьшения длины проводки. В то же время следует также учитывать разделение высокочастотной/низкочастотной плоскости заземления. Обычно земля двух разделяется, а затем соединяется в одной точке на интерфейсе.

43

Разводка и компоновка печатной платы

В областях с плотным расположением переходных отверстий следует проявлять осторожность, чтобы не допустить соединения между собой выемок слоев питания и заземления, что приведет к разделению плоскостного слоя и нарушению его целостности, что, в свою очередь, увеличит площадь контура сигнальной линии в слое заземления.

44

Разводка и компоновка печатной платы

Принцип неперекрывающейся проекции силовых слоев: Для печатных плат с более чем двумя слоями (включительно) различные силовые слои должны избегать перекрытия в пространстве, в основном для уменьшения помех между различными источниками питания, особенно между источниками питания с большой разницей напряжений. Необходимо избегать проблемы перекрытия силовых плоскостей. Если этого трудно избежать, рассмотрите возможность использования заземляющего слоя в середине.

45

Разводка и компоновка печатной платы

Правило 3W: Чтобы уменьшить перекрестные помехи между линиями, расстояние между линиями должно быть достаточно большим. Когда расстояние между центрами линий не менее чем в 3 раза больше ширины линии, 70% электрических полей могут не мешать друг другу. Если 98% электрических полей не мешают друг другу, можно использовать правило 10W.

46

Разводка и компоновка печатной платы

Правило 20H: Принимая за единицу один H (толщину диэлектрика между источником питания и землей), если внутреннее сжатие составляет 20H, то 70% электрического поля может быть ограничено краем земли, а если внутреннее сжатие составляет 1000H, то может быть ограничено 98% электрического поля.

47

Разводка и компоновка печатной платы

Правило 50-50: правило выбора количества слоев печатной платы, то есть, если тактовая частота достигает 5 МГц или время нарастания импульса составляет менее 5 нс, печатная плата должна использовать многослойную плату. Если используется двухслойная плата, лучше всего использовать одну сторону печатной платы в качестве полной заземляющей плоскости

48

Разводка и компоновка печатной платы

Критерии разделения печатной платы со смешанным сигналом: 1. Разделите печатную плату на независимые аналоговую и цифровую части; 2. Разместите АЦП поперек перегородки; 3. Не разделяйте землю, установите единую землю под аналоговой и цифровой частями печатной платы; 4. Во всех слоях печатной платы цифровые сигналы могут быть направлены только в цифровую часть печатной платы, а аналоговые сигналы могут быть направлены только в аналоговую часть печатной платы; 5. Осуществите сегментацию аналогового источника питания и цифрового источника питания; 6. Маршрутизация не должна пересекать зазор между поверхностями разделенного источника питания; 7. Сигнальная линия, которая должна пересекать зазор между разделенными источниками питания, должна быть расположена на слое проводки рядом с большой площадью заземления; 8. Проанализируйте фактический путь и метод обратного тока заземления;

49

Разводка и компоновка печатной платы

Многослойные платы являются лучшими мерами защиты от ЭМС на уровне платы и рекомендуются к использованию.

50

Разводка и компоновка печатной платы

Сигнальная цепь и цепь питания имеют свои собственные независимые заземляющие провода, и в конечном итоге они заземляются в одной точке. У них не должно быть общего заземляющего провода.

51

Разводка и компоновка печатной платы

Провод заземления обратного сигнала использует независимый контур заземления с низким сопротивлением, а шасси или структурная рама не могут использоваться в качестве контура.

52

Разводка и компоновка печатной платы

При подключении средне- и коротковолнового оборудования к земле длина заземляющего провода должна быть <1/4λ; если это требование не может быть выполнено, длина заземляющего провода не может быть нечетным кратным 1/4λ.

53

Разводка и компоновка печатной платы

Провода заземления сильных и слабых сигналов должны быть проложены отдельно, и каждый из них должен быть подключен к заземляющей сетке только в одной точке.

54

Разводка и компоновка печатной платы

Как правило, в оборудовании должно быть не менее трех отдельных заземляющих проводов: один — заземляющий провод цепи низкого уровня (называемый сигнальным заземляющим проводом), один — заземляющий провод реле, двигателя и цепи высокого уровня (называемый заземляющим проводом помех или заземляющим проводом шума); другой — когда оборудование использует переменный ток, защитный заземляющий провод источника питания должен быть подключен к заземляющему проводу шасси, шасси и штепсельная коробка изолированы, но оба являются одинаковыми в одной точке, и, наконец, все заземляющие провода собираются в одну точку для заземления. Цепь автоматического выключателя заземлена в одной точке максимального тока. Когда f<1 МГц, заземляется одна точка; когда f>10 МГц, заземляется несколько точек; когда 1 МГц

55

Разводка и компоновка печатной платы

Рекомендации по предотвращению образования контуров заземления: Линии электропередач следует прокладывать параллельно линии заземления.

56

Разводка и компоновка печатной платы

Радиатор должен быть подключен к заземлению питания, экранирующему заземлению или защитному заземлению на одной плате (предпочтительнее экранирующее заземление или защитное заземление) для снижения помех излучения.

57

Разводка и компоновка печатной платы

Цифровое и аналоговое заземление разделены, а линия заземления расширена.

58

Разводка и компоновка печатной платы

При смешивании высокой, средней и низкой скорости обратите внимание на различные области компоновки.

59

Разводка и компоновка печатной платы

Специализированная линия нулевого напряжения, ширина трассировки линии электропередач ≥1 мм

60

Разводка и компоновка печатной платы

Линия питания и линия заземления должны располагаться как можно ближе друг к другу, а питание и заземление на всей печатной плате должны быть распределены в форме «колодца» для балансировки тока распределительной линии.

61

Разводка и компоновка печатной платы

Запишите линию источника помех и линию обнаружения под прямым углом, насколько это возможно.

62

Разводка и компоновка печатной платы

Классифицируйте по мощности, провода разных категорий следует укладывать в отдельные жгуты, расстояние между отдельно проложенными жгутами проводов должно составлять 50-75 мм.

63

Разводка и компоновка печатной платы

В ситуациях с высокими требованиями внутренний проводник должен быть снабжен полной обмоткой на 360°, а для обеспечения целостности экранирования электрического поля следует использовать коаксиальный разъем.

64

Разводка и компоновка печатной платы

Многослойная плата: слой питания и слой земли должны быть смежными. Высокоскоростные сигналы должны быть размещены близко к плоскости земли, а некритические сигналы должны быть размещены близко к плоскости питания.

65

Разводка и компоновка печатной платы

Источник питания: если в цепи требуется несколько источников питания, отделите каждый источник питания от другого с помощью заземления.

66

Разводка и компоновка печатной платы

Via: При использовании высокоскоростных сигналов, vias генерируют индуктивность 1-4nH и емкость 0.3-0.8pF. Поэтому vias высокоскоростных каналов должны быть как можно меньше. Убедитесь, что количество vias для высокоскоростных параллельных линий является постоянным.

67

Разводка и компоновка печатной платы

Шлейф: Избегайте использования шлейфа в высокочастотных и чувствительных сигнальных линиях.

68

Разводка и компоновка печатной платы

Расположение сигнала звездой: Избегайте использования в высокоскоростных и чувствительных сигнальных линиях.

69

Разводка и компоновка печатной платы

Расположение излучаемого сигнала: избегайте использования его для высокоскоростных и чувствительных линий, сохраняйте ширину пути сигнала неизменной и не делайте слишком частыми переходные отверстия, проходящие через силовой слой и землю.

70

Разводка и компоновка печатной платы

Зона контура заземления: расположение сигнального пути и линии его возврата через землю близко друг к другу поможет минимизировать контур заземления.

71

Разводка и компоновка печатной платы

Как правило, схема синхронизации располагается в центре печатной платы или в хорошо заземленном месте, так что часы находятся как можно ближе к микропроцессору, а провода сделаны максимально короткими, в то время как кварцевый генератор заземлен только на корпус.

72

Разводка и компоновка печатной платы

Для дальнейшего повышения надежности схемы синхронизации область синхронизации может быть ограждена и изолирована линией заземления, а область заземления под кварцевым генератором может быть увеличена, чтобы избежать прокладки других сигнальных линий;

73

Разводка и компоновка печатной платы

Принцип компоновки компонентов заключается в разделении аналоговой части схемы от цифровой части схемы, разделении высокоскоростной цепи от низкоскоростной цепи, разделении мощной цепи от слаботочной цепи, разделении шумовой составляющей от нешумовой и в то же время попытке укоротить выводы между компонентами, чтобы минимизировать помеховую связь между ними.

74

Разводка и компоновка печатной платы

Печатная плата разделена на зоны в соответствии с функцией, а заземляющие провода каждой зоны цепи соединены параллельно и заземлены в одной точке. Когда на печатной плате имеется несколько блоков цепи, каждый блок должен иметь независимый возврат линии заземления, и каждый блок должен быть подключен к общему заземлению в централизованной точке. Односторонние и двухсторонние платы используют одноточечное питание и одноточечное заземление.

75

Разводка и компоновка печатной платы

Важные сигнальные линии должны быть максимально короткими и толстыми, а защитное заземление должно быть добавлено с обеих сторон. Когда сигнал необходимо вывести, его следует вывести через плоский кабель, а «линия заземления-сигнал-линия заземления» следует использовать с разнесением.

76

Разводка и компоновка печатной платы

Схемы интерфейса ввода-вывода и схемы силового привода должны располагаться как можно ближе к краю печатной платы.

77

Разводка и компоновка печатной платы

Помимо схемы синхронизации, старайтесь избегать прокладки кабелей под чувствительными к помехам устройствами и схемами.

78

Разводка и компоновка печатной платы

Если на печатной плате имеются высокоскоростные интерфейсы передачи данных, такие как PCI и ISA, необходимо обратить внимание на постепенную компоновку печатной платы в соответствии с частотой сигнала, то есть, начиная с интерфейса слота, последовательно располагают высокочастотную цепь, среднечастотную цепь и низкочастотную цепь, так чтобы цепь, подверженная помехам, находилась вдали от интерфейса данных.

79

Разводка и компоновка печатной платы

Чем короче сигнальный провод на печатной плате, тем лучше. Самый длинный не должен превышать 25 см, а количество переходных отверстий должно быть как можно меньше.

80

Разводка и компоновка печатной платы

Если необходимо повернуть сигнальную линию, используйте 45-градусную или дугообразную прокладку, избегайте использования 90-градусной прокладки, чтобы уменьшить отражение высокочастотных сигналов.

81

Разводка и компоновка печатной платы

Избегайте изгибов под углом 90 градусов при прокладке проводов, чтобы снизить уровень высокочастотного шума.

82

Разводка и компоновка печатной платы

Обратите внимание на проводку кварцевого генератора. Держите кварцевый генератор и контакты микроконтроллера как можно ближе, изолируйте область часов заземляющим проводом, заземлите и зафиксируйте корпус кварцевого генератора.

83

Разводка и компоновка печатной платы

Разумное разделение печатной платы, например, сильные и слабые сигналы, цифровые и аналоговые сигналы. Держите источники помех (например, двигатели, реле) и чувствительные компоненты (например, микроконтроллеры) как можно дальше

84

Разводка и компоновка печатной платы

Изолируйте цифровую область от аналоговой с помощью заземляющего провода, отделите цифровую землю от аналоговой земли и, наконец, подключите к силовой земле в одной точке. Проводка микросхем АЦП и ЦАП также следует этому принципу. Производитель учел это требование при распределении выводов микросхем АЦП и ЦАП.

85

Разводка и компоновка печатной платы

Провода заземления микроконтроллера и мощных устройств должны быть заземлены отдельно, чтобы уменьшить взаимные помехи. Мощные устройства должны быть размещены на краю печатной платы, насколько это возможно.

86

Разводка и компоновка печатной платы

При прокладке проводов минимизируйте площадь контура, чтобы уменьшить индуктивный шум.

87

Разводка и компоновка печатной платы

При электропроводке линия питания и линия заземления должны быть максимально толстыми. Помимо снижения падения напряжения, более важно снизить шум связи.

88

Разводка и компоновка печатной платы

Микросхемы следует по возможности припаивать непосредственно к печатной плате, а гнезда для микросхем следует использовать реже.

89

Разводка и компоновка печатной платы

Опорную точку обычно следует устанавливать на пересечении левой и нижней линий границы (или на пересечении линий расширения) или на первой контактной площадке на разъеме печатной платы.

90

Разводка и компоновка печатной платы

Для макета рекомендуется сетка размером 25 мил.

91

Разводка и компоновка печатной платы

Общее соединение должно быть максимально коротким, а ключевая сигнальная линия — самой короткой.

92

Разводка и компоновка печатной платы

Компоненты одного типа должны быть согласованы в направлении X или Y. Полярные дискретные компоненты одного типа также должны стремиться быть согласованными в направлении X или Y для простоты производства и отладки;

93

Разводка и компоновка печатной платы

Размещение компонентов должно быть удобным для отладки и обслуживания. Небольшие компоненты нельзя размещать рядом с большими. Вокруг компонентов, которые необходимо отладить, должно быть достаточно места. Для нагревающихся компонентов должно быть достаточно места, чтобы облегчить отвод тепла. Термисторы следует размещать вдали от нагревающихся компонентов.

94

Разводка и компоновка печатной платы

Расстояние между двухрядными компонентами должно быть >2 мм. Расстояние между BGA и соседними компонентами должно быть >5 мм. Расстояние между небольшими компонентами SMD, такими как резисторы и конденсаторы, должно быть >0.7 мм. Внешняя сторона площадки компонента SMD и внешняя сторона соседней площадки вставного компонента должны быть >2 мм. Вставные компоненты не могут быть размещены в пределах 5 мм вокруг обжимного компонента. Вставные компоненты не могут быть размещены в пределах 5 мм вокруг свариваемой поверхности.

95

Разводка и компоновка печатной платы

Развязывающий конденсатор интегральной схемы должен располагаться как можно ближе к выводу питания чипа, причем высокая частота должна быть как можно ближе. Сделайте петлю между ним и источником питания и землей как можно короче.

96

Разводка и компоновка печатной платы

Блокировочные конденсаторы должны быть равномерно распределены по всей интегральной схеме.

97

Разводка и компоновка печатной платы

При размещении компонентов следует размещать компоненты, использующие один и тот же источник питания, как можно ближе друг к другу, чтобы облегчить будущее разделение источников питания.

98

Разводка и компоновка печатной платы

Размещение резисторов и конденсаторов для согласования импеданса должно быть разумным и осуществляться в соответствии с их свойствами.

99

Разводка и компоновка печатной платы

Расположение согласующих конденсаторов и резисторов должно быть четко различимо. Для согласования терминалов нескольких нагрузок они должны быть размещены на самом дальнем конце сигнала для согласования.

100

Разводка и компоновка печатной платы

При размещении согласующего резистора он должен располагаться близко к концу сигнала, и расстояние обычно не должно превышать 500 мил.

101

Разводка и компоновка печатной платы

Отрегулируйте символы. Все символы не могут быть размещены на диске. Чтобы гарантировать, что информация о символах будет четко видна после сборки, все символы должны быть согласованы в направлении X или Y. Размер символов и шелкографии должен быть одинаковым.

102

Разводка и компоновка печатной платы

Приоритет отдается основным сигнальным линиям: электропитание, аналоговые малые сигналы, высокоскоростные сигналы, тактовые сигналы и сигналы синхронизации;

103

Разводка и компоновка печатной платы

Правило минимума петли: то есть площадь петли, образованная сигнальной линией и ее петлей, должна быть как можно меньше. Чем меньше площадь петли, тем меньше внешнее излучение и меньше внешние помехи. При проектировании двухслойной платы, при оставлении достаточного пространства для источника питания, оставшуюся часть следует заполнить опорной землей, а также добавить некоторые необходимые переходные отверстия для эффективного соединения двухсторонних сигналов. Для некоторых ключевых сигналов следует максимально использовать изоляцию заземления. Для некоторых конструкций с более высокими частотами следует специально рассмотреть другие планарные сигнальные петли. Рекомендуется использовать многослойные платы.

104

Разводка и компоновка печатной платы

Правило самого короткого провода заземления: попробуйте укоротить и утолщить провод заземления (особенно для высокочастотных цепей). Для цепей, работающих на разных уровнях, нельзя использовать длинные общие провода заземления.

105

Разводка и компоновка печатной платы

Если внутренняя цепь должна быть подключена к металлическому корпусу, следует использовать одноточечное заземление, чтобы предотвратить протекание разрядного тока через внутреннюю цепь.

106

Разводка и компоновка печатной платы

Компоненты, чувствительные к электромагнитным помехам, должны быть экранированы, чтобы изолировать их от компонентов или линий, которые могут генерировать электромагнитные помехи. Если такие линии должны проходить мимо компонентов, их следует использовать под углом 90°.

107

Разводка и компоновка печатной платы

Слой проводов должен быть расположен рядом со всей металлической плоскостью. Такое расположение должно производить эффект подавления потока

108

Разводка и компоновка печатной платы

Между точками заземления образуется множество петель. Диаметр этих петель (или расстояние между точками заземления) должен быть меньше 1/20 длины волны самой высокой частоты

109

Разводка и компоновка печатной платы

Линия питания и линия заземления односторонней или двухсторонней платы должны быть максимально близко. Лучший способ — проложить линию питания с одной стороны печатной платы, а линию заземления с другой стороны печатной платы, перекрывая друг друга, что позволит минимизировать сопротивление источника питания.

110

Разводка и компоновка печатной платы

Маршрутизация сигналов (особенно высокочастотных сигналов) должна быть максимально короткой.

111

Разводка и компоновка печатной платы

Расстояние между двумя проводниками должно соответствовать положениям технических условий электробезопасности, а разность напряжений не должна превышать пробивного напряжения воздуха и изолирующей среды между ними, в противном случае возникнет дуга. За время от 0.7 нс до 10 нс ток дуги достигнет десятков А, иногда даже более 100 ампер. Дуга будет продолжаться до тех пор, пока два проводника не соприкоснутся и не закоротят или ток не станет слишком низким для поддержания дуги. Примерами возможных дуг с шипами являются руки или металлические предметы, поэтому будьте внимательны и идентифицируйте их во время проектирования.

112

Разводка и компоновка печатной платы

Добавьте заземляющую пластину рядом с двухсторонней платой и подключите ее к точке заземления на схеме на минимальном расстоянии.

113

Маршрутизация и компоновка печатной платы

Убедитесь, что каждая точка входа кабеля находится на расстоянии не более 40 мм (1.6 дюйма) от заземления корпуса.

114

Маршрутизация и компоновка печатной платы

Подключите корпус разъема и металлический корпус переключателя к заземлению шасси.

115

Маршрутизация и компоновка печатной платы

Поместите широкое проводящее защитное кольцо вокруг мембранной клавиатуры и подключите внешний периметр кольца к металлическому шасси или, по крайней мере, к металлическому шасси в четырех углах. Не подключайте защитное кольцо к заземлению печатной платы.

116

Разводка и компоновка печатной платы

Используйте многослойную печатную плату: по сравнению с двухсторонней печатной платой, заземляющая плоскость и плоскость питания, а также близко расположенные сигнальные линии-заземляющие линии могут снизить синфазное сопротивление и индуктивную связь до 1/10 - 1/100 двухсторонней печатной платы. Постарайтесь разместить каждый сигнальный слой близко к слою питания или слою заземления.

117

Маршрутизация и компоновка печатной платы

Для высокоплотных печатных плат с компонентами как на верхней, так и на нижней поверхности, очень короткими соединениями и большим количеством заполнений используйте внутренние слои дорожек. Большинство сигнальных дорожек, а также силовых и заземляющих плоскостей находятся на внутренних слоях, таким образом, действуя как клетка Фарадея с экранированием.

118

Маршрутизация и компоновка печатной платы

По возможности размещайте все разъемы на одной стороне платы.

119

Разводка и компоновка печатной платы

Разместите широкую заземляющую прокладку шасси или полигональную заземляющую прокладку на всех слоях печатной платы под разъемами, выходящими из шасси (которые легко подвергаются прямому воздействию электростатического разряда), и соедините их между собой переходными отверстиями примерно через каждые 13 мм.

120

Разводка и компоновка печатной платы

При сборке печатной платы не наносите припой на монтажные площадки отверстий на верхнем или нижнем слоях. Используйте винты со встроенными шайбами ​​для достижения плотного контакта между печатной платой и металлическим шасси/экраном или кронштейном на заземляющей плоскости.  

121

Разводка и компоновка печатной платы

Между заземлением шасси и заземлением схемы на каждом слое установите одинаковую «зону изоляции»; по возможности соблюдайте расстояние 0.64 мм (0.025 дюйма).  

122

Разводка и компоновка печатной платы

Установите кольцевое заземление вокруг схемы, чтобы предотвратить помехи ESD: 1. Поместите кольцевую заземляющую дорожку вокруг всей печатной платы; 2. Ширина кольцевого заземления для всех слоев должна быть >2.5 мм (0.1 дюйма); 3. Используйте переходные отверстия для подключения кольцевого заземления каждые 13 мм (0.5 дюйма); 4. Подключите кольцевое заземление к общему заземлению многослойной схемы; 5. Для двухсторонних плат, установленных в металлическом шасси или экранирующем устройстве, кольцевое заземление должно быть подключено к общему заземлению схемы; 6. Для неэкранированных двухсторонних схем кольцевое заземление подключается к заземлению шасси. На кольцевое заземление не наносится припой, чтобы кольцевое заземление могло действовать как разрядный стержень ESD. Где-нибудь на кольцевом заземлении (все слои) должен быть зазор шириной не менее 0.5 мм (0.020 дюйма), чтобы избежать образования большого контура заземления; 7 Если печатная плата не будет помещена в металлический корпус или экранирующее устройство, то на верхние и нижние заземляющие провода корпуса печатной платы не следует наносить паяльный резист, чтобы они могли действовать как разрядники для дуг электростатического разряда.

123

Разводка и компоновка печатной платы

В зоне, которая может быть напрямую подвержена воздействию электростатического разряда, рядом с каждой сигнальной линией следует проложить линию заземления.  

124

Разводка и компоновка печатной платы

Схемы, подверженные электростатическому разряду, следует размещать в середине печатной платы, чтобы снизить вероятность прикосновения.

125

Разводка и компоновка печатной платы

Если длина сигнальной линии превышает 300 мм (12 дюймов), параллельно ей необходимо проложить линию заземления.  

126

Разводка и компоновка печатной платы

Критерии подключения для монтажных отверстий: может быть подключен к общему заземлению цепи или изолирован от него. 1Когда металлический кронштейн должен использоваться с металлическим экранирующим устройством или шасси, для достижения соединения необходимо использовать резистор 0 Ом. 2. Определите размер монтажного отверстия, чтобы добиться надежной установки металлического или пластикового кронштейна. Используйте большие площадки на верхнем и нижнем слоях монтажного отверстия. Не используйте припойный резист на нижней площадке и убедитесь, что нижняя площадка не припаяна с использованием процесса пайки волной.  

127

Разводка и компоновка печатной платы

Запрещается прокладывать параллельно защищенные и незащищенные сигнальные линии.

128

Разводка и компоновка печатной платы

Правила подключения линий сигналов сброса, прерывания и управления: 1. Используйте высокочастотную фильтрацию; 2. Держитесь подальше от входных и выходных цепей; 3. Держитесь подальше от края печатной платы.

129

Разводка и компоновка печатной платы

Печатная плата в корпусе не установлена ​​в открытом положении или во внутреннем шве.

130

Разводка и компоновка печатной платы

Печатная плата, наиболее чувствительная к статическому электричеству, размещается в середине, где к ней нелегко прикоснуться человеку; устройство, чувствительное к статическому электричеству, размещается в середине печатной платы, где к нему нелегко прикоснуться человеку.

131

Разводка и компоновка печатной платы

Критерии связывания между двумя металлическими блоками: 1. Сплошная клейкая лента лучше, чем тканая клейкая лента; 2. Область связывания не должна быть влажной или затопленной; 3. Используйте несколько проводников для соединения заземляющих плоскостей или заземляющих сеток всех печатных плат в шасси; 4. Убедитесь, что ширина точки связывания и прокладки больше 5 мм.

132

Конструкция контура

Соединение выводов фильтра сигнала: Для каждого источника питания аналогового усилителя необходимо добавить развязывающий конденсатор между соединением, ближайшим к схеме, и усилителем. Для цифровых интегральных схем развязывающие конденсаторы добавляются группами. Установите обход конденсатора на щетках двигателей и генераторов, последовательно подключите RC-фильтры на каждой ветви обмотки и добавьте фильтрацию нижних частот на входе источника питания для подавления помех. Фильтр следует устанавливать как можно ближе к фильтруемому устройству и использовать короткие экранированные провода в качестве связующей среды. Все фильтры должны быть экранированы, а входные и выходные провода должны быть изолированы.

133

Конструкция контура

Каждая функциональная плата должна определять требования к диапазону колебаний напряжения, пульсации, шуму, скорости регулировки нагрузки и т. д. источника питания. Вторичный источник питания должен соответствовать вышеуказанным требованиям, когда он достигает функциональной платы после передачи.

134

Конструкция контура

Схема с характеристиками источника излучения должна быть установлена ​​в металлическом экране для минимизации переходных помех.

135

Конструкция контура

Добавьте защитные устройства на входе кабеля

136

Конструкция контура

Каждый вывод питания ИС должен добавлять обходные конденсаторы (обычно 104) и сглаживающие конденсаторы (10uF~100uF) к земле. Выводы питания каждого угла ИС большой площади также должны добавлять обходные конденсаторы и сглаживающие конденсаторы.

137

Конструкция контура

Критерии несоответствия импеданса для выбора фильтра: для источников шума с низким импедансом фильтр должен быть высокоомным (большая последовательная индуктивность); для источников шума с высоким импедансом фильтр должен быть низкоомным (большая параллельная емкость)

138

Конструкция контура

Корпус конденсатора, клеммы вспомогательных выводов, положительные и отрицательные полюса, а также печатные платы должны быть полностью изолированы.

139

Конструкция контура

Разъем фильтра должен быть надежно заземлен, а фильтр с металлическим корпусом должен использовать поверхностное заземление.

140

Конструкция контура

Все контакты разъема фильтра должны быть отфильтрованы.

141

Конструкция контура

При проектировании электромагнитной совместимости цифровых схем вместо частоты повторения цифровых импульсов следует учитывать полосу пропускания, определяемую нарастающими и ниспадающими фронтами цифровых импульсов. Проектная полоса пропускания печатной платы квадратного цифрового сигнала устанавливается равной 1/πtr, и обычно рассматривается десятикратная эта полоса пропускания.

142

Конструкция контура

Использовать RS-триггер в качестве буфера между кнопкой управления устройством и электронной схемой устройства.

143

Конструкция контура

Уменьшение входного сопротивления чувствительных линий эффективно снижает вероятность возникновения помех.

144

Конструкция контура

Фильтр LC Между источником питания с низким выходным сопротивлением и цифровой схемой с высоким сопротивлением необходим фильтр LC для обеспечения согласования сопротивления контура.

145

Конструкция контура

Фильтр LC Между источником питания с низким выходным сопротивлением и цифровой схемой с высоким сопротивлением необходим фильтр LC для обеспечения согласования сопротивления контура.

145

Конструкция контура

Схема калибровки напряжения: на входном и выходном концах следует добавить развязывающие конденсаторы (например, 0.1 мкФ), а значение выбранного байпасного конденсатора должно соответствовать стандарту 10 мкФ/А.

146

Конструкция контура

Оконечная нагрузка сигнала: согласование импеданса между источником и назначением высокочастотной цепи очень важно. Неправильное согласование вызовет обратную связь сигнала и затухающие колебания. Избыточная энергия радиочастот вызовет проблемы с электромагнитными помехами. В это время необходимо рассмотреть возможность использования конечной нагрузки сигнала.
Оконечная нагрузка сигнала имеет следующие типы: последовательная/источниковая оконечность, параллельная оконечность,
RC-терминал, тевениновый терминал и диодный терминал.

147

Конструкция контура

Схема микроконтроллера:
Контакты ввода/вывода: Неиспользуемые контакты ввода/вывода следует подключать к высокому сопротивлению, чтобы уменьшить ток питания. И избегать плавающего состояния.
IRQ pin: Должны быть приняты меры для предотвращения электростатического разряда на IRQ pin. Например, используйте двунаправленные диоды, Transorbs или металлооксидные варисторы.
Сброс: Сброс должен иметь задержку по времени. Чтобы предотвратить сброс микроконтроллера в начале включения питания.
Генератор: При условии соответствия требованиям, чем ниже частота тактовых колебаний, используемая микроконтроллером, тем лучше.
Расположите схему синхронизации, схему калибровки и схему развязки рядом с микроконтроллером.

148

Конструкция контура

Для малогабаритных интегральных схем с менее чем 10 выходами, когда рабочая частота ≤50 МГц, следует подключить по крайней мере один конденсатор фильтра 0.1 мкФ. Когда рабочая частота ≥50 МГц, каждый вывод питания оснащен конденсатором фильтра 0.1 мкФ;

149

Конструкция контура

Для средних и больших интегральных схем каждый вывод питания оснащен фильтрующим конденсатором 0.1 мкФ. Для схем с большой избыточностью выводов питания количество конденсаторов также может быть рассчитано в соответствии с количеством выходных выводов, и фильтрующий конденсатор 0.1 мкФ устанавливается на каждые 5 выходов.

150

Конструкция контура

Для зон без активных устройств подключается как минимум один фильтрующий конденсатор емкостью 0.1 мкФ на каждые 6 см2.

151

Конструкция контура

Для сверхвысокочастотных цепей каждый вывод питания оснащен фильтрующим конденсатором емкостью 1000 пФ. Для цепей с большой избыточностью выводов питания количество согласующих конденсаторов также может быть рассчитано в соответствии с количеством выходных контактов, с фильтрующим конденсатором емкостью 1000 пФ на каждые 5 выходов

152

Конструкция контура

Высокочастотные конденсаторы должны располагаться как можно ближе к выводам питания схемы ИС.

153

Конструкция контура

К каждому пятому высокочастотному фильтрующему конденсатору подключен как минимум один конденсатор фильтра емкостью 0.1 мкФ;

154

Конструкция контура

К каждому 47-му контуру 5 мкФ подключено не менее двух конденсаторов фильтра низких частот емкостью 10 мкФ;

155

Конструкция контура

На каждые 220 см470 следует подключать не менее одного конденсатора фильтра низких частот емкостью 100 мкФ или 2 мкФ;

156

Конструкция контура

По крайней мере два конденсатора 220 мкФ или 470 мкФ должны быть сконфигурированы вокруг каждой розетки питания модуля. Если позволяет место, количество конденсаторов должно быть соответствующим образом увеличено;

157

Конструкция контура

Критерии изоляции импульса и трансформатора: Импульсная сеть и трансформатор должны быть изолированы. Трансформатор может быть подключен только к развязывающей импульсной сети, а соединительная линия должна быть как можно короче.

158

Конструкция контура

В процессе открытия и закрытия выключателей и доводчиков, для предотвращения помех от дуги, можно подключить простые RC-цепи и индуктивные цепи, а также к этим цепям можно добавить высокоомный выпрямитель или нагрузочный резистор. Если это не сработает, входные и выходные провода можно экранировать. Кроме того, к этим цепям можно подключить сквозные конденсаторы.

159

Конструкция контура

Функции развязывающих и фильтрующих конденсаторов необходимо анализировать по высокочастотной эквивалентной схеме.

160

Конструкция контура

Соответствующие фильтрующие схемы должны использоваться на вводе питания каждой функциональной платы, чтобы отфильтровать дифференциальный шум и синфазный шум, насколько это возможно. Шумовая разрядная земля должна быть отделена от рабочей земли, особенно сигнальной земли, и можно рассмотреть защитное заземление; развязывающие конденсаторы должны быть расположены на входном конце питания интегральной схемы, чтобы улучшить способность к подавлению помех

161

Конструкция контура

Четко определите самую высокую рабочую частоту каждой платы и примите необходимые меры экранирования для устройств или компонентов с рабочими частотами выше 160 МГц (или 200 МГц), чтобы снизить уровень их помех излучения и улучшить их способность противостоять помехам излучения.

162

Конструкция контура

Если возможно, добавьте RC-развязку на входе линии управления (на печатной плате) для устранения возможных помех при передаче.

163

Конструкция контура

Используйте RS-триггер в качестве буфера между кнопкой и электронной схемой.

164

Конструкция контура

Используйте быстровосстанавливающиеся диоды во вторичной выпрямительной цепи или подключайте полиэфирные пленочные конденсаторы параллельно диоду.

165

Конструкция контура

«Обрезка» сигналов переключения транзистора

166

Конструкция контура

Уменьшение входного сопротивления чувствительных линий

167

Конструкция контура

Если возможно, используйте сбалансированные линии в качестве входа в чувствительных цепях и используйте присущую сбалансированным линиям способность подавления синфазного сигнала для преодоления помех от источников помех на чувствительных линиях.

168

Конструкция контура

Прямое заземление нагрузки нецелесообразно.

169

Конструкция контура

Обратите внимание, что между источником питания и землей вблизи ИС следует добавить развязывающие конденсаторы (обычно 104).

170

Конструкция контура

Если возможно, используйте симметричную линию в качестве входа для чувствительных цепей, и симметричная линия не должна быть заземлена.

171

Конструкция контура

Добавьте обратный диод к катушке реле, чтобы устранить помехи обратной электродвижущей силы, возникающие при отключении катушки. Добавление только обратного диода задержит время отключения реле. После добавления диода регулятора напряжения реле может срабатывать больше раз за единицу времени.

172

Конструкция контура

Цепь искрогашения (обычно это последовательная RC-цепь, сопротивление обычно выбирается от нескольких кОм до десятков кОм, конденсатор выбирается от 0.01 мкФ) подключается к обоим концам контакта реле для уменьшения воздействия электрических искр.

173

Конструкция контура

Добавьте к двигателю цепь фильтра и убедитесь, что выводы конденсатора и индуктора максимально короткие.

174

Конструкция контура

Каждая микросхема на печатной плате должна быть подключена параллельно высокочастотному конденсатору 0.01 мкФ~0.1 мкФ, чтобы уменьшить влияние микросхемы на источник питания. Обратите внимание на проводку высокочастотных конденсаторов. Соединение должно быть близко к концу источника питания и как можно толще и короче. В противном случае это эквивалентно увеличению эквивалентного последовательного сопротивления конденсатора, что повлияет на эффект фильтрации.

175

Конструкция контура

Цепь подавления RC подключается к обоим концам тиристора для снижения шума, создаваемого тиристором (при сильном шуме этот шум может вывести тиристор из строя).

176

Конструкция контура

Многие микроконтроллеры очень чувствительны к шуму источника питания. Необходимо добавить схему фильтра или регулятор напряжения к источнику питания микроконтроллера, чтобы уменьшить помехи шума источника питания на микроконтроллере. Например, π-образная схема фильтра может быть сформирована с использованием магнитных бусин и конденсаторов. Конечно, резисторы 100 Ом также могут быть использованы вместо магнитных бусин, когда условия не высокие.

177

Конструкция контура

Если порт ввода-вывода микроконтроллера используется для управления шумовыми устройствами, такими как двигатели, следует добавить изоляцию между портом ввода-вывода и источником шума (добавьте π-образную схему фильтра). Для управления шумовыми устройствами, такими как двигатели, следует добавить изоляцию между портом ввода-вывода и источником шума (добавьте π-образную схему фильтра).

178

Конструкция контура

Использование компонентов защиты от помех, таких как магнитные бусины, магнитные кольца, фильтры питания и защитные крышки в ключевых местах, таких как порты ввода-вывода микроконтроллера, линии питания и линии подключения печатной платы, может значительно улучшить помехозащищенность схемы.

179

Конструкция контура

Для неактивных портов ввода/вывода микроконтроллера не оставляйте их плавающими, а подключите их к земле или источнику питания. Неактивные выводы других ИС подключаются к земле или источнику питания без изменения логики системы.

180

Конструкция контура

Использование схем контроля питания и сторожевого таймера для микроконтроллеров, таких как: IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045 и т. д., может значительно улучшить помехозащищенность всей схемы.

181

Конструкция контура

Исходя из того, что скорость может удовлетворить требованиям, попробуйте уменьшить кварцевый генератор микроконтроллера и выбрать низкоскоростную цифровую схему.

182

Конструкция контура

Если возможно, добавьте RC-фильтры нижних частот или компоненты подавления электромагнитных помех (например, магнитные бусины, фильтры сигналов и т. д.) на интерфейсе печатной платы, чтобы устранить помехи от соединительных проводов; но будьте осторожны, чтобы не повлиять на передачу полезных сигналов.

183

Конструкция контура

При подключении тактового выхода не используйте прямое последовательное соединение с несколькими компонентами (так называемое последовательное соединение); вместо этого подавайте тактовые сигналы напрямую на несколько других компонентов через буфер.

184

Конструкция контура

Вытяните границу мембранной клавиатуры на 12 мм за пределы металлической линии или используйте пластиковые вырезы, чтобы увеличить длину пути.  

185

Конструкция контура

Рядом с разъемом подключите сигнал на разъеме к заземлению корпуса разъема с помощью LC-фильтра или фильтра на основе шарикового конденсатора.

186

Конструкция контура

Добавьте магнитную бусинку между заземлением шасси и общим заземлением цепи.

187

Конструкция контура

Система распределения питания внутри электронного оборудования является основным объектом индуктивной связи дуги ESD. Меры по борьбе с ESD для системы распределения питания следующие: 1. Плотно скрутите линию питания и соответствующую обратную линию; 2. Поместите магнитную бусинку в место, где каждая линия питания входит в электронное оборудование; 3. Поместите подавитель переходного тока, варистор на основе оксида металла (MOV) или высокочастотный конденсатор на 1 кВ между каждым выводом питания и заземлением шасси электронного оборудования; 4. Лучше всего организовать выделенную плоскость питания и заземления на печатной плате или плотную сетку питания и заземления и использовать большое количество шунтирующих и развязывающих конденсаторов.

188

Конструкция контура

Разместите резисторы и магнитные бусины последовательно на приемном конце. Для кабельных драйверов, которые легко поражаются электростатическим разрядом, вы также можете разместить резисторы или магнитные бусины последовательно на приводном конце.  

189

Конструкция контура

Установите устройство защиты от переходных процессов на приемном конце. 1 Используйте короткие и толстые провода (менее 5-кратной ширины, предпочтительно менее 3-кратной ширины) для подключения к заземлению шасси. 2 Сигнальные и заземляющие провода, выходящие из разъема, должны быть напрямую подключены к устройству защиты от переходных процессов перед подключением к другим частям цепи.

190

Конструкция контура

Разместите фильтрующие конденсаторы на разъеме или в пределах 25 мм (1.0 дюйма) от приемной цепи. 1 Используйте короткие и толстые провода для подключения к заземлению шасси или заземлению приемной цепи (менее 5-кратной ширины, предпочтительно менее 3-кратной ширины). 2 Сигнальные и заземляющие провода должны быть сначала подключены к конденсаторам, а затем к приемной цепи.

191

Кожух

На металлическом шасси максимальный диаметр отверстия ≤λ/20, где λ — длина волны электромагнитной волны самой высокой частоты внутри и снаружи машины; неметаллические шасси считаются незащищенными с точки зрения конструкции электромагнитной совместимости.

192

Кейсы

Экран имеет наименьшее количество швов; на швах экрана метод многоточечного пружинного контакта обеспечивает хорошую электрическую непрерывность; вентиляционное отверстие D<3 мм, это отверстие может эффективно предотвращать большую электромагнитную утечку или проникновение; отверстие экрана (например, вентиляционное отверстие) заблокировано мелкой медной сеткой или другими соответствующими проводящими материалами; если металлическую сетку вентиляционного отверстия необходимо часто снимать, ее можно закрепить вокруг отверстия с помощью винтов или болтов, но расстояние между винтами должно быть <25 мм для поддержания непрерывного линейного контакта.

193

Кейсы

f>1 МГц, любой металлический пластинчатый экран толщиной 0.5 мм снизит напряженность поля на 99%; когда f>10 МГц, медный экран толщиной 0.1 мм снизит напряженность поля более чем на 99%; f>100 МГц, слой меди или серебра на поверхности изолятора является хорошим экраном. Но следует отметить, что для пластиковых оболочек, когда металлическое покрытие распыляется внутри, внутренний процесс распыления не соответствует стандарту, эффект непрерывной проводимости между частицами покрытия не является хорошим, а сопротивление проводимости велико. К негативным последствиям отказа распыления следует относиться серьезно.

194

Кейсы

Заземление всей машины не покрыто изоляционной краской. Необходимо обеспечить надежный металлический контакт с заземляющим кабелем, чтобы избежать неправильного способа полагаться только на винтовую резьбу для заземления.

195

Кейсы

Создайте идеальную экранирующую конструкцию с заземленной металлической экранирующей оболочкой, которая может отводить разрядный ток в землю.

196

Кейсы

Создайте среду, устойчивую к электростатическим разрядам, с напряжением пробоя 20 кВ; эффективны меры защиты за счет увеличения расстояния.

197

Кейсы

Любая доступная пользователю-оператору точка, включая швы, вентиляционные отверстия и монтажные отверстия, доступный незаземленный металл, такой как крепежи, переключатели, рычаги и индикаторы, с длиной пути более 20 мм между электронным устройством и следующими элементами:

198

Кейсы

Используйте майларовую ленту для закрытия швов и монтажных отверстий внутри шасси. Это расширяет края швов/отверстий и увеличивает длину пути.  

199

Кейсы

Для защиты неиспользуемых или редко используемых разъемов используйте металлические колпачки или защитные пластиковые чехлы.

200

Кейсы

Используйте переключатели и джойстики с пластиковыми валами или надевайте на них пластиковые ручки/крышки, чтобы увеличить длину пути. Избегайте ручек с металлическими установочными винтами.

201

Кейсы

Установите светодиоды и другие индикаторы в отверстия в оборудовании и закройте их лентой или крышками, чтобы расширить края отверстий, или используйте кабелепровод для увеличения длины пути.  

202

Кейсы

Скруглите края и углы металлических деталей, в которых радиаторы располагаются вблизи швов корпуса, вентиляционных отверстий или монтажных отверстий.

203

Кейсы

В пластиковых корпусах металлические крепежи, расположенные рядом с электронным оборудованием или незаземленные, не должны выступать из корпуса.  

204

Кейсы

Высокие ножки, удерживающие устройство над столом или полом, могут решить проблему косвенного электростатического разряда от стола/пола или горизонтальной поверхности соединения.

205

Кейсы

Нанесите клей или герметик вокруг слоя мембранной клавиатуры.  

206

Кейсы

Рекомендации по защите стыков и краев корпуса: стыки и края имеют решающее значение. На стыках корпуса шасси следует использовать силикон высокого давления или прокладки для обеспечения герметизации, защиты от электростатического разряда, водо- и пыленепроницаемости.

207

Шасси

Незаземленное шасси должно иметь пробивное напряжение не менее 20 кВ (правила A1–A9); для заземленного шасси электронное оборудование должно иметь пробивное напряжение не менее 1500 В для предотвращения вторичной дуги, а длина пути должна быть больше или равна 2.2 мм.

208

Ограждение

Корпус изготавливается из следующих экранирующих материалов: листовой металл; полиэфирная пленка/медь или полиэфирная пленка/алюминиевый ламинат; термоформованная металлическая сетка со сварными соединениями; термоформованный металлизированный волокнистый мат (нетканый) или ткань (тканая); серебряное, медное или никелевое покрытие; цинковое дуговое напыление; вакуумная металлизация; химическое покрытие; токопроводящий наполнитель, добавленный в пластик;

209

Ограждение

Критерии защиты от электрохимической коррозии экранирующего материала: Потенциал между соприкасающимися друг с другом частями (ЭДС) <0.75 В. В соленой и влажной среде потенциал между ними должен быть <0.25 В. Размер анодной (положительной) части должен быть больше катодной (отрицательной) части.

210

Кейсы

Для перекрытия швов используйте защитный материал с шириной зазора, превышающей ширину зазора более чем в 5 раз.

211

Кейсы

Электрические соединения между экраном и коробкой выполняются с интервалом 20 мм (0.8 дюйма) с помощью сварки, крепежных элементов и т. д.  

212

Кейсы

Закройте зазор прокладкой, устраните щель и создайте токопроводящий путь между зазорами.

213

Кейсы

Избегайте прямых углов и слишком больших изгибов в защитных материалах.  

214

Кейсы

Отверстие ≤20 мм и длина щели ≤20 мм. При одинаковых условиях площади отверстия предпочтительнее открывать отверстия, а не щели.

215

Кейсы

По возможности используйте несколько маленьких отверстий вместо одного большого, оставляя между ними как можно больше места.

216

Кейсы

Для заземленного оборудования подключите экран к заземлению шасси в месте входа разъема; для незаземленного (с двойной изоляцией) оборудования подключите экран к общему заземлению цепи около переключателя.

217

Шасси

Разместите точку ввода кабеля как можно ближе к центру панели, а не около края или угла.  

218

Шасси

Расположите пазы в экране параллельно направлению тока электростатического разряда, а не перпендикулярно ему.

219

Кейсы

Используйте листовой металл с металлическими кронштейнами в монтажных отверстиях для обеспечения дополнительных точек заземления или используйте пластиковые кронштейны для изоляции и изоляции.

220

Кейсы

Установите локальные экранирующие устройства в местах расположения панели управления и клавиатуры на пластиковом корпусе для предотвращения электростатического разряда: 

221

Кейсы

Место расположения разъема питания и разъема, ведущего наружу, должно быть соединено с заземлением шасси или общим заземлением цепи.

222

Ограждение

Используйте ламинаты из полиэфирной пленки/меди или полиэфирной пленки/алюминия в пластике или используйте токопроводящие покрытия или токопроводящие наполнители.

223

Ограждение

Нанесите на алюминий тонкое токопроводящее хроматное или хроматное покрытие, но не используйте анодирование.

224

Кейсы

Используйте проводящий наполнитель в пластике. Обратите внимание, что литые детали часто имеют смолу на поверхности, что затрудняет достижение соединения с низким сопротивлением.  

225

Кейсы

Нанесите на сталь тонкое токопроводящее хроматное покрытие.

226

Шасси

Обеспечьте непосредственный контакт чистых металлических поверхностей, а не полагайтесь на винты для соединения металлических деталей.  

227

Шасси

Подключите дисплей к корпусу с защитным покрытием (оксид индия и олова, оксид индия, оксид олова и т. д.) по всему периметру.

228

Кейсы

Обеспечьте антистатический (слабопроводящий) путь к заземлению в местах, к которым часто прикасается оператор, например, возле клавиши пробела на клавиатуре.  

229

Кейсы

Затрудните оператору возможность дуги попасть на край или угол металлической пластины. Дуговой разряд в этих точках вызовет больше косвенных эффектов ESD, чем дуговой разряд в центре металлической пластины.  

230

Другое

Рекомендации по экранированию для витрин: 1. Установите экранирующие защитные окна; 2. Внешняя часть цепи подключается к цепи внутри машины через фильтрующее устройство.

231

Другое

Основные критерии защиты окон:

232

Выбор устройства

Конденсаторы должны быть чип-конденсаторами с малой индуктивностью выводов.

233

Выбор устройства

Стабильный блок питания, байпасный конденсатор, выбирайте электролитический конденсатор

234

Выбор устройства

В качестве конденсаторов связи по переменному току и накопителей заряда выбирают конденсаторы из политетрафторэтилена или других полиэфирных (полипропиленовых, полистирольных и т. д.) материалов.

235

Выбор устройства

Монолитные керамические конденсаторы для высокочастотной развязки цепей

236

Выбор устройства

Критерии выбора конденсатора:
Конденсатор с максимально низким ESR;
Как можно более высокое значение резонансной частоты конденсатора;

237

Выбор устройства

Алюминиевые электролитические конденсаторы следует избегать в следующих ситуациях:
а. Высокая температура (температура превышает максимальную рабочую температуру)
б. Перегрузка по току (ток превышает номинальный пульсирующий ток). Когда пульсирующий ток превышает номинальное значение, корпус конденсатора перегревается, емкость уменьшается, а срок службы сокращается.
в. Перенапряжение (напряжение превышает номинальное). Когда напряжение, приложенное к конденсатору, превышает номинальное рабочее напряжение, ток утечки конденсатора увеличится, а его электрические свойства ухудшатся за короткий промежуток времени, пока он не выйдет из строя.
d. Подача обратного напряжения или переменного напряжения. Когда текущий алюминиевый электролитический конденсатор подключен к цепи с обратной полярностью, конденсатор вызовет короткое замыкание электронной цепи, а результирующий ток приведет к повреждению конденсатора. Если есть возможность подачи положительного напряжения на отрицательный вывод в цепи, пожалуйста, выберите неполярный продукт.
е. При использовании в цепях, которые многократно и быстро заряжаются и разряжаются, когда обычные конденсаторы используются для быстрой зарядки, срок их службы может сократиться из-за снижения емкости, резкого повышения температуры и т. д.

238

Выбор устройства

Разъемы фильтра необходимы только на экранированном шасси.

239

Выбор устройства

При выборе разъемов фильтра, помимо факторов, которые следует учитывать при выборе обычных разъемов, следует также учитывать частоту среза фильтра. Если частоты сигналов, передаваемых по жилам разъема, различны, частоту среза следует определять на основе сигнала с самой высокой частотой.

240

Выбор устройства

По возможности рекомендуется упаковка для поверхностного монтажа.

241

Выбор устройства

Углеродная пленка является первым выбором для выбора резистора, за ней следует металлическая пленка. Когда проволочная обмотка требуется по соображениям мощности, ее индуктивный эффект должен быть учтен

242

Выбор устройства

При выборе конденсаторов следует учитывать, что алюминиевые электролитические конденсаторы и танталовые электролитические конденсаторы подходят для низкочастотных выводов; керамические конденсаторы подходят для диапазона средних частот (от кГц до МГц); керамические и слюдяные конденсаторы подходят для очень высоких частот и СВЧ-цепей; старайтесь использовать конденсаторы с низким ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением).

243

Выбор устройства

Байпасные конденсаторы должны быть электролитическими, емкостью 10-470 пФ, в основном в зависимости от переходного тока, потребляемого на печатной плате.

244

Выбор устройства

Конденсаторы развязки должны быть керамическими, с емкостью 1/100 или 1/1000 от емкости байпасного конденсатора. Зависит от времени нарастания и времени спада самого быстрого сигнала. Например, 10 нФ для 100 МГц, 4.7-100 нФ для 33 МГц и значением ESR менее 1 Ом
Для развязки выше 50 МГц используется NPO (диэлектрик титанат стронция), а для развязки на низких частотах — Z5U (титанат бария). Для параллельной развязки лучше всего выбирать конденсаторы с разницей в два порядка.

245

Выбор устройства

При выборе индукторов замкнутый контур лучше открытого, а при открытом контуре тип обмотки лучше стержневого или соленоидного типа. Выберите ферромагнитный сердечник для низкой частоты и ферритовый сердечник для высокой частоты

246

Выбор устройства

Ферритовые бусины, высокочастотное затухание 10 дБ

247

Выбор устройства

Ферритовые зажимы МГц диапазон частот синфазный режим (CM), дифференциальный режим (DM) затухание до 10-20 дБ

248

Выбор устройства

Выбор диода:
Диод Шоттки: для защиты от быстрых переходных сигналов и скачков напряжения;
Диод Зенера: для защиты от электростатического разряда (ESD); защиты от перенапряжения; защиты сигнала с низкой емкостью и высокой скоростью передачи данных
Диод подавления переходного напряжения (TVS): защита от переходного высокого напряжения при возбуждении электростатическим разрядом, снижение импульсов переходных пиков
Вариорезистивный диод: защита от электростатического разряда; защита от высокого напряжения и высоких переходных процессов

249

Выбор устройства

Интегральные схемы:
Выбор КМОП-устройств, особенно высокоскоростных, имеет динамические требования к питанию, и необходимо принимать меры по развязке для удовлетворения их мгновенных требований к питанию.
В высокочастотных средах штыри будут формировать индуктивность около 1 нГн/1 мм, а конец штыря также будет иметь небольшой емкостной эффект в обратном направлении, около 4 пФ. Устройства поверхностного монтажа выгодны для характеристик ЭМИ, с паразитными значениями индуктивности и емкости 0.5 нГн и 0.5 пФ соответственно.
Радиальные штифты лучше аксиальных параллельных штифтов;
Смешанные схемы ТТЛ и КМОП будут генерировать гармоники тактовых импульсов, полезных сигналов и источников питания из-за разного времени удержания переключателей, поэтому лучше выбирать логические схемы одной серии.
Неиспользуемые выводы КМОП-устройства следует подключить к заземлению или питанию через последовательные резисторы.

250

Выбор устройства

Номинальное значение тока фильтра в 1.5 раза превышает фактическое значение рабочего тока.

251

Выбор устройства

Выбор фильтра питания: Согласно теоретическим расчетам или результатам испытаний, значение вносимых потерь, которого должен достичь фильтр питания, составляет IL. При фактическом выборе следует выбирать фильтр питания с вносимыми потерями IL+20 дБ.

252

Выбор устройства

Фильтры переменного тока и приточные фильтры не могут использоваться взаимозаменяемо в реальных продуктах. Во временных прототипах фильтры переменного тока могут использоваться для временной замены фильтров постоянного тока; однако фильтры постоянного тока не должны использоваться в ситуациях переменного тока. Частота среза фильтра постоянного тока относительно емкости заземления низкая, и переменный ток будет вызывать большие потери на нем.

253

Выбор устройства

Избегайте использования электростатических чувствительных устройств. Электростатическая чувствительность выбранного устройства обычно не менее 2000 В. В противном случае тщательно продумайте и разработайте антистатические методы. С точки зрения структуры необходимо добиться хорошего заземления и принять необходимые меры по изоляции или экранированию для улучшения антистатических свойств всей машины.

254

Выбор устройства

В экранированной витой паре сигнальный ток протекает по двум внутренним проводникам, а шумовой ток протекает по экранирующему слою, тем самым устраняя связь общего импеданса, и любые помехи будут ощущаться на двух проводниках одновременно, заставляя шумы подавлять друг друга.

255

Выбор устройства

Неэкранированные витые пары имеют худшую способность противостоять электростатическому взаимодействию. Однако они все еще имеют хороший эффект в предотвращении индукции магнитного поля. Экранирующий эффект неэкранированных витых пар пропорционален количеству витков на единицу длины провода.

256

Выбор устройства

Коаксиальный кабель имеет более равномерное волновое сопротивление и меньшие потери, что обеспечивает ему лучшие характеристики от постоянного тока до УКВ.

257

Выбор устройства

Не используйте высокоскоростные логические схемы там, где их можно избежать.

258

Выбор устройства

При выборе логических устройств старайтесь выбирать устройства со временем нарастания более 5 нс и не выбирайте логические устройства, которые быстрее, чем требуемое схемой время.

259

Система

При подключении нескольких устройств в электрическую систему для устранения помех, вызванных питанием от контура заземления, для изоляции используются изолирующие трансформаторы, нейтрализующие трансформаторы, оптопары и входы синфазного сигнала дифференциального усилителя.

260

Система

Определите устройства и цепи помех: В состоянии пуска-останова или работы устройства или цепи с большой скоростью изменения напряжения dV/dt и скоростью изменения тока di/dt являются устройствами или цепями помех.

261

Система

Поместите заземленный проводящий слой между схемой мембранной клавиатуры и соседней схемой, расположенной напротив нее.

262

Кабели и соединители

Критерии изоляции разводки и компоновки печатной платы: изоляция сильного и слабого тока, изоляция большого и малого напряжения, изоляция высокой и низкой частоты, изоляция входа и выхода, цифровая аналоговая изоляция, изоляция входа и выхода, граничный стандарт — разница в один порядок величины. Методы изоляции включают: экранирование, один или все независимые экраны, пространственное разделение и разделение заземления.

263

Кабели и соединители

Неэкранированный ленточный кабель. Лучший способ разводки — чередование сигнальных и заземляющих проводов. Худший способ — использование одного заземляющего провода, двух сигнальных проводов, а затем одного заземляющего провода и т. д. или использование специальной заземляющей пластины

264

Кабели и соединители

Рекомендации по экранированию сигнальных кабелей: 1. Используйте витую пару или выделенную внешнюю экранированную витую пару для передачи сигнала с сильными помехами. 2. Для линий постоянного тока следует использовать экранированные провода; 3. Для линий переменного тока следует использовать витые провода; 4. Все сигнальные линии/линии питания, входящие в зону экранирования, должны быть отфильтрованы. 5. Оба конца всех экранированных проводов (оболочки) должны иметь хороший контакт с землей. Пока не создается вредный контур заземления, все экраны кабелей должны быть заземлены на обоих концах. Для очень длинных кабелей также должна быть точка заземления посередине. 6. В чувствительных низкоуровневых цепях для устранения возможных помех в контуре заземления каждая цепь должна иметь свой собственный изолированный и экранированный заземляющий провод.

265

Кабели и соединители

Принцип расположения экранированного провода вблизи металлической нижней пластины: Все экранированные кабели должны располагаться вблизи металлической пластины, чтобы предотвратить прохождение магнитного поля через петлю, образованную металлическим полом и оболочкой экранированного провода.

266

Кабели и соединители

Вилки печатных плат также должны быть оснащены большим количеством проводов с нулевым напряжением в качестве изоляции линии.

267

Кабели и соединители

Лучший способ уменьшить площадь контура помех и чувствительных цепей — использовать витую пару и экранированные провода.

268

Кабели и соединители

Витая пара очень эффективна на частотах ниже 100 кГц и ограничена на высоких частотах из-за неравномерного характеристического сопротивления и возникающего в результате отражения формы волны.

Основная цель — предотвратить взаимные помехи между модулями с разными рабочими частотами и максимально сократить длину проводки высокочастотной части. Для гибридных схем также существует метод размещения аналоговых и цифровых схем по обе стороны печатной платы, используя разные слои для проводки и используя заземляющие слои в середине для их изоляции.

Оставьте комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены * *