Kontrolný zoznam rozloženia plošných spojov

14 najdôležitejších bodov kontrolného zoznamu rozloženia plošných spojov

14 najlepších bodov Rozloženie DPS Kontrolný zoznam

Pri navrhovaní dosiek plošných spojov by sa mali zvážiť nasledujúce aspekty, aby sa návrh vysokofrekvenčných dosiek plošných spojov stal rozumnejším a aby sa dosiahla lepšia odolnosť voči rušeniu:
(1) Rozumne zvoľte počet vrstiev. Pri zapojení vysokofrekvenčných dosiek plošných spojov v návrhu DPS použite strednú vnútornú rovinu ako napájaciu a uzemňovaciu vrstvu, ktorá môže hrať tieniacu úlohu, účinne znížiť parazitnú indukčnosť, skrátiť dĺžku signálových vedení a minimalizovať krížové rušenie signálu.
(2) Spôsob zapojenia: Zapojenie musí byť otočené pod uhlom 45° alebo v oblúku, čo môže znížiť vyžarovanie vysokofrekvenčných signálov a ich väzbu.
(3) Dĺžka stopy: Čím kratšia je dĺžka stopy, tým lepšie a čím kratšia je rovnobežná vzdialenosť medzi dvoma čiarami, tým lepšie.
(4) Počet priechodných otvorov: Čím menší počet priechodných otvorov, tým lepšie.
(5) Smer zapojenia medzi vrstvami Smer zapojenia medzi vrstvami by mal byť vertikálny, t. j. vrchná vrstva je horizontálna a spodná vrstva vertikálna. To môže znížiť interferenciu medzi signálmi.
(6) Medený povlak Pridanie brúseného medeného povlaku môže znížiť interferenciu medzi signálmi.
(7) Uzemnenie: Uzemnenie dôležitých signálnych vedení môže výrazne zlepšiť odolnosť signálu voči rušeniu. Samozrejme, zdroje rušenia je možné tiež uzemniť, aby nemohli rušiť iné signály.
(8) Signálne vedenia Signálne vedenia nie je možné slučovať a je potrebné ich viesť reťazovo.

Uprednostnite kľúčové signálne vedenia: Najprv sa smerujú analógové malé signály, vysokorýchlostné signály, hodinové signály, synchronizačné signály a ďalšie kľúčové signály. Princíp priority hustoty: Začnite s kabelážou od zariadení s najzložitejšími pripojeniami na doske. Začnite s kabelážou od najhustejšej oblasti na doske. Buďte opatrní: a. Snažte sa zabezpečiť vyhradené vrstvy kabeláže pre kľúčové signály, ako sú hodinové signály, vysokofrekvenčné signály, citlivé signály atď., a zabezpečte minimálnu plochu slučky. V prípade potreby by sa mali použiť metódy, ako je manuálne prioritné zapojenie, tienenie a zvyšovanie bezpečnostných vzdialeností. Zabezpečte kvalitu signálu. b. Prostredie EMC medzi výkonovou vrstvou a uzemňovacou vrstvou je slabé, preto sa vyhnite usporiadaniu signálov citlivých na rušenie. c. Siete s požiadavkami na riadenie impedancie by mali byť zapojené čo najviac podľa požiadaviek na dĺžku a šírku vedenia.

Hodinové vedenie je jedným z faktorov, ktoré majú najväčší vplyv na elektromagnetickú kompatibilitu (EMC). Na hodinovom vedení by malo byť čo najmenej otvorov, snažte sa vyhnúť ich paralelnému vedeniu s inými signálnymi vedeniami a vyhýbajte sa všeobecným signálnym vedeniam, aby ste predišli rušeniu signálnych vedení. Zároveň by sa malo vyhnúť napájacej časti dosky, aby sa zabránilo vzájomnému rušeniu napájania a hodín. Ak je na doske špeciálny čip na generovanie hodín, pod ním nesmú byť vedené žiadne vodiče. Pod ním by mala byť umiestnená meď a v prípade potreby je možné pre ňu špeciálne vyrezať zem. Pri kryštálových oscilátoroch, na ktoré sa odkazuje veľa čipov, by sa pod týmito kryštálovými oscilátormi nemali viesť vodiče a meď by mala byť umiestnená pre izoláciu.

Pravouhlé vedenie je vo všeobecnosti situácia, ktorej sa treba pri zapojení dosiek plošných spojov vyhnúť, a stalo sa takmer jedným zo štandardov na meranie kvality zapojenia. Aký vplyv má teda pravouhlé vedenie na prenos signálu? V zásade pravouhlé vedenie spôsobí zmenu šírky prenosového vedenia, čo spôsobí diskontinuitu impedancie. V skutočnosti nielen pravouhlé vedenie, ale aj zapojenie pod kruhovým a ostrým uhlom môže spôsobiť zmeny impedancie. Vplyv pravouhlého zapojenia na signály sa prejavuje hlavne v troch aspektoch: Po prvé, roh môže byť ekvivalentom kapacitnej záťaže na prenosovom vedení, čo spomaľuje čas nábehu; po druhé, diskontinuita impedancie spôsobí odraz signálu; po tretie je EMI generované pravouhlým hrotom.

(1) Pri vysokofrekvenčnom prúde, keď ohyb vodiča zviera pravý alebo ostrý uhol, je hustota magnetického toku a intenzita elektrického poľa v blízkosti ohybu relatívne vysoká, čo spôsobí vyžarovanie silných elektromagnetických vĺn a indukčnosť v tomto mieste bude väčšia. Objem a odpor budú väčšie ako pri tupých alebo zaoblených rohoch.

(2) Pri zbernicovom zapojení digitálnych obvodov majú závity vodičov tupé alebo zaoblené rohy a plocha zapojenia zaberá relatívne malú plochu. Pri rovnakých podmienkach rozstupu riadkov zaberá celkový rozstup riadkov 0.3-krát menšiu šírku ako pri pravouhlom závitu.

Pozri: Diferenciálne smerovanie a impedančné prispôsobenie

a. Silná schopnosť odolať rušeniu, pretože väzba medzi dvoma diferenciálnymi stopami je veľmi dobrá. Keď dôjde k vonkajšiemu šumu, je pripojený k obom vedeniam takmer súčasne a prijímacia strana sa stará iba o rozdiel medzi týmito dvoma signálmi. Preto je možné úplne kompenzovať vonkajší súfázový šum.

b. Dokáže účinne potlačiť elektromagnetické rušenie. Rovnakým spôsobom, keďže polarita oboch signálov je opačná, elektromagnetické polia, ktoré vyžarujú, sa môžu navzájom rušiť. Čím je väzba bližšia, tým menej elektromagnetickej energie sa uvoľňuje do vonkajšieho sveta.

c. Presné načasovanie. Keďže zmena prepínania diferenciálneho signálu sa nachádza v priesečníku týchto dvoch signálov, na rozdiel od bežných jednostranných signálov, ktoré sa spoliehajú na vysoké a nízke prahové napätie na posúdenie, je menej ovplyvnený procesom a teplotou a môže znížiť chyby časovania a je tiež vhodnejší pre obvody so signálmi s nízkou amplitúdou. V súčasnosti populárny LVDS (nízkonapäťová diferenciálna signalizácia) označuje túto technológiu diferenciálnej signalizácie s malou amplitúdou.

Pre inžinierov plošných spojov je najdôležitejšou starosťou to, ako zabezpečiť, aby sa výhody diferenciálneho smerovania dali plne využiť v skutočnom smerovaní. Možno každý, kto sa stretol s Layoutom, pochopí všeobecné požiadavky na diferenciálne smerovanie, ktorými sú „rovnaká dĺžka a rovnaká vzdialenosť“.

Rovnaká dĺžka slúži na zabezpečenie toho, aby si dva diferenciálne signály vždy udržiavali opačnú polaritu a znížili zložku spoločného režimu; rovnaká vzdialenosť slúži hlavne na zabezpečenie konzistentnej diferenciálnej impedancie oboch signálov a zníženie odrazu. „Princíp čo najväčšieho priblíženia“ je niekedy tiež jednou z požiadaviek na diferenciálne smerovanie.

Diferenciálny signál sa čoraz častejšie používa v návrhu vysokorýchlostných obvodov. Najdôležitejšie signály v obvode často prijímajú diferenciálnu štruktúru. Definícia: Laicky povedané, to znamená, že budiaci koniec vysiela dva rovnaké a opačné signály. Prijímajúci koniec určuje logický stav „0“ alebo „1“ porovnaním rozdielu medzi týmito dvoma napätiami. Dvojica stôp, ktoré prenášajú diferenciálne signály, sa nazýva diferenciálne stopy.

V porovnaní s bežným jednostranným signálovým zapojením sa najzreteľnejšie výhody diferenciálnych signálov prejavujú v nasledujúcich troch aspektoch: a. Silná schopnosť odrušiť rušenie, pretože väzba medzi dvoma diferenciálnymi stopami je veľmi dobrá. Keď dôjde k vonkajšiemu šumu, je pripojený k obom vedeniam takmer súčasne a prijímacia strana sa stará iba o rozdiel medzi týmito dvoma signálmi. Preto je možné úplne kompenzovať vonkajší šum v spoločnom režime. b. Dokáže účinne potlačiť EMI. Podobne, keďže polarita oboch signálov je opačná, elektromagnetické polia, ktoré vyžarujú, sa môžu navzájom rušiť. Čím je väzba bližšia, tým menej elektromagnetickej energie sa uvoľňuje do vonkajšieho sveta.

Presné načasovanie. Keďže zmena prepínania diferenciálneho signálu sa nachádza v priesečníku dvoch signálov, na rozdiel od bežných jednostranných signálov, ktoré sa spoliehajú na vysoké a nízke prahové napätie na posúdenie, je menej ovplyvnený procesom a teplotou a môže znížiť chyby časovania a je tiež vhodnejší pre obvody so signálmi s nízkou amplitúdou. V súčasnosti populárny LVDS (nízkonapäťová diferenciálna signalizácia) sa vzťahuje na túto technológiu diferenciálnej signalizácie s malou amplitúdou. Pre inžinierov PCB je najdôležitejším problémom, ako zabezpečiť, aby sa výhody diferenciálneho smerovania mohli plne využiť v skutočnom smerovaní. Možno každý, kto sa stretol s Layoutom, pochopí všeobecné požiadavky na diferenciálne smerovanie, ktorými sú „rovnaká dĺžka a rovnaká vzdialenosť“. Rovnaká dĺžka má zabezpečiť, aby si dva diferenciálne signály vždy udržiavali opačnú polaritu a znížila sa zložka spoločného režimu; rovnaká vzdialenosť má hlavne zabezpečiť, aby bola diferenciálna impedancia oboch konzistentná a znížil sa odraz. „Princíp čo najväčšieho priblíženia“ je niekedy tiež jednou z požiadaviek na diferenciálne smerovanie.

Pre inžinierov plošných spojov je najdôležitejším problémom, ako zabezpečiť, aby sa výhody diferenciálneho smerovania dali plne využiť v skutočnom smerovaní. Možno každý, kto sa stretol s Layoutom, pochopí všeobecné požiadavky na diferenciálne smerovanie, ktorými sú „rovnaká dĺžka a rovnaká vzdialenosť“. Rovnaká dĺžka má zabezpečiť, aby si dva diferenciálne signály vždy udržiavali opačnú polaritu a znížila sa zložku spoločného režimu; rovnaká vzdialenosť má hlavne zabezpečiť, aby bola diferenciálna impedancia oboch signálov konzistentná a znížil sa odraz. „Princíp čo najväčšieho priblíženia“ je niekedy tiež jednou z požiadaviek na diferenciálne smerovanie.

Hadovité vedenia sú typom metódy zapojenia, ktorá sa často používa v návrhu. Jeho hlavným účelom je nastaviť oneskorenie a splniť požiadavky na návrh časovania systému. Projektanti musia najprv pochopiť toto: Hadovité vedenia znižujú kvalitu signálu a menia oneskorenia prenosu, preto by sa im pri zapojení malo vyhnúť. Avšak v skutočnom návrhu, aby sa zabezpečila dostatočná doba udržania signálu alebo aby sa znížil časový posun medzi rovnakou skupinou signálov, musí byť vedenie často zámerne navinuté.

Buďte opatrní: Diferenciálne signálne vodiče, ktoré sa vyskytujú v pároch, sa vo všeobecnosti vedú paralelne s čo najmenším počtom otvorov. Ak je potrebné vyvŕtať otvory, mali by sa obe vedenia vyvŕtať spoločne, aby sa dosiahlo impedančné prispôsobenie. Skupina zberníc s rovnakými atribútmi by mala byť vedená čo najviac vedľa seba a mala by mať čo rovnakú dĺžku. Prechodové otvory vedúce z prepojovacej podložky by mali byť čo najďalej od podložky.

Aj keď je zapojenie celej dosky plošných spojov dobre vykonané, rušenie spôsobené nedostatočným zohľadnením napájacích a uzemňovacích vodičov zníži výkon produktu a niekedy dokonca ovplyvní úspešnosť produktu. Preto je potrebné brať zapojenie elektrických a uzemňovacích vodičov vážne, aby sa minimalizovalo rušenie generované elektrickými a uzemňovacími vodičmi a zabezpečila sa kvalita produktu.

Každý inžinier, ktorý sa zaoberá návrhom elektronických výrobkov, rozumie príčinám šumu medzi uzemňovacím vodičom a elektrickým vedením. Teraz popíšeme iba metódu potlačenia šumu:

(1) Je dobre známe, že medzi napájací a uzemňovací vodič sa pridávajú oddeľovacie kondenzátory. (2) Snažte sa zväčšiť šírku napájacieho a uzemňovacieho vodiča. Najlepšie je, ak je uzemňovací vodič širší ako napájací vodič. Ich vzťah je: uzemňovací vodič > napájací vodič > signálový vodič. Šírka signálového vodiča je zvyčajne: 0.2 – 0.07 mm, napájací kábel je 1.2 – 2.5 mm. Pre dosky plošných spojov s digitálnymi obvodmi je možné použiť široké uzemňovacie vodiče na vytvorenie slučky, teda na vytvorenie uzemňovacej siete (uzemnenie analógových obvodov sa týmto spôsobom použiť nedá). (3) Ako uzemňovací vodič použite veľkú plochu medenej vrstvy a všetky nevyužité oblasti na doske plošných spojov pripojte k zemi ako uzemňovací vodič. Alebo je možné vytvoriť viacvrstvovú dosku, pričom napájací a uzemňovací vodič zaberajú jednu vrstvu.

V oblastiach s hustými priechodkami je potrebné dbať na to, aby sa otvory v dutých oblastiach napájacej a uzemňovacej vrstvy navzájom nespájali a nevytvárali oddelenie rovinnej vrstvy, čím by sa narušila jej integrita a zväčšila by sa plocha slučky signálového vedenia v uzemňovacej vrstve.

Pravidlá uzemňovacej slučky:

Pravidlo minimálnej slučky znamená, že plocha slučky tvorená signálnym vedením a jeho slučkou by mala byť čo najmenšia. Čím menšia je plocha slučky, tým menej vonkajšieho žiarenia a tým menšie je prijímané vonkajšie rušenie.

Pravidlá pre odpojenie zariadení:

A. Pridajte na plošný spoj potrebné oddeľovacie kondenzátory, aby ste odfiltrovali rušivé signály na napájacom zdroji a stabilizovali signál napájacieho zdroja. Vo viacvrstvových doskách s plošnými spojmi nie je umiestnenie oddeľovacích kondenzátorov vo všeobecnosti veľmi náročné, ale pri dvojvrstvových doskách rozmiestnenie oddeľovacích kondenzátorov a zapojenie napájacieho zdroja priamo ovplyvní stabilitu celého systému a niekedy dokonca ovplyvní aj úspech alebo neúspech návrhu. B. Pri návrhu dvojvrstvových dosiek by mal byť prúd vo všeobecnosti filtrovaný filtračným kondenzátorom predtým, ako ho zariadenie použije. C. Pri návrhu vysokorýchlostných obvodov závisí správne použitie oddeľovacích kondenzátorov od stability celej dosky.

V súčasnosti už mnohé dosky plošných spojov nie sú samostatnými funkčnými obvodmi (digitálnymi alebo analógovými obvodmi), ale sú zložené zo zmesi digitálnych a analógových obvodov. Preto je potrebné pri zapájaní zvážiť vzájomné rušenie medzi nimi, najmä rušenie na uzemňovacom vodiči.

Frekvencia digitálnych obvodov je vysoká a citlivosť analógových obvodov je vysoká. V prípade signálnych vedení by mali byť vysokofrekvenčné signálne vedenia čo najďalej od citlivých analógových obvodových zariadení. V prípade uzemňovacích vedení má celá doska plošných spojov iba jeden uzol s vonkajším svetom, takže problém spoločného digitálneho a analógového uzemnenia sa musí riešiť vo vnútri dosky plošných spojov. Digitálne a analógové uzemnenie sú však v skutočnosti vo vnútri dosky oddelené. Nie sú navzájom prepojené, ale nachádzajú sa iba na rozhraní, kde sa doska plošných spojov pripája k vonkajšiemu svetu (napríklad cez zástrčky atď.). Digitálne uzemnenie je mierne skratované s analógovým uzemnením, preto je potrebné poznamenať, že existuje iba jeden bod pripojenia. Na doske plošných spojov sú tiež rôzne uzemnenia, ktoré sú určené návrhom systému.

Pri zapojení viacvrstvových dosiek plošných spojov nezostáva na vrstve signálnych vedení veľa nedokončených liniek. Pridanie ďalších vrstiev spôsobí plytvanie a zvýši pracovné zaťaženie výroby, čoho výsledkom budú aj zodpovedajúce náklady. Na vyriešenie tohto rozporu môžete zvážiť zapojenie na elektrickej (uzemňovacej) vrstve. Najprv by sa mala zvážiť napájacia vrstva a až potom uzemňovacia vrstva. Pretože je to najlepšie na zachovanie integrity formácie.

Pri veľkoplošnom uzemnení (elektrina) sú k nemu pripojené nožičky bežne používaných komponentov. Manipuláciu so spojovacími nožičkami je potrebné komplexne zvážiť. Z hľadiska elektrického výkonu je lepšie, aby boli kontaktné plochy nožičiek komponentov úplne pripojené k medenému povrchu, ale pri zváraní komponentov existujú určité skryté nebezpečenstvá, ako napríklad: ① Zváranie vyžaduje vysokovýkonný ohrievač.

②Je ľahké vytvoriť virtuálne spájkované spoje. Preto sa s ohľadom na elektrické vlastnosti a procesné požiadavky vyrába spájkovacia podložka v tvare kríža, ktorá sa nazýva tepelný štít, bežne známa ako tepelná podložka (termálna). Týmto spôsobom sa dá eliminovať možnosť virtuálnych spájkovaných spojov v dôsledku nadmerného rozptylu tepla prierezom počas zvárania. Pol je výrazne znížená. Spracovanie nôh napájacej (uzemňovacej) vrstvy viacvrstvových dosiek je rovnaké.

V mnohých CAD systémoch sa smerovanie určuje na základe sieťového systému. Ak je mriežka príliš hustá, aj keď sa počet kanálov zvýši, kroky sú príliš malé a množstvo údajov v obrazovom poli je príliš veľké. To nevyhnutne povedie k vyšším požiadavkám na úložný priestor zariadenia a tiež to ovplyvní rýchlosť výpočtu elektronických počítačových produktov. Niektoré cesty sú neplatné, napríklad tie, ktoré sú obsadené podložkami nožičiek komponentov alebo montážnymi otvormi. Príliš riedka sieť a príliš málo kanálov budú mať veľký vplyv na rýchlosť smerovania. Preto musí existovať mriežkový systém s primeranou hustotou na podporu kabeláže.

Vzdialenosť medzi nohami štandardného komponentu je 0.1 palca (2.54 mm), takže základ mriežkového systému je vo všeobecnosti nastavený na 0.1 palca (2.54 mm) alebo celočíselný násobok menší ako 0.1 palca, napríklad: 0.05 palca, 0.025 palca, 0.02 palca atď.

Po dokončení návrhu zapojenia je potrebné starostlivo skontrolovať, či návrh zapojenia zodpovedá pravidlám stanoveným projektantom. Je tiež potrebné potvrdiť, či stanovené pravidlá spĺňajú požiadavky výrobného procesu dosiek plošných spojov. Všeobecné kontroly zahŕňajú nasledujúce aspekty:

(1) Či je vzdialenosť medzi vodičmi a vodičmi, vodičmi a kontaktnými plochami súčiastok, vodičmi a priechodnými otvormi, kontaktnými plochami súčiastok a priechodnými otvormi a priechodnými otvormi a priechodnými otvormi primeraná a spĺňa výrobné požiadavky. (2) Sú šírky napájacích a uzemňovacích vodičov vhodné a sú napájacie a uzemňovacie vodiče pevne spojené (nízka vlnová impedancia)? Je na doske plošných spojov nejaké miesto, kde je možné uzemňovací vodič rozšíriť? (3) Či boli prijaté najlepšie opatrenia pre kľúčové signálne vedenia, ako napríklad ich čo najkratšia dĺžka, pridanie ochranných vedení a jasné oddelenie vstupných a výstupných vedení. (4) Či majú analógové a digitálne obvodové časti nezávislé uzemňovacie vodiče. (5) Či grafika (ako napríklad ikony a popisky) pridaná na dosku plošných spojov spôsobí skraty signálu. (6) Upravte niektoré neideálne tvary čiar. (7) Sú na doske plošných spojov pridané procesné vedenia? Či spájkovací rezist spĺňa požiadavky výrobného procesu, či je veľkosť spájkovacieho rezistu vhodná a či je na kontaktnej ploche zariadenia vytlačená znaková značka, aby sa predišlo ovplyvneniu kvality elektrickej montáže. (8) Či je okraj vonkajšieho rámu uzemňovacej vrstvy napájacieho zdroja vo viacvrstvovej doske zmenšený. Ak je medená fólia uzemňovacej vrstvy napájacieho zdroja odkrytá mimo dosky, môže to ľahko spôsobiť skrat.

Aby sa znížilo presluchovanie medzi vedeniami, je potrebné zabezpečiť dostatočne veľkú rozostupnosť vedenia. Ak rozostup stredov vedenia nie je menší ako trojnásobok šírky vedenia, 3 % elektrického poľa sa dá udržať bez vzájomného rušenia, čo sa nazýva pravidlo 70 W. Ak chcete dosiahnuť 3 % elektrického poľa bez vzájomného rušenia, môžete použiť rozostup 98 W.

(1) Zapojenie hodinových signálov, resetu, signálov nad 100M a niektorých signálov kľúčovej zbernice a iných signálnych liniek musí spĺňať princíp 3W. Na tej istej vrstve a susedných vrstvách by nemali byť žiadne dlhé rovnobežné vedenia a na spoji by malo byť čo najmenej prechodov.

(2) Problém s počtom prechodov pre vysokorýchlostné signály. Niektoré inštrukcie k zariadeniam majú vo všeobecnosti prísne požiadavky na počet prechodov pre vysokorýchlostné signály. Princíp prepojenia spočíva v tom, že okrem potrebných prechodov pre rozvetvenie pinov je prísne zakázané vŕtať otvory do vnútornej vrstvy. Pre ďalšie prechody boli položené 8G PCIE 3.0 stopy a vyvŕtané 4 prechody a nebol s tým žiadny problém.

(3) Stredová vzdialenosť medzi hodinami a vysokorýchlostnými signálmi na tej istej vrstve musí striktne spĺňať 3H (H je vzdialenosť od vrstvy zapojenia k rovine pretavenia); signály na susedných vrstvách sa nesmú prekrývať. Odporúča sa, aby sa dodržal aj princíp 3H. Pokiaľ ide o vyššie uvedený problém presluchov, existujú nástroje, ktoré je možné skontrolovať.

Kontrolný zoznam prehľadu rozloženia plošných spojov s viac ako 200 prvkami

O kontrolnom zozname zapojenia a rozloženia PCB, obvodu, puzdro, výber elektronických súčiastok, kábel a konektor atď.

číslo


Klasifikácia podľa časti

Obsah technickej špecifikácie

 

1

Zapojenie a rozloženie DPS

Kritériá izolácie zapojenia a rozloženia DPS: izolácia silného a slabého prúdu, izolácia veľkého a malého napätia, izolácia vysokých a nízkych frekvencií, izolácia vstupov a výstupov, izolácia digitálnych analógov, izolácia vstupov a výstupov, hraničný štandard je rádovo odlišný. Metódy izolácie zahŕňajú: oddelenie priestoru a oddelenie uzemňovacieho vodiča.

2

Zapojenie a rozloženie DPS

Kryštálový oscilátor by mal byť čo najbližšie k integrovanému obvodu a vedenie by malo byť hrubšie.

3

Zapojenie a rozloženie DPS

Uzemnenie plášťa kryštálového oscilátora

4

Zapojenie a rozloženie DPS

Keď je vedenie hodín vyvedené cez konektor, piny na konektore by mali byť vyplnené uzemňovacími pinami okolo pinov hodinového vedenia.

5

Zapojenie a rozloženie DPS

Nech majú analógové a digitálne obvody vlastné napájacie a uzemňovacie cesty. Ak je to možné, napájacie a uzemňovacie cesty týchto dvoch častí obvodu by sa mali čo najviac rozšíriť alebo by sa mali použiť oddelené napájacie a uzemňovacie vrstvy na zníženie impedancie napájacích a uzemňovacích slučiek a zníženie akéhokoľvek rušivého napätia, ktoré sa môže nachádzať v napájacích a uzemňovacích slučkách.

6

Zapojenie a rozloženie DPS

Analógové a digitálne uzemnenie dosky plošných spojov, ktoré pracujú samostatne, je možné pripojiť v jednom bode blízko uzemnenia systému. Ak je napájacie napätie konzistentné, napájanie analógových a digitálnych obvodov je možné pripojiť v jednom bode na vstupe napájacieho zdroja. Ak je napájacie napätie nekonzistentné, v blízkosti oboch napájacích zdrojov sa pripojí kondenzátor s kapacitou 1~2 nF, ktorý zabezpečí cestu pre spätný prúd signálu medzi oboma napájacími zdrojmi.

7

Zapojenie a rozloženie DPS

Ak je doska plošných spojov vložená do základnej dosky, napájanie a uzemnenie analógových a digitálnych obvodov základnej dosky by mali byť tiež oddelené. Analógové a digitálne uzemnenie sú uzemnené v uzemňovacom bode základnej dosky. Napájací zdroj je pripojený v jednom bode v blízkosti uzemňovacieho bodu systému. Ak je napájacie napätie konzistentné, napájanie analógových a digitálnych obvodov je pripojené v jednom bode na vstupe napájacieho zdroja. Ak je napájacie napätie nekonzistentné, v blízkosti oboch napájacích zdrojov sa pripojí kondenzátor 1~2nF, ktorý zabezpečí cestu pre spätný prúd signálu medzi oboma napájacími zdrojmi.

8

Zapojenie a rozloženie DPS

Keď sa zmiešajú vysokorýchlostné, strednerýchlostné a nízkorýchlostné digitálne obvody, mali by im byť na doske plošných spojov priradené rôzne oblasti rozloženia.

9

Zapojenie a rozloženie DPS

Nízkoúrovňové analógové obvody a digitálne logické obvody by mali byť čo najviac oddelené

10

Zapojenie a rozloženie DPS

Pri navrhovaní viacvrstvovej dosky plošných spojov by mala byť napájacia rovina blízko uzemňovacej roviny a umiestnená pod uzemňovacou rovinou.

11

Zapojenie a rozloženie DPS

Pri navrhovaní viacvrstvovej dosky plošných spojov by mala byť vrstva zapojenia usporiadaná vedľa celej kovovej roviny.

12

Zapojenie a rozloženie DPS

Pri navrhovaní viacvrstvovej dosky plošných spojov oddeľte digitálny obvod od analógového obvodu a ak to podmienky dovoľujú, usporiadajte ich v rôznych vrstvách. Ak musia byť usporiadané na rovnakom poschodí, je možné to napraviť vykopaním zákopov, pridaním uzemňovacích vedení a ich oddelením. Analógové a digitálne uzemnenie a napájacie zdroje musia byť oddelené a nemožno ich miešať.

13

Zapojenie a rozloženie DPS

Hlavnými zdrojmi rušenia a žiarenia sú hodinové obvody a vysokofrekvenčné obvody. Musia byť umiestnené oddelene a mimo citlivých obvodov.

14

Zapojenie a rozloženie DPS

Venujte pozornosť skresleniu priebehu signálu počas prenosu na dlhé linky

15

Zapojenie a rozloženie DPS

Najlepším spôsobom, ako znížiť plochu slučky zdrojov rušenia a citlivých obvodov, je použiť krútené páry a tienené vodiče, pričom sa signálne vedenie a uzemňovacie vedenie (alebo slučka s prúdom) skrútia spoločne, aby sa minimalizovala vzdialenosť medzi signálom a uzemňovacím vedením (alebo slučkou s prúdom).

16

Zapojenie a rozloženie DPS

Zväčšite vzdialenosť medzi vedeniami, aby ste minimalizovali vzájomnú indukčnosť medzi zdrojom rušenia a indukovaným vedením.

17

Zapojenie a rozloženie DPS

Ak je to možné, urobte tak, aby čiara zdroja rušenia a indukovaná čiara zvierali pravý uhol (alebo takmer pravý uhol), čo môže výrazne znížiť väzbu medzi týmito dvoma čiarami.

18

Zapojenie a rozloženie DPS

Zväčšenie vzdialenosti medzi vedeniami je najlepší spôsob, ako znížiť kapacitnú väzbu

19

Zapojenie a rozloženie DPS

Pred formálnym zapojením je najprv potrebné klasifikovať vedenia. Hlavná klasifikačná metóda je založená na úrovni výkonu, pričom každá úroveň výkonu 30 dB je rozdelená do niekoľkých skupín.

20

Zapojenie a rozloženie DPS

Vodiče rôznych kategórií by mali byť zväzkované a položené oddelene. Vodiče susedných kategórií je možné zoskupiť aj po prijatí opatrení, ako je tienenie alebo skrútenie. Minimálna vzdialenosť medzi klasifikovanými káblovými zväzkami je 50~75 mm.

21

Zapojenie a rozloženie DPS

Pri rozmiestňovaní rezistorov by mali byť rezistory na reguláciu zosilnenia a predpäťové rezistory (pull-up a pull-down) zosilňovača, obvody pull-up a pull-down a usmerňovača stabilizujúceho napätie čo najbližšie k zosilňovaču, aktívnym zariadeniam, ich napájacím zdrojom a zemi, aby sa znížili ich oddeľovacie účinky (zlepšil sa čas prechodovej odozvy).

22

Zapojenie a rozloženie DPS

Obtokové kondenzátory sú umiestnené blízko vstupu napájania

23

Zapojenie a rozloženie DPS

Oddeľovacie kondenzátory sú umiestnené na vstupe napájania. Čo najbližšie ku každému integrovanému obvodu.

24

Zapojenie a rozloženie DPS

Základné charakteristiky impedancie dosky plošných spojov: Určené kvalitou medi a plochou prierezu. Konkrétne: 1 unca 0.49 miliohmov/jednotka plochy
Kapacita: C=EoErA/h, Eo: dielektrická konštanta voľného priestoru, Er: dielektrická konštanta substrátu dosky plošných spojov, A: dosah prúdu, h: rozostup stôp
Indukčnosť: Rovnomerne rozložená v kabeláži, približne 1nH/m
Pre 10 uncí medeného drôtu, pod valcovaním FR0.25 s hrúbkou 10 mm (4 mil), môže drôt so šírkou 0.5 mm a dĺžkou 20 mm umiestnený nad vrstvou zeme vytvoriť impedanciu 9.8 miliohmov, indukčnosť 20 nH a väzbovú kapacitu 1.66 pF so zemou.

25

Zapojenie a rozloženie DPS

Základné princípy zapojenia dosiek plošných spojov: Zväčšenie rozstupu medzi vodičmi na zníženie presluchov kapacitnej väzby; Paralelné umiestnenie silových a uzemňovacích vedení na optimalizáciu kapacity dosiek plošných spojov; Citlivé vysokofrekvenčné vedenia umiestnenie mimo vedení s vysokým šumom; Rozšírenie silových a uzemňovacích vedení na zníženie impedancie silových a uzemňovacích vedení.

26

Zapojenie a rozloženie DPS

Oddelenie: Použite fyzické oddelenie na zníženie prepojenia medzi rôznymi typmi signálnych vedení, najmä medzi napájacími a uzemňovacími vedeniami.

27

Zapojenie a rozloženie DPS

Lokálne oddelenie: Odpojte lokálny zdroj napájania a integrovaný obvod. Medzi vstupný port napájania a dosku plošných spojov použite veľkokapacitný bypassový kondenzátor na filtrovanie nízkofrekvenčných pulzácií a splnenie požiadaviek na impulzný výkon. Medzi zdroj napájania a zem každého integrovaného obvodu použite oddeľovací kondenzátor. Tieto oddeľovacie kondenzátory by mali byť čo najbližšie k pinom.

28

Zapojenie a rozloženie DPS

Oddelenie vodičov: Minimalizujte presluchy a šum medzi susednými vodičmi na tej istej vrstve dosky plošných spojov. Na spracovanie kľúčových signálových ciest použite špecifikáciu 3W.

29

Zapojenie a rozloženie DPS

Ochranné a paralelné obvody: Pre kľúčové signály použite obojstranné ochranné opatrenia s uzemňovacím vodičom a uistite sa, že oba konce ochranného obvodu sú uzemnené.

30

Zapojenie a rozloženie DPS

Jednovrstvová doska plošných spojov: Uzemňovací vodič by mal mať šírku najmenej 1.5 mm a zmena šírky prepojky a uzemňovacieho vodiča by mala byť minimálna.

31

Zapojenie a rozloženie DPS

Dvojvrstvová doska plošných spojov: Uprednostňuje sa uzemňovacia mriežka/bodová matica a šírka by mala byť nad 1.5 mm. Alebo umiestnite zem na jednu stranu a napájanie signálu na druhú stranu.

32

Zapojenie a rozloženie DPS

Ochranný krúžok: Použite uzemňovací vodič na vytvorenie krúžku, ktorý uzatvára ochrannú logiku a izoluje ju.

33

Zapojenie a rozloženie DPS

Kapacita DPS: Kapacita DPS sa generuje na viacvrstvových doskách v dôsledku tenkej izolačnej vrstvy medzi napájacím povrchom a zemou. Jej výhodou je veľmi vysoká frekvenčná odozva a nízka sériová indukčnosť rovnomerne rozložená po celom povrchu alebo vedení. Je to ekvivalent oddeľovacieho kondenzátora rovnomerne rozloženého po celej doske.

34

Zapojenie a rozloženie DPS

Vysokorýchlostné obvody a nízkorýchlostné obvody: vysokorýchlostné obvody by mali byť blízko uzemňovacej roviny a nízkorýchlostné obvody by mali byť blízko výkonovej roviny.
Uzemnená medená výplň: medená výplň musí zabezpečiť uzemnenie.

35

Zapojenie a rozloženie DPS

Smery smerovania susedných vrstiev sú ortogonálne štruktúry, čím sa zabráni smerovaniu rôznych signálových vedení v rovnakom smere na susedných vrstvách, aby sa znížilo zbytočné presluchy medzi vrstvami; ak je tejto situácii ťažké vyhnúť sa kvôli obmedzeniam štruktúry dosky (napríklad niektoré základné dosky), najmä ak je rýchlosť prenosu signálu vysoká, zvážte použitie uzemňovacích rovín na izoláciu každej vrstvy zapojenia a použitie uzemňovacích signálových vedení na izoláciu každej signálovej linky;

36

Zapojenie a rozloženie DPS

Jeden koniec kábla nesmie voľne visieť vo vzduchu, aby sa predišlo „anténnemu efektu“.

37

Zapojenie a rozloženie DPS

Pravidlá kontroly impedančného prispôsobenia: Šírka zapojenia rovnakej mriežky by mala byť konzistentná. Zmena šírky vedenia spôsobí nerovnomernú charakteristickú impedanciu vedenia. Pri vysokej prenosovej rýchlosti dochádza k odrazom. Pri návrhu by sa tejto situácii malo vyhnúť. Za určitých podmienok môže byť nemožné vyhnúť sa zmene šírky vedenia a efektívna dĺžka nekonzistentnej časti v strede by sa mala minimalizovať.

38

Zapojenie a rozloženie DPS

Zabráňte vytváraniu slučiek signálových vedení medzi rôznymi vrstvami, čo by spôsobilo rušenie žiarenia.

39

Zapojenie a rozloženie DPS

Pravidlo krátkeho vedenia: Udržujte vedenie čo najkratšie, najmä pri dôležitých signálnych vedeniach, ako sú napríklad hodinové vedenia, a uistite sa, že ich oscilátory umiestnite veľmi blízko zariadenia.

40

Zapojenie a rozloženie DPS

Pravidlá skosenia: Pri návrhu dosky plošných spojov by sa malo vyhýbať ostrým a pravým uhlom, ktoré spôsobia zbytočné žiarenie a zlý výkon procesu. Uhol medzi všetkými čiarami by mal byť väčší ako 135 stupňov.

41

Zapojenie a rozloženie DPS

Vodiče z podložky filtračného kondenzátora k pripojovacej podložke by mali byť spojené vodičmi s hrúbkou 0.3 mm a dĺžka prepojenia by mala byť ≤ 1.27 mm.

42

Zapojenie a rozloženie DPS

Vysokofrekvenčná časť sa vo všeobecnosti umiestňuje na rozhraní, aby sa skrátila dĺžka kabeláže. Zároveň by sa malo zvážiť aj rozdelenie vysokofrekvenčnej a nízkofrekvenčnej uzemňovacej roviny. Zvyčajne sa uzemnenie oboch oddelí a potom spojí v jednom bode na rozhraní.

43

Zapojenie a rozloženie DPS

V oblastiach s hustými priechodmi je potrebné dbať na to, aby sa vyhli vzájomnému spojeniu dutých oblastí napájacej a uzemňovacej vrstvy, čím sa rozdelí rovinná vrstva a naruší sa jej integrita, čo následne zväčší plochu slučky signálového vedenia v uzemňovacej vrstve.

44

Zapojenie a rozloženie DPS

Princíp neprekrývajúcej sa projekcie výkonových vrstiev: Pri doskách plošných spojov s viac ako dvoma vrstvami (vrátane) by sa mali rôzne výkonové vrstvy vyhýbať prekrývaniu v priestore, najmä aby sa znížilo rušenie medzi rôznymi napájacími zdrojmi, najmä medzi napájacími zdrojmi s veľkými rozdielmi napätia. Je potrebné sa vyhnúť problému s prekrývaním výkonových rovín. Ak je ťažké sa mu vyhnúť, zvážte použitie uzemňovacej vrstvy v strede.

45

Zapojenie a rozloženie DPS

Pravidlo 3W: Na zníženie presluchov medzi vedeniami by mala byť rozostupnosť vedenia dostatočne veľká. Ak vzdialenosť medzi stredmi vedenia nie je menšia ako trojnásobok šírky vedenia, je možné zabrániť vzájomnému rušeniu 3 % elektrických polí. Ak sa 70 % elektrických polí neruší, je možné použiť pravidlo 98W.

46

Zapojenie a rozloženie DPS

Pravidlo 20H: Ak vezmeme jeden H (hrúbku dielektrika medzi zdrojom napájania a zemou) ako jednotku, ak je vnútorná kontrakcia 20H, 70 % elektrického poľa môže byť obmedzených na okraj zeme a ak je vnútorná kontrakcia 1000H, môže byť obmedzených 98 % elektrického poľa.

47

Zapojenie a rozloženie DPS

Pravidlo 50-50: pravidlo pre výber počtu vrstiev dosky plošných spojov, to znamená, že ak frekvencia hodín dosiahne 5 MHz alebo doba nábehu impulzu je kratšia ako 5 ns, doska plošných spojov musí použiť viacvrstvovú dosku. Ak sa použije dvojvrstvová doska, je najlepšie použiť jednu stranu dosky plošných spojov ako kompletnú zemniacu rovinu.

48

Zapojenie a rozloženie DPS

Kritériá rozdelenia dosky plošných spojov so zmiešanými signálmi: 1 Rozdelenie dosky plošných spojov na nezávislé analógové a digitálne časti; 2 Umiestnenie A/D prevodníka cez priečku; 3 Nerozdelenie uzemnenia, nastavenie jednotného uzemnenia pod analógovou a digitálnou časťou dosky plošných spojov; 4 Vo všetkých vrstvách dosky plošných spojov môžu byť digitálne signály smerované iba v digitálnej časti dosky plošných spojov a analógové signály môžu byť smerované iba v analógovej časti dosky plošných spojov; 5 Realizácia segmentácie analógového a digitálneho napájania; 6 Smerovanie nesmie prechádzať medzerou medzi rozdelenými povrchmi napájacích zdrojov; 7 Signálové vedenie, ktoré musí prechádzať medzerou medzi rozdelenými napájacími zdrojmi, musí byť umiestnené na vrstve zapojenia vedľa veľkej plochy uzemnenia; 8 Analýza skutočnej cesty a spôsobu spätného zemného prúdu;

49

Zapojenie a rozloženie DPS

Viacvrstvové dosky sú lepšími opatreniami na ochranu EMC na úrovni dosky a odporúčajú sa.

50

Zapojenie a rozloženie DPS

Signálny obvod a napájací obvod majú svoje vlastné nezávislé uzemňovacie vodiče a nakoniec sú uzemnené v jednom bode. Nemali by mať spoločný uzemňovací vodič.

51

Zapojenie a rozloženie DPS

Uzemňovací vodič pre spätný signál používa nezávislú nízkoimpedančnú uzemňovaciu slučku a šasi alebo nosný rám nemožno použiť ako slučku.

52

Zapojenie a rozloženie DPS

Ak je zariadenie so strednými a krátkymi vlnami pripojené k zemi, uzemňovací vodič <1/4λ; ak nie je možné splniť túto požiadavku, uzemňovací vodič nemôže byť nepárnym násobkom 1/4λ.

53

Zapojenie a rozloženie DPS

Uzemňovacie vodiče silných a slabých signálov by mali byť usporiadané samostatne a každý z nich by mal byť pripojený k uzemňovacej mriežke iba v jednom bode.

54

Zapojenie a rozloženie DPS

Vo všeobecnosti by v zariadení mali byť aspoň tri samostatné uzemňovacie vodiče: jeden je uzemňovací vodič nízkoúrovňového obvodu (nazývaný signálny uzemňovací vodič), jeden je uzemňovací vodič relé, motora a vysokoúrovňového obvodu (nazývaný rušivý uzemňovací vodič alebo vodič šumu); druhý je, keď zariadenie používa striedavý prúd, bezpečnostný uzemňovací vodič napájacieho zdroja by mal byť pripojený k uzemňovaciemu vodiču šasi, šasi a zásuvková skrinka sú izolované, ale oba sú rovnaké v jednom bode, a nakoniec sú všetky uzemňovacie vodiče zhromaždené v jednom bode pre uzemnenie. Obvod ističa je uzemnený v jednom bode v bode maximálneho prúdu. Keď f < 1 MHz, uzemní sa jeden bod; keď f > 10 MHz, uzemní sa viacero bodov; keď 1 MHz

55

Zapojenie a rozloženie DPS

Pokyny na predchádzanie zemným slučkám: Elektrické vedenia by mali byť položené rovnobežne so zemným vedením.

56

Zapojenie a rozloženie DPS

Chladič by mal byť pripojený k uzemneniu napájania, tieneniu alebo ochrannej zemi v jednej doske (tienenie alebo ochranná zemina sú preferované), aby sa znížilo rušenie žiarením.

57

Zapojenie a rozloženie DPS

Digitálne uzemnenie a analógové uzemnenie sú oddelené a uzemňovacie vedenie je rozšírené

58

Zapojenie a rozloženie DPS

Pri kombinácii vysokej, strednej a nízkej rýchlosti venujte pozornosť rôznym oblastiam rozloženia

59

Zapojenie a rozloženie DPS

Špecializované nulové napäťové vedenie, šírka trasy elektrického vedenia ≥1 mm

60

Zapojenie a rozloženie DPS

Napájacie vedenie a uzemňovacie vedenie by mali byť čo najbližšie a napájanie a uzemnenie na celej doske plošných spojov by mali byť rozložené v tvare „študne“, aby sa vyrovnal prúd v rozvodnom vedení.

61

Zapojenie a rozloženie DPS

Napíšte čiaru zdroja rušenia a snímanú čiaru čo najviac v pravom uhle

62

Zapojenie a rozloženie DPS

Pri klasifikácii podľa výkonu by sa vodiče rôznych kategórií mali zväzovať samostatne a vzdialenosť medzi samostatne položenými zväzkami vodičov by mala byť 50 – 75 mm.

63

Zapojenie a rozloženie DPS

V situáciách s vysokým dopytom by mal byť vnútorný vodič opatrený úplným 360° obalom a na zabezpečenie integrity tienenia elektrického poľa by sa mal použiť koaxiálny konektor.

64

Zapojenie a rozloženie DPS

Viacvrstvová doska: Napájacia vrstva a uzemňovacia vrstva by mali byť vedľa seba. Vysokorýchlostné signály by mali byť umiestnené blízko uzemňovacej roviny a nekritické signály by mali byť umiestnené blízko napájacej roviny.

65

Zapojenie a rozloženie DPS

Napájanie: Ak obvod vyžaduje viacero zdrojov napájania, oddeľte každý zdroj uzemnením.

66

Zapojenie a rozloženie DPS

Prechod: Pri použití vysokorýchlostných signálov generujú prechody indukčnosť 1 – 4 nH a kapacitu 0.3 – 0.8 pF. Preto by prechody vysokorýchlostných kanálov mali byť čo najmenšie. Uistite sa, že počet prechodov pre vysokorýchlostné paralelné linky je konzistentný.

67

Zapojenie a rozloženie DPS

Pahýľ: Nepoužívajte pahýľ vo vysokofrekvenčných a citlivých signálnych vedeniach

68

Zapojenie a rozloženie DPS

Usporiadanie signálu hviezdy: Nepoužívajte ho vo vysokorýchlostných a citlivých signálnych vedeniach

69

Zapojenie a rozloženie DPS

Usporiadanie vyžarujúceho signálu: nepoužívajte ho pre vysokorýchlostné a citlivé vedenia, udržujte šírku signálovej cesty nezmenenú a nerobte prechody prechádzajúce cez napájaciu rovinu a zem príliš hustými.

70

Zapojenie a rozloženie DPS

Oblasť uzemňovacej slučky: Udržiavanie signálovej cesty a jej uzemňovacieho vedenia blízko pri sebe pomôže minimalizovať uzemňovaciu slučku.

71

Zapojenie a rozloženie DPS

Hodinový obvod je vo všeobecnosti umiestnený v strede dosky plošných spojov alebo na dobre uzemnenom mieste, takže hodiny sú čo najbližšie k mikroprocesoru a vodiče sú čo najkratšie, zatiaľ čo kremenný kryštálový oscilátor je uzemnený iba k plášťu.

72

Zapojenie a rozloženie DPS

Pre ďalšie zvýšenie spoľahlivosti hodinového obvodu je možné oblasť hodín uzavrieť a izolovať uzemňovacím vodičom a uzemňovaciu plochu pod kryštálovým oscilátorom je možné zväčšiť, aby sa predišlo kladeniu ďalších signálnych vodičov.

73

Zapojenie a rozloženie DPS

Princíp rozloženia súčiastok spočíva v oddelení analógovej časti obvodu od digitálnej časti obvodu, oddelení vysokorýchlostného obvodu od nízkorýchlostného obvodu, oddelení vysokovýkonového obvodu od obvodu malého signálu, oddelení šumovej zložky od nešumovej zložky a zároveň v snahe skrátiť vodiče medzi súčiastkami, aby sa minimalizovalo rušenie medzi nimi.

74

Zapojenie a rozloženie DPS

Doska plošných spojov je rozdelená do zón podľa funkcie a uzemňovacie vodiče každého zónového obvodu sú zapojené paralelne a uzemnené v jednom bode. Ak je na doske plošných spojov viacero jednotiek, každá jednotka by mala mať nezávislý uzemňovací vodič a každá jednotka by mala byť pripojená k spoločnému uzemneniu v centralizovanom bode. Jednostranné a obojstranné dosky používajú jednobodové napájanie a jednobodové uzemnenie.

75

Zapojenie a rozloženie DPS

Dôležité signálne vodiče by mali byť čo najkratšie a najhrubšie a na oboch stranách by malo byť pridané ochranné uzemnenie. Ak je potrebné vyviesť signál, mal by byť vyvedený plochým káblom a „uzemňovací vodič-signálový vodič-uzemňovací vodič“ by sa mal použiť s odstupmi.

76

Zapojenie a rozloženie DPS

Obvody rozhrania I/O a obvody napájacieho pohonu by mali byť čo najbližšie k okraju dosky plošných spojov

77

Zapojenie a rozloženie DPS

Okrem hodinového obvodu sa snažte vyhnúť smerovaniu pod zariadeniami a obvodmi citlivými na šum.

78

Zapojenie a rozloženie DPS

Ak má doska plošných spojov vysokorýchlostné dátové rozhrania, ako sú PCI a ISA, je potrebné venovať pozornosť postupnému rozloženiu dosky plošných spojov podľa frekvencie signálu, to znamená, že počnúc rozhraním slotu sú vysokofrekvenčný obvod, strednofrekvenčný obvod a nízkofrekvenčný obvod usporiadané postupne tak, aby obvod, ktorý je náchylný na rušenie, bol mimo dátového rozhrania.

79

Zapojenie a rozloženie DPS

Čím kratší je signálový vodič na plošnom spoji, tým lepšie. Najdlhší by nemal presiahnuť 25 cm a počet prechodových otvorov by mal byť čo najmenší.

80

Zapojenie a rozloženie DPS

Ak je potrebné otáčať signálne vedenie, použite vedenie s ohybom 45 stupňov alebo oblúkom, vyhnite sa použitiu ohybu 90 stupňov, aby sa znížil odraz vysokofrekvenčných signálov.

81

Zapojenie a rozloženie DPS

Pri zapájaní sa vyhýbajte 90-stupňovým prehybom, aby ste znížili emisie vysokofrekvenčného hluku

82

Zapojenie a rozloženie DPS

Venujte pozornosť zapojeniu kryštálového oscilátora. Udržujte kryštálový oscilátor a piny mikrokontroléra čo najbližšie, izolujte oblasť hodín uzemňovacím vodičom a uzemnite a upevnite kryt kryštálového oscilátora.

83

Zapojenie a rozloženie DPS

Rozumné rozdelenie dosky plošných spojov, napríklad silné a slabé signály, digitálne a analógové signály. Udržujte zdroje rušenia (ako sú motory, relé) a citlivé komponenty (ako sú mikrokontroléry) čo najďalej od nich.

84

Zapojenie a rozloženie DPS

Digitálnu oblasť od analógovej oblasti izolujte uzemňovacím vodičom, oddeľte digitálnu a analógovú zem a nakoniec ju v jednom bode pripojte k napájacej zemi. Zapojenie A/D a D/A čipov sa tiež riadi týmto princípom. Výrobca túto požiadavku zohľadnil pri prideľovaní pinov A/D a D/A čipov.

85

Zapojenie a rozloženie DPS

Uzemňovacie vodiče mikrokontroléra a zariadení s vysokým výkonom by mali byť uzemnené samostatne, aby sa znížilo vzájomné rušenie. Zariadenia s vysokým výkonom by mali byť umiestnené čo najviac na okraji dosky plošných spojov.

86

Zapojenie a rozloženie DPS

Pri zapojení minimalizujte plochu slučky, aby ste znížili indukčný šum.

87

Zapojenie a rozloženie DPS

Pri zapojení by malo byť elektrické vedenie a uzemňovacie vedenie čo najhrubšie. Okrem zníženia úbytku napätia je dôležitejšie znížiť aj hluk zo spojenia.

88

Zapojenie a rozloženie DPS

Integrované obvody by sa mali čo najviac priamo spájkovať na dosku plošných spojov a pätice integrovaných obvodov by sa mali používať menej.

89

Zapojenie a rozloženie DPS

Referenčný bod by mal byť vo všeobecnosti nastavený na priesečníku ľavej a dolnej hraničnej čiary (alebo priesečníku predlžovacích čiar) alebo na prvej ploške na zásuvnej doske plošných spojov.

90

Zapojenie a rozloženie DPS

Pre rozloženie sa odporúča mriežka 25 mil

91

Zapojenie a rozloženie DPS

Celkové pripojenie je čo najkratšie a kľúčové signálne vedenie je najkratšie

92

Zapojenie a rozloženie DPS

Komponenty rovnakého typu by mali byť konzistentné v smere X alebo Y. Polárne diskrétne komponenty rovnakého typu by sa tiež mali snažiť byť konzistentné v smere X alebo Y pre jednoduchšiu výrobu a ladenie;

93

Zapojenie a rozloženie DPS

Umiestnenie súčiastok by malo byť pohodlné na ladenie a údržbu. Malé súčiastky nemožno umiestňovať vedľa veľkých súčiastok. Okolo súčiastok, ktoré je potrebné ladiť, by mal byť dostatok miesta. Mal by byť dostatok miesta pre vykurovacie súčiastky, aby sa uľahčil odvod tepla. Termistory by mali byť umiestnené ďalej od vykurovacích súčiastok.

94

Zapojenie a rozloženie DPS

Vzdialenosť medzi dvojito zapojenými súčiastkami by mala byť > 2 mm. Vzdialenosť medzi BGA a susednými súčiastkami by mala byť > 5 mm. Vzdialenosť medzi malými SMD súčiastkami, ako sú rezistory a kondenzátory, by mala byť > 0.7 mm. Vonkajšia strana kontaktnej plochy SMD súčiastky a vonkajšia strana kontaktnej plochy susednej zásuvnej súčiastky by mala byť > 2 mm. Zásuvné súčiastky nesmú byť umiestnené do 5 mm od krimpovacej súčiastky. Zásuvné súčiastky nesmú byť umiestnené do 5 mm od zváranej plochy.

95

Zapojenie a rozloženie DPS

Oddeľovací kondenzátor integrovaného obvodu by mal byť umiestnený čo najbližšie k napájaciemu pinu čipu, pričom vysoká frekvencia by mala byť čo najbližšie k princípu. Slučku medzi ním, napájacím zdrojom a zemou urobte čo najkratšou.

96

Zapojenie a rozloženie DPS

Obtokové kondenzátory by mali byť rovnomerne rozložené po celom integrovanom obvode.

97

Zapojenie a rozloženie DPS

Pri rozmiestňovaní komponentov by mali byť komponenty používajúce rovnaký zdroj napájania umiestnené čo najviac vedľa seba, aby sa uľahčilo budúce rozdelenie napájania.

98

Zapojenie a rozloženie DPS

Umiestnenie rezistorov a kondenzátorov na účely prispôsobenia impedancie by malo byť primerane usporiadané podľa ich vlastností.

99

Zapojenie a rozloženie DPS

Rozloženie zodpovedajúcich kondenzátorov a rezistorov by malo byť jasne rozlíšené. Pre zosúladenie svoriek viacerých záťaží musia byť umiestnené na najvzdialenejšom konci signálu, aby sa dosiahlo zosúladenie.

100

Zapojenie a rozloženie DPS

Pri umiestňovaní zodpovedajúceho odporu by mal byť blízko hnacieho konca signálu a vzdialenosť by vo všeobecnosti nemala presiahnuť 500 mil.

101

Zapojenie a rozloženie DPS

Upravte znaky. Na disk nie je možné umiestniť všetky znaky. Aby bolo po zostavení jasne viditeľné, všetky znaky by mali byť konzistentné v smere X alebo Y. Veľkosť znakov a sieťotlače by mala byť jednotná.

102

Zapojenie a rozloženie DPS

Kľúčové signálne vedenia majú prioritu: napájanie, analógové malé signály, vysokorýchlostné signály, hodinové signály a synchronizačné signály majú prioritu pri zapojení;

103

Zapojenie a rozloženie DPS

Pravidlo minimálnej slučky: to znamená, že plocha slučky tvorená signálnym vedením a jeho slučkou by mala byť čo najmenšia. Čím menšia je plocha slučky, tým menej vonkajšieho žiarenia a vonkajšieho rušenia. Pri návrhu dvojvrstvových dosiek s plošnými spojmi by sa pri ponechaní dostatočného priestoru pre napájanie mala zvyšná časť vyplniť referenčnou zemou a mali by sa pridať niektoré potrebné prechody, aby sa efektívne prepojili obojstranné signály. Pre niektoré kľúčové signály by sa mala čo najviac použiť izolácia od zeme. Pri niektorých návrhoch s vyššími frekvenciami by sa mali osobitne zvážiť iné planárne signálové slučky. Odporúča sa použiť viacvrstvové dosky s plošnými spojmi.

104

Zapojenie a rozloženie DPS

Pravidlo najkratšieho uzemňovacieho vodiča: Snažte sa skrátiť a zahustiť uzemňovací vodič (najmä pri vysokofrekvenčných obvodoch). Pre obvody pracujúce na rôznych úrovniach nie je možné použiť dlhé spoločné uzemňovacie vodiče.

105

Zapojenie a rozloženie DPS

Ak má byť vnútorný obvod pripojený ku kovovému krytu, malo by sa použiť jednobodové uzemnenie, aby sa zabránilo toku výbojového prúdu cez vnútorný obvod.

106

Zapojenie a rozloženie DPS

Súčiastky citlivé na elektromagnetické rušenie musia byť tienené, aby boli izolované od súčiastok alebo vedení, ktoré môžu generovať elektromagnetické rušenie. Ak takéto vedenia musia prechádzať okolo súčiastok, mali by byť použité pod uhlom 90°.

107

Zapojenie a rozloženie DPS

Vrstva vodičov by mala byť usporiadaná tesne vedľa celej kovovej roviny. Toto usporiadanie má za cieľ vytvoriť efekt potlačenia toku.

108

Zapojenie a rozloženie DPS

Medzi uzemňovacími bodmi sa vytvára veľa slučiek. Priemer týchto slučiek (alebo vzdialenosť medzi uzemňovacími bodmi) by mal byť menší ako 1/20 vlnovej dĺžky najvyššej frekvencie.

109

Zapojenie a rozloženie DPS

Napájací kábel a uzemňovací kábel jednostrannej alebo obojstrannej dosky s plošnými spojmi by mali byť čo najbližšie. Najlepšie je položiť napájací kábel na jednu stranu dosky s plošnými spojmi a uzemňovací kábel na druhú stranu dosky s plošnými spojmi tak, aby sa navzájom prekrývali, čím sa minimalizuje impedancia napájacieho zdroja.

110

Zapojenie a rozloženie DPS

Smerovanie signálu (najmä vysokofrekvenčných signálov) by malo byť čo najkratšie

111

Zapojenie a rozloženie DPS

Vzdialenosť medzi dvoma vodičmi musí zodpovedať ustanoveniam špecifikácií návrhu elektrickej bezpečnosti a rozdiel napätia nesmie prekročiť prierazné napätie vzduchu a izolačného média medzi nimi, inak dôjde k oblúku. V čase od 0.7 ns do 10 ns dosiahne oblúkový prúd desiatky A, niekedy dokonca viac ako 100 ampérov. Oblúk bude pokračovať, kým sa dva vodiče nedotknú a nedôjde k skratu, alebo kým prúd nie je príliš nízky na udržanie oblúka. Medzi príklady možných hrotových oblúkov patria ruky alebo kovové predmety, preto ich pri návrhu dbajte na ich identifikáciu.

112

Zapojenie a rozloženie DPS

Pridajte uzemňovaciu rovinu blízko obojstrannej dosky a pripojte ju k uzemňovaciemu bodu na obvode v najkratšej vzdialenosti.

113

Smerovanie a rozloženie dosky plošných spojov

Uistite sa, že každý bod vstupu kábla sa nachádza do 40 mm (1.6 palca) od uzemnenia šasi.

114

Smerovanie a rozloženie dosky plošných spojov

Pripojte kryt konektora aj kovový kryt spínača k uzemneniu šasi.

115

Smerovanie a rozloženie dosky plošných spojov

Okolo membránovej klávesnice umiestnite široký vodivý ochranný krúžok a vonkajší obvod krúžku pripojte ku kovovému šasi alebo aspoň ku kovovému šasi v štyroch rohoch. Ochranný krúžok nepripájajte k uzemneniu dosky plošných spojov.

116

Zapojenie a rozloženie DPS

Použitie viacvrstvovej dosky plošných spojov: V porovnaní s obojstrannou doskou plošných spojov môže uzemňovacia a napájacia rovina a blízko usporiadané rozstupy signálových a uzemňovacích vedení znížiť impedanciu spoločného režimu a indukčnú väzbu na 1/10 až 1/100 obojstrannej dosky plošných spojov. Snažte sa umiestniť každú signálovú vrstvu blízko napájacej alebo uzemňovacej vrstvy.

117

Smerovanie a rozloženie dosky plošných spojov

Pre dosky plošných spojov s vysokou hustotou, kde sú súčiastky sú na hornom aj spodnom povrchu, veľmi krátke pripojenia a veľa výplní, použite stopy vo vnútorných vrstvách. Väčšina signálových stôp a napájacích a uzemňovacích rovín je na vnútorných vrstvách, a preto fungujú ako Faradayova klietka s tienením.

118

Smerovanie a rozloženie dosky plošných spojov

Vždy, keď je to možné, umiestnite všetky konektory na jednu stranu dosky.

119

Zapojenie a rozloženie DPS

Na všetky vrstvy dosky plošných spojov pod konektormi vychádzajúcimi zo šasi (ktoré sú ľahko zasiahnuté priamo elektrostatickým výbojom) umiestnite široké uzemnenie šasi alebo polygonálne uzemnenie a prepojte ich pomocou prechodových otvorov každých približne 13 mm.

120

Zapojenie a rozloženie DPS

Pri montáži dosky plošných spojov nepoužívajte žiadnu spájku na montážne otvory na hornej ani spodnej vrstve. Na dosiahnutie tesného kontaktu medzi doskou plošných spojov a kovovým šasi/tienidlom alebo konzolou na uzemňovacej rovine použite skrutky so zabudovanými podložkami.  

121

Zapojenie a rozloženie DPS

Medzi uzemnením šasi a uzemnením obvodu na každej vrstve nastavte rovnakú „izolačnú zónu“; ak je to možné, udržujte rozostup 0.64 mm (0.025 palca).  

122

Zapojenie a rozloženie DPS

Okolo obvodu nastavte kruhové uzemnenie, aby ste predišli rušeniu ESD: 1 Umiestnite dráhu kruhového uzemnenia okolo celej dosky plošných spojov; 2 Šírka kruhového uzemnenia pre všetky vrstvy je > 2.5 mm (0.1 palca); 3 Na pripojenie prstencového uzemnenia použite priechodky každých 13 mm (0.5 palca); 4 Pripojte prstencové uzemnenie k spoločnému uzemneniu viacvrstvového obvodu; 5 Pri obojstranných doskách inštalovaných v kovovom šasi alebo tieniacom zariadení by malo byť prstencové uzemnenie pripojené k spoločnému uzemneniu obvodu; 6 Pri netienených obojstranných obvodoch je prstencové uzemnenie pripojené k uzemneniu šasi. Na prstencové uzemnenie sa neaplikuje žiadny spájkovací rezist, aby prstencové uzemnenie mohlo fungovať ako výbojová tyč ESD. Niekde na prstencovom uzemnení (všetky vrstvy) sa umiestni medzera široká aspoň 0.5 mm (0.020 palca), aby sa zabránilo vytvoreniu veľkej uzemňovacej slučky; 7 Ak doska plošných spojov nebude umiestnená v kovovom šasi alebo tieniacom zariadení, na horné a spodné uzemňovacie vodiče dosky plošných spojov by sa nemal nanášať spájkovací odpor, aby mohli slúžiť ako vývody pre ESD oblúky.

123

Zapojenie a rozloženie DPS

V oblasti, ktorá môže byť priamo zasiahnutá elektrostatickým výbojom (ESD), by sa malo v blízkosti každého signálneho vedenia položiť uzemňovacie vedenie.  

124

Zapojenie a rozloženie DPS

Obvody náchylné na elektrostatický výboj (ESD) by mali byť umiestnené v strede dosky plošných spojov, aby sa znížila možnosť dotyku.

125

Zapojenie a rozloženie DPS

Ak je dĺžka signálneho vedenia väčšia ako 300 mm (12 palcov), musí sa paralelne položiť uzemňovacie vedenie.  

126

Zapojenie a rozloženie DPS

Kritériá pripojenia pre montážne otvory: môžu byť pripojené k spoločnému uzemneniu obvodu alebo od neho izolované. 1. Ak sa kovový držiak musí použiť s kovovým tieniacim zariadením alebo šasi, na dosiahnutie pripojenia musí byť použitý rezistor 0 Ω. 2. Určte veľkosť montážneho otvoru, aby ste dosiahli spoľahlivú inštaláciu kovového alebo plastového držiaka. Na hornú a spodnú vrstvu montážneho otvoru použite veľké kontaktné podložky. Na spodnú podložku nepoužívajte spájkovací odpor a uistite sa, že spodná podložka nie je spájkovaná vlnovým spájkovaním.  

127

Zapojenie a rozloženie DPS

Paralelné usporiadanie chránených a nechránených signálnych vedení je zakázané.

128

Zapojenie a rozloženie DPS

Pravidlá zapojenia pre resetovacie, prerušovacie a riadiace signálne linky: 1. Používajte vysokofrekvenčné filtrovanie; 2. Uchovávajte mimo dosahu vstupných a výstupných obvodov; 3. Uchovávajte mimo dosahu okraja dosky plošných spojov.

129

Zapojenie a rozloženie DPS

Doska plošných spojov v šasi nie je nainštalovaná v otvorenej polohe alebo vo vnútornom šve.

130

Zapojenie a rozloženie DPS

Doska plošných spojov najcitlivejšia na statickú elektrinu je umiestnená v strede, kde sa jej ľudia ľahko nedotýkajú; zariadenie citlivé na statickú elektrinu je umiestnené v strede dosky plošných spojov, kde sa ho ľudia ľahko nedotýkajú.

131

Zapojenie a rozloženie DPS

Kritériá prepojenia medzi dvoma kovovými blokmi: 1. Pevná spojovacia páska je lepšia ako tkaná spojovacia páska; 2. Spojovacia oblasť nie je vlhká ani nasiaknutá vodou; 3. Na pripojenie uzemňovacích rovín alebo uzemňovacích mriežok všetkých dosiek plošných spojov v šasi použite viacero vodičov; 4. Uistite sa, že šírka spojovacieho bodu a tesnenia je väčšia ako 5 mm.

132

Dizajn obvodov

Prepojenie vetvy signálového filtra: Pre každý zdroj napájania analógového zosilňovača musí byť medzi pripojením najbližšie k obvodu a zosilňovačom pridaný oddeľovací kondenzátor. Pre digitálne integrované obvody sa oddeľovacie kondenzátory pridávajú v skupinách. Nainštalujte bypass kondenzátorov na kefky motorov a generátorov, zapojte RC filtre sériovo na každú vetvu vinutia a na vstupe zdroja napájania pridajte dolnopriepustný filter, aby ste potlačili rušenie. Filter by mal byť nainštalovaný čo najbližšie k filtrovanému zariadeniu a ako spojovacie médium by mali byť použité krátke, tienené vodiče. Všetky filtre musia byť tienené a vstupné a výstupné vodiče by mali byť izolované.

133

Návrh obvodu

Každá funkčná doska musí špecifikovať požiadavky na rozsah kolísania napätia, zvlnenie, šum, rýchlosť úpravy záťaže atď. napájacieho zdroja. Sekundárny zdroj napájania musí spĺňať vyššie uvedené požiadavky, keď po prenose dosiahne funkčnú dosku.

134

Návrh obvodu

Obvod s charakteristikami zdroja žiarenia musí byť inštalovaný v kovovom tienení, aby sa minimalizovalo prechodové rušenie.

135

Návrh obvodu

Pridajte ochranné zariadenia na káblový vstup

136

Návrh obvodu

Každý napájací pin integrovaného obvodu musí byť pripojený k zemi s obtokovými kondenzátormi (zvyčajne 104) a vyhladzovacími kondenzátormi (10uF ~ 100uF). Napájacie piny každého rohu integrovaného obvodu s veľkou plochou musia byť tiež pripojené s obtokovými a vyhladzovacími kondenzátormi.

137

Návrh obvodu

Kritériá nesúladu impedancie pre výber filtra: Pre zdroje šumu s nízkou impedanciou musí mať filter vysokú impedanciu (veľká sériová indukčnosť); pre zdroje šumu s vysokou impedanciou musí mať filter nízku impedanciu (veľká paralelná kapacita).

138

Návrh obvodu

Kryt kondenzátora, pomocné svorky, kladný a záporný pól a dosky plošných spojov musia byť úplne izolované.

139

Návrh obvodu

Konektor filtra musí byť dobre uzemnený a filter s kovovým plášťom používa povrchové uzemnenie.

140

Návrh obvodu

Všetky piny konektora filtra musia byť filtrované

141

Návrh obvodu

Pri návrhu elektromagnetickej kompatibility digitálnych obvodov by sa namiesto opakovacej frekvencie digitálnych impulzov mala brať do úvahy šírka pásma určená stúpajúcou a klesajúcou hranou digitálnych impulzov. Šírka pásma štvorcového digitálneho signálu na doske plošných spojov je nastavená na 1/πtr a zvyčajne sa berie do úvahy desaťnásobok tejto šírky pásma.

142

Návrh obvodu

Použite RS spúšť ako vyrovnávaciu pamäť medzi ovládacím tlačidlom zariadenia a elektronickým obvodom zariadenia

143

Návrh obvodu

Zníženie vstupnej impedancie citlivých vedení účinne znižuje možnosť zavedenia rušenia.

144

Dizajn obvodov

LC filter Medzi napájacím zdrojom s nízkou výstupnou impedanciou a digitálnym obvodom s vysokou impedanciou je potrebný LC filter na zabezpečenie impedančného prispôsobenia slučky.

145

Dizajn obvodov

LC filter Medzi napájacím zdrojom s nízkou výstupnou impedanciou a digitálnym obvodom s vysokou impedanciou je potrebný LC filter na zabezpečenie impedančného prispôsobenia slučky.

145

Dizajn obvodov

Obvod kalibrácie napätia: Na vstupnom a výstupnom konci by sa mali pridať oddeľovacie kondenzátory (napríklad 0.1 μF) a hodnota výberu obtokového kondenzátora by mala zodpovedať štandardu 10 μF/A.

146

Návrh obvodu

Zakončenie signálu: Impedančné prispôsobenie medzi zdrojom a cieľom vysokofrekvenčného obvodu je veľmi dôležité. Nesprávne prispôsobenie spôsobí spätnú väzbu signálu a tlmené kmitanie. Nadmerná vysokofrekvenčná energia spôsobí problémy s elektromagnetickým rušením. V tomto prípade je potrebné zvážiť použitie zakončenia signálu.
Ukončenie signálu má nasledujúce typy: sériové/zdrojové ukončenie, paralelné ukončenie,
RC zakončenie, Theveninovo zakončenie a diódové zakončenie.

147

Dizajn obvodov

Obvod MCU:
I/O piny: Nepoužité I/O piny by mali byť pripojené k pinom s vysokou impedanciou, aby sa znížil napájací prúd. A aby sa predišlo unášaniu napätia.
Pin IRQ: Mali by existovať opatrenia na zabránenie elektrostatického výboja na pine IRQ. Napríklad použite obojsmerné diódy, transorbové tranzistory alebo varistory na báze oxidu kovu.
Resetovací pin: Resetovací pin by mal mať časové oneskorenie. Aby sa zabránilo resetu MCU na začiatku zapínania.
Oscilátor: Za podmienky splnenia požiadaviek platí, že čím nižšia je frekvencia hodinových oscilácií používaná MCU, tým lepšie.
Umiestnite obvod hodín, kalibračný obvod a oddeľovací obvod blízko mikrokontroléra (MCU).

148

Návrh obvodu

Pre malé integrované obvody s menej ako 10 výstupmi, ak je prevádzková frekvencia ≤ 50 MHz, by mal byť pripojený aspoň jeden filtračný kondenzátor s kapacitou 0.1 uF. Ak je prevádzková frekvencia ≥ 50 MHz, každý napájací pin je vybavený filtračným kondenzátorom s kapacitou 0.1 uF.

149

Dizajn obvodov

Pre stredné a veľké integrované obvody je každý napájací pin vybavený filtračným kondenzátorom s kapacitou 0.1 uF. Pre obvody s veľkou redundanciou napájacích pinov je možné počet kondenzátorov vypočítať aj podľa počtu výstupných pinov a na každých 0.1 výstupov je vybavený filtračný kondenzátor s kapacitou 5 uF.

150

Návrh obvodu

V oblastiach bez aktívnych zariadení sa na každých 0.1 cm² pripojí aspoň jeden filtračný kondenzátor s kapacitou 6 uF.

151

Návrh obvodu

Pre obvody s ultravysokými frekvenciami je každý napájací pin vybavený filtračným kondenzátorom s kapacitou 1000 pf. Pre obvody s veľkou redundanciou napájacích pinov je možné počet zodpovedajúcich kondenzátorov vypočítať aj podľa počtu výstupných pinov, pričom na každých 1000 výstupov je potrebný filtračný kondenzátor s kapacitou 5 pf.

152

Návrh obvodu

Vysokofrekvenčné kondenzátory by mali byť čo najbližšie k napájacím pinom obvodu integrovaného obvodu.

153

Návrh obvodu

Na každých 0.1 vysokofrekvenčných filtračných kondenzátorov je pripojený aspoň jeden filtračný kondenzátor s kapacitou 5 uF;

154

Návrh obvodu

Na každých 47 x 5 uF sú pripojené najmenej dva nízkofrekvenčné filtračné kondenzátory s kapacitou 10 uF;

155

Návrh obvodu

Na každých 220 cm² by mal byť pripojený aspoň jeden nízkofrekvenčný filtračný kondenzátor s kapacitou 470 uF alebo 100 uF;

156

Návrh obvodu

Okolo každej zásuvky modulu by mali byť nakonfigurované aspoň dva kondenzátory s kapacitou 220 uF alebo 470 uF. Ak to priestor dovoľuje, počet kondenzátorov by sa mal primerane zvýšiť;

157

Návrh obvodu

Kritériá izolácie impulzov a transformátora: Impulzná sieť a transformátor musia byť izolované. Transformátor môže byť pripojený iba k oddeľovacej impulznej sieti a spojovacie vedenie je čo najkratšie.

158

Dizajn obvodov

Počas procesu otvárania a zatvárania spínačov a zatváračov je možné na zabránenie rušenia oblúkom pripojiť jednoduché RC siete a indukčné siete a k týmto obvodom pridať vysokoodporový usmerňovač alebo zaťažovací rezistor. Ak to nefunguje, vstupné a výstupné vodiče je možné tieniť. Okrem toho je možné k týmto obvodom pripojiť priechodné kondenzátory.

159

Návrh obvodu

Funkcie oddeľovacích a filtračných kondenzátorov sa musia analyzovať podľa ekvivalentnej schémy zapojenia pre vysoké frekvencie.

160

Návrh obvodu

Na prívode napájania každej funkčnej dosky by sa mali použiť vhodné filtračné obvody, aby sa čo najviac odfiltroval diferenciálny a súzvukový šum. Uzemnenie pre odvod šumu by malo byť oddelené od pracovného uzemnenia, najmä od signálového uzemnenia, a možno zvážiť aj ochranné uzemnenie; na vstupnom konci integrovaného obvodu by mali byť umiestnené oddeľovacie kondenzátory, aby sa zlepšila odolnosť voči rušeniu.

161

Návrh obvodu

Jasne definujte najvyššiu prevádzkovú frekvenciu každej dosky a prijmite potrebné tieniace opatrenia pre zariadenia alebo komponenty s prevádzkovými frekvenciami nad 160 MHz (alebo 200 MHz), aby ste znížili ich úroveň rušenia žiarením a zlepšili ich schopnosť odolávať rušeniu žiarením.

162

Návrh obvodu

Ak je to možné, pridajte RC oddelenie na vstupe riadiaceho vedenia (na doske plošných spojov), aby ste eliminovali možné rušivé faktory počas prenosu.

163

Návrh obvodu

Použite spúšť RS ako vyrovnávaciu pamäť medzi tlačidlom a elektronickým obvodom

164

Návrh obvodu

V sekundárnom usmerňovacom obvode použite diódy s rýchlou regeneráciou alebo paralelne s diódou zapojte polyesterové filmové kondenzátory.

165

Návrh obvodu

„Orezávanie“ priebehov spínania tranzistorov

166

Návrh obvodu

Zníženie vstupnej impedancie citlivých vedení

167

Návrh obvodu

Ak je to možné, použite ako vstup v citlivých obvodoch vyvážené vedenia a na prekonanie rušenia zdrojov rušenia na citlivých vedeniach využite inherentnú schopnosť potlačenia spoločného režimu vyvážených liniek.

168

Návrh obvodu

Priame uzemnenie záťaže nie je vhodné

169

Návrh obvodu

Upozorňujeme, že medzi napájací zdroj a zem v blízkosti integrovaného obvodu by sa mali pridať oddeľovacie kondenzátory (zvyčajne 104).

170

Návrh obvodu

Ak je to možné, použite ako vstup pre citlivé obvody vyvážený kábel a vyvážený kábel nie je uzemnený.

171

Návrh obvodu

Pridajte do cievky relé voľnobežnú diódu, aby ste eliminovali rušenie spätnej elektromotorickej sily generované pri odpojení cievky. Pridanie iba jednej voľnobežnej diódy oneskorí čas odpojenia relé. Po pridaní diódy regulátora napätia môže relé pracovať viackrát za jednotku času.

172

Návrh obvodu

Obvod na potlačenie iskier (zvyčajne sériový obvod RC, odpor sa zvyčajne volí od niekoľkých K do desiatok K, kondenzátor sa volí od 0.01 uF) je pripojený na oba konce kontaktu relé, aby sa znížil vplyv elektrických iskier.

173

Návrh obvodu

Pridajte k motoru filtračný obvod a uistite sa, že vodiče kondenzátora a induktora sú čo najkratšie.

174

Návrh obvodu

Každý integrovaný obvod na doske plošných spojov by mal byť paralelne zapojený s vysokofrekvenčným kondenzátorom s kapacitou 0.01 μF až 0.1 μF, aby sa znížil vplyv integrovaného obvodu na napájanie. Dbajte na zapojenie vysokofrekvenčných kondenzátorov. Pripojenie by malo byť blízko konca napájania a čo najhrubšie a najkratšie. V opačnom prípade by sa zvýšil ekvivalentný sériový odpor kondenzátora, čo by ovplyvnilo efekt filtrovania.

175

Návrh obvodu

RC obvod na potlačenie je pripojený na oba konce tyristora, aby sa znížil šum generovaný tyristorom (tento šum môže v prípade závažného poškodenia tyristor poškodiť).

176

Návrh obvodu

Mnohé mikrokontroléry sú veľmi citlivé na šum napájacieho zdroja. Na zníženie rušenia mikrokontroléra šumom napájacieho zdroja je potrebné k napájaciemu zdroju mikrokontroléra pridať filtračný obvod alebo regulátor napätia. Napríklad filtračný obvod v tvare π je možné vytvoriť pomocou magnetických guľôčok a kondenzátorov. Samozrejme, ak nie sú podmienky vysoké, namiesto magnetických guľôčok je možné použiť aj rezistory s odporom 100 Ω.

177

Návrh obvodu

Ak sa I/O port mikrokontroléra používa na riadenie šumových zariadení, ako sú motory, mala by sa medzi I/O port a zdroj šumu pridať izolácia (pridať π-tvarovaný filtračný obvod). Na riadenie šumových zariadení, ako sú motory, by sa mala medzi I/O port a zdroj šumu pridať izolácia (pridať π-tvarovaný filtračný obvod).

178

Návrh obvodu

Použitie komponentov proti rušeniu, ako sú magnetické korálky, magnetické krúžky, filtre napájacích zdrojov a tieniace kryty na kľúčových miestach, ako sú vstupno-výstupné porty mikrokontroléra, elektrické vedenia a pripojovacie vedenia dosiek plošných spojov, môže výrazne zlepšiť odolnosť obvodu proti rušeniu.

179

Návrh obvodu

Nečinné I/O porty mikrokontroléra nenechávajte voľne pripojené, ale pripojte ich k zemi alebo napájaniu. Nečinné svorky ostatných integrovaných obvodov sú pripojené k zemi alebo napájaniu bez zmeny systémovej logiky.

180

Návrh obvodu

Použitie obvodov na monitorovanie napájania a strážnych obvodov pre mikrokontroléry, ako napríklad: IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045 atď., môže výrazne zlepšiť odolnosť celého obvodu proti rušeniu.

181

Návrh obvodu

Za predpokladu, že rýchlosť dokáže splniť požiadavky, skúste znížiť kryštálový oscilátor mikrokontroléra a zvoliť nízkorýchlostný digitálny obvod.

182

Návrh obvodu

Ak je to možné, pridajte na rozhranie dosky plošných spojov RC dolnopriepustné filtre alebo komponenty na potlačenie EMI (ako sú magnetické korálky, signálne filtre atď.), aby ste eliminovali rušenie z pripojovacích vodičov; dávajte však pozor, aby ste neovplyvnili prenos užitočných signálov.

183

Návrh obvodu

Pri zapojení hodinového výstupu nepoužívajte priame sériové pripojenie k viacerým komponentom (tzv. reťazové zapojenie); namiesto toho poskytnite hodinové signály priamo viacerým ďalším komponentom cez vyrovnávaciu pamäť.

184

Dizajn obvodov

Predĺžte okraj membránovej klávesnice o 12 mm za kovovú čiaru alebo použite plastové výrezy na zväčšenie dĺžky dráhy.  

185

Dizajn obvodov

V blízkosti konektora pripojte signál na konektore k uzemneniu šasi konektora pomocou LC alebo guľôčkového kondenzátorového filtra.

186

Dizajn obvodov

Pridajte magnetickú guľôčku medzi uzemnenie šasi a spoločné uzemnenie obvodu.

187

Dizajn obvodov

Systém distribúcie energie vo vnútri elektronického zariadenia je hlavným cieľom indukčnej väzby ESD. Opatrenia proti ESD pre systém distribúcie energie sú: 1 Pevne stočte napájací kábel a príslušný spätný kábel k sebe; 2 Umiestnite magnetickú guľôčku na miesto, kde každý napájací kábel vstupuje do elektronického zariadenia; 3 Umiestnite potlačovač prechodových prúdov, varistor na báze kovového oxidu (MOV) alebo 1kV vysokofrekvenčný kondenzátor medzi každý napájací pin a uzemnenie šasi elektronického zariadenia; 4 Najlepšie je umiestniť na dosku plošných spojov samostatnú napájaciu a uzemňovaciu rovinu alebo hustú napájaciu a uzemňovaciu mriežku a použiť veľký počet obtokových a oddeľovacích kondenzátorov.

188

Dizajn obvodov

Na prijímacom konci umiestnite rezistory a magnetické korálky sériovo. V prípade káblových ovládačov, ktoré sú ľahko vystavené elektrostatickej výboji, môžete rezistory alebo magnetické korálky umiestniť sériovo aj na budiacom konci.  

189

Dizajn obvodov

Na prijímaciu stranu umiestnite ochranu proti prepätiu. 1 Na pripojenie k uzemneniu šasi použite krátke a hrubé vodiče (menej ako 5-násobok šírky, najlepšie menej ako 3-násobok šírky). 2 Signálové a uzemňovacie vodiče vychádzajúce z konektora by mali byť priamo pripojené k ochrane proti prepätiu pred pripojením k iným častiam obvodu.

190

Dizajn obvodov

Filtračné kondenzátory umiestnite ku konektoru alebo do 25 mm (1.0 palca) od prijímacieho obvodu. 1 Na pripojenie k uzemneniu šasi alebo k uzemneniu prijímacieho obvodu použite krátke a hrubé vodiče (menej ako 5-násobok šírky, najlepšie menej ako 3-násobok šírky). 2 Signálové a uzemňovacie vodiče by mali byť najprv pripojené ku kondenzátorom a potom k prijímaciemu obvodu.

191

Púzdro

Na kovovom šasi je maximálny priemer otvoru ≤λ/20, kde λ je vlnová dĺžka elektromagnetickej vlny s najvyššou frekvenciou vo vnútri a mimo stroja; nekovové šasi sa z hľadiska návrhu elektromagnetickej kompatibility považujú za nechránené.

192

puzdro

Tienenie má najmenší počet spojov; v spojoch tienenia má metóda viacbodového pružinového tlakového kontaktu dobrú elektrickú kontinuitu; vetrací otvor D <3 mm, tento otvor môže účinne zabrániť veľkému elektromagnetickému úniku alebo vstupu; otvor tienenia (napríklad vetrací otvor) je blokovaný jemnou medenou sieťkou alebo inými vhodnými vodivými materiálmi; ak je potrebné kovovú sieťku vetracieho otvoru často odstraňovať, môže byť upevnená okolo otvoru skrutkami alebo maticami, ale rozstup skrutiek je <25 mm, aby sa zachoval nepretržitý kontakt s vedením.

193

puzdro

Pri f > 1 MHz akékoľvek kovové tienenie s hrúbkou 0.5 mm zníži intenzitu poľa o 99 %; pri f > 10 MHz zníži medené tienenie s hrúbkou 0.1 mm intenzitu poľa o viac ako 99 %; pri f > 100 MHz je medená alebo strieborná vrstva na povrchu izolátora dobrým tienením. Treba však poznamenať, že pri plastových puzdrách, keď sa kovový povlak nanáša striekaním dovnútra, domáci proces striekania nie je na štandardnej úrovni, efekt kontinuálnej vodivosti medzi časticami povlaku nie je dobrý a vodivá impedancia je veľká. Negatívne účinky zlyhania striekania by sa mali brať vážne.

194

puzdro

Uzemnenie celého stroja nie je potiahnuté izolačnou farbou. Je potrebné zabezpečiť spoľahlivý kovový kontakt so uzemňovacím káblom, aby sa predišlo nesprávnemu spoliehaniu sa výlučne na závity skrutiek pre uzemnenie.

195

puzdro

Vytvorte dokonalú tieniacu štruktúru s uzemneným kovovým tieniacim plášťom, ktorý dokáže uvoľniť výbojový prúd do zeme.

196

puzdro

Vytvorte prostredie odolné voči elektrostatickému výboju s prierazným napätím 20 kV; účinné sú ochranné opatrenia zvýšením vzdialenosti.

197

puzdro

Akýkoľvek bod prístupný používateľovi a operátorovi vrátane švov, vetracích otvorov a montážnych otvorov, prístupný neuzemnený kov, ako sú upevňovacie prvky, spínače, páky a indikátory s dĺžkou dráhy väčšou ako 20 mm medzi elektronickým zariadením a nasledujúcimi:

198

puzdro

Na zakrytie spojov a montážnych otvorov vo vnútri šasi použite mylarovú pásku. Tým sa predĺžia okraje spojov/prechodov a zväčší sa dĺžka dráhy.  

199

puzdro

Na zakrytie nepoužívaných alebo zriedka používaných konektorov použite kovové krytky alebo tienené plastové krytky proti prachu.

200

puzdro

Používajte prepínače a joysticky s plastovými hriadeľmi alebo na ne nasaďte plastové rukoväte/kryty, aby ste predĺžili dráhu. Vyhnite sa rukovätiam s kovovými nastavovacími skrutkami.

201

puzdro

Namontujte LED diódy a iné indikátory do otvorov v zariadení a zakryte ich páskou alebo krytkami, aby ste predĺžili okraje otvorov, alebo použite káblovod na zvýšenie dĺžky trasy.  

202

puzdro

Zaoblite hrany a rohy kovových častí, ktoré umiestňujú chladiče v blízkosti spojov šasi, vetracích otvorov alebo montážnych otvorov.

203

puzdro

V plastových puzdrách by kovové upevňovacie prvky v blízkosti elektronických zariadení alebo neuzemnené by nemali vyčnievať z puzdra.  

204

puzdro

Vysoké nožičky, ktoré držia zariadenie mimo stola alebo podlahy, môžu vyriešiť problém nepriameho prepojenia ESD zo stola/podlahy alebo horizontálneho spojovacieho povrchu.

205

puzdro

Naneste lepidlo alebo tmel okolo vrstvy obvodu membránovej klávesnice.  

206

puzdro

Pokyny pre ochranu spojov a hrán skrine: Spoje a hrany sú kritické. Na spojoch tela skrine by sa mal použiť vysokotlakový silikón alebo tesnenia na dosiahnutie utesnenia, ochrany proti elektrostatickej výboji (ESD) a odolnosti voči vode a prachu.

207

Podvozok

Neuzemnené šasi by malo mať prierazné napätie najmenej 20 kV (pravidlá A1 až A9); v prípade uzemnených šasi musí mať elektronické zariadenie prierazné napätie najmenej 1500 V, aby sa zabránilo sekundárnemu oblúku, a dĺžka dráhy musí byť väčšia alebo rovná 2.2 mm.

208

Príloha

Kryt je vyrobený z nasledujúcich tieniacich materiálov: plech; polyesterová fólia/medený alebo polyesterová fólia/hliníkový laminát; tepelne tvarovaná kovová sieťovina so zvarovými spojmi; tepelne tvarovaná metalizovaná vláknitá rohož (netkaná) alebo tkanina (tkaná); strieborný, medený alebo niklový povlak; zinkové oblúkové striekanie; vákuová metalizácia; bezprúdové pokovovanie; vodivý výplňový materiál pridaný do plastu;

209

Príloha

Kritériá odolnosti tieniaceho materiálu voči elektrochemickej korózii: Potenciál medzi časťami, ktoré sú navzájom v kontakte (EMF), musí byť <0.75 V. V slanom a vlhkom prostredí musí byť vzájomný potenciál <0.25 V. Veľkosť anódovej (kladnej) časti by mala byť väčšia ako katódovej (zápornej) časti.

210

puzdro

Na prekrytie v mieste švu použite ochranný materiál s viac ako 5-násobkom šírky medzery.

211

puzdro

Elektrické spojenia medzi tienením a skrinkou sa vykonávajú v intervaloch 20 mm (0.8 palca) zváraním, spojovacími prvkami atď.  

212

puzdro

Premosťte medzeru tesnením, odstráňte štrbinu a vytvorte vodivú cestu medzi medzerami.

213

puzdro

V tieniacich materiáloch sa vyhýbajte rovným rohom a nadmerne veľkým ohybom.  

214

puzdro

Otvor ≤ 20 mm a dĺžka drážky ≤ 20 mm. Za rovnakých podmienok plochy otvoru sa uprednostňuje otváranie otvorov pred drážkami.

215

puzdro

Ak je to možné, použite niekoľko malých otvorov namiesto jedného veľkého s čo najväčšími rozostupmi medzi nimi.

216

puzdro

V prípade uzemneného zariadenia pripojte tienenie k uzemneniu šasi v mieste vstupu konektora; v prípade neuzemneného (dvojito izolovaného) zariadenia pripojte tienenie k spoločnému uzemneniu obvodu v blízkosti spínača.

217

Podvozok

Umiestnite bod vstupu kábla čo najbližšie k stredu panela, a nie blízko okraja alebo rohu.  

218

Podvozok

Zarovnajte drážky v tienení rovnobežne so smerom toku elektrostatického výboja, nie kolmo naň.

219

puzdro

Na zabezpečenie ďalších uzemňovacích bodov použite plech s kovovými konzolami pri montážnych otvoroch alebo na izoláciu a odizolovanie použite plastové konzoly.

220

puzdro

Nainštalujte lokálne tieniace zariadenia na ovládací panel a klávesnicu na plastovom šasi, aby ste predišli elektrostatickému výboju: 

221

puzdro

Umiestnenie napájacieho konektora a konektora vedúceho von by malo byť pripojené k uzemneniu šasi alebo k spoločnému uzemneniu obvodu.

222

Príloha

V plastoch použite lamináty z polyesterovej fólie/mede alebo polyesterovej fólie/hliníka, alebo použite vodivé nátery alebo vodivé plnivá.

223

Príloha

Na hliník použite tenký vodivý chróm alebo chrómový povlak, ale nepoužívajte eloxovanie.

224

puzdro

V plastoch používajte vodivý prídavný materiál. Upozorňujeme, že odliatky majú často na povrchu živicu, čo sťažuje dosiahnutie spojenia s nízkym odporom.  

225

puzdro

Na oceľ použite tenký vodivý chrómový povlak.

226

Podvozok

Namiesto spoliehania sa na skrutky pri spájaní kovových častí zabezpečte priamy kontakt čistých kovových povrchov.  

227

Podvozok

Pripojte displej k krytu šasi pomocou tieniaceho povlaku (oxid india a cínu, oxid india, oxid cínu atď.) po celom obvode.

228

puzdro

Zabezpečte antistatickú (slabo vodivú) cestu k zemi na miestach, ktorých sa obsluha často dotýka, napríklad medzerník na klávesnici.  

229

puzdro

Sťažte obsluhe dosah oblúka k okraju alebo rohu kovového plechu. Oblúkový výboj v týchto bodoch spôsobí viac nepriamych účinkov ESD ako oblúkový výboj v strede kovového plechu.  

230

iní

Pokyny pre ochranu tienenia vitrín: 1 Nainštalujte ochranné okná tienenia; 2 Vonkajšia časť obvodu je pripojená k obvodu vo vnútri stroja cez filtračné zariadenie.

231

iní

Kľúčové kritériá ochrany okien:

232

Výber zariadenia

Kondenzátory by mali byť čipové kondenzátory s malou indukčnosťou vývodov.

233

Výber zariadenia

Stabilný obtokový kondenzátor napájania, vyberte elektrolytický kondenzátor

234

Výber zariadenia

Kondenzátory AC väzby a akumulácie náboja si vyberajú polytetrafluóretylénové kondenzátory alebo iné polyesterové (polypropylénové, polystyrénové atď.) kondenzátory.

235

Výber zariadenia

Monolitické keramické kondenzátory na oddelenie vysokofrekvenčných obvodov

236

Výber zariadenia

Kritériá pre výber kondenzátora sú:
Kondenzátor s čo najnižším ESR;
Čo najvyššia hodnota rezonančnej frekvencie kondenzátora;

237

Výber zariadenia

Hliníkové elektrolytické kondenzátory by sa mali vyhnúť v nasledujúcich situáciách:
a. Vysoká teplota (teplota presahuje maximálnu prevádzkovú teplotu)
b. Nadprúd (prúd prekračuje menovitý zvlnivý prúd). Keď zvlnivý prúd prekročí menovitú hodnotu, teleso kondenzátora sa prehreje, kapacita sa zníži a životnosť sa skráti.
c. Prepätie (napätie prekračuje menovité napätie). Keď je napätie privedené na kondenzátor vyššie ako menovité pracovné napätie, zvodový prúd kondenzátora sa zvýši a jeho elektrické vlastnosti sa v krátkom čase zhoršia, až kým sa nepoškodí.
d. Pripojenie spätného napätia alebo striedavého napätia. Keď je hliníkový elektrolytický kondenzátor pripojený k obvodu s opačnou polaritou, spôsobí skrat elektronického obvodu a výsledný prúd spôsobí jeho poškodenie. Ak existuje možnosť pripojenia kladného napätia na záporný pól v obvode, vyberte nepolárne zariadenie.
e. Pri použití v obvodoch, ktoré sa opakovane a rýchlo nabíjajú a vybíjajú, keď sa na rýchle nabíjanie používajú konvenčné kondenzátory, ich životnosť sa môže skrátiť v dôsledku zníženia kapacity, prudkého nárastu teploty atď.

238

Výber zariadenia

Konektory filtrov sú potrebné iba na tienených šasi

239

Výber zariadenia

Pri výbere filtračných konektorov by sa okrem faktorov, ktoré treba zvážiť pri výbere bežných konektorov, mala zvážiť aj medzná frekvencia filtra. Ak sú frekvencie signálov prenášaných cez jadrá konektora odlišné, medzná frekvencia by sa mala určiť na základe signálu s najvyššou frekvenciou.

240

Výber zariadenia

Odporúča sa čo najviac povrchovo montovať balenie

241

Výber zariadenia

Uhlíková fólia je prvou voľbou pri výbere rezistora, nasledovaná kovovou fóliou. Ak je z dôvodov napájania potrebné vinutie drôtom, je potrebné zvážiť jeho indukčný vplyv.

242

Výber zariadenia

Pri výbere kondenzátorov je potrebné poznamenať, že hliníkové elektrolytické kondenzátory a tantalové elektrolytické kondenzátory sú vhodné pre nízkofrekvenčné terminály; keramické kondenzátory sú vhodné pre strednofrekvenčný rozsah (od kHz do MHz); keramické a sľudové kondenzátory sú vhodné pre veľmi vysoké frekvencie a mikrovlnné obvody; snažte sa používať kondenzátory s nízkym ESR (ekvivalentný sériový odpor).

243

Výber zariadenia

Obtokové kondenzátory by mali byť elektrolytické kondenzátory s kapacitou 10-470PF, najmä v závislosti od prechodového prúdu na doske plošných spojov.

244

Výber zariadenia

Oddeľovacie kondenzátory by mali byť keramické kondenzátory s kapacitou 1/100 alebo 1/1000 obtokového kondenzátora. Závisí to od času nábehu a času poklesu najrýchlejšieho signálu. Napríklad 10 nF pre 100 MHz, 4.7 – 100 nF pre 33 MHz a hodnota ESR menšia ako 1 ohm.
Na oddelenie nad 50 MHz sa používa NPO (dielektrikum s titaničitanom strontnatým) a na oddelenie pri nízkych frekvenciách sa používa Z5U (titaničitan bárnatý). Pre paralelné oddelenie je najlepšie zvoliť kondenzátory s rozdielom dvoch rádov.

245

Výber zariadenia

Pri výbere induktorov je uzavretá slučka lepšia ako otvorená slučka a v prípade otvorenej slučky je typ vinutia lepší ako tyčový alebo solenoidový typ. Pre nízke frekvencie zvoľte feromagnetické jadro a pre vysoké frekvencie feritové jadro.

246

Výber zariadenia

Feritové korálky, útlm vysokých frekvencií 10 dB

247

Výber zariadenia

Feritové svorky MHz frekvenčný rozsah common mode (CM), diferenciálny mode (DM) útlm až 10-20dB

248

Výber zariadenia

Výber diódy:
Schottkyho dióda: pre rýchle prechodové signály a ochranu pred špičkami;
Zenerova dióda: na ochranu pred ESD (elektrostatickým výbojom); ochrana pred prepätím; ochrana signálu s nízkou kapacitou a vysokou prenosovou rýchlosťou
Dióda na potlačenie prechodového napätia (TVS): ochrana pred prechodovým vysokým napätím budenia ESD, redukcia prechodových impulzov
Variorezistivná dióda: ochrana ESD; ochrana pred vysokým napätím a vysokými prechodovými cyklami

249

Výber zariadenia

Integrované obvody:
Výber CMOS zariadení, najmä vysokorýchlostných zariadení, má dynamické požiadavky na výkon a je potrebné prijať oddeľovacie opatrenia, aby sa splnili ich okamžité požiadavky na výkon.
Vo vysokofrekvenčnom prostredí budú piny tvoriť indukčnosť približne 1 nH/1 mm a koniec pinu bude mať tiež malý kapacitný efekt spätne, približne 4 pF. Zariadenia na povrchovú montáž sú prospešné z hľadiska EMI, s parazitnou indukčnosťou a kapacitou 0.5 nH a 0.5 pF.
Radiálne kolíky sú lepšie ako axiálne rovnobežné kolíky;
Zmiešané obvody TTL a CMOS budú generovať harmonické kmity hodín, užitočných signálov a napájacích zdrojov kvôli rôznym časom držania spínačov, preto je najlepšie zvoliť logické obvody rovnakej série.
Nepoužité piny CMOS zariadenia by mali byť pripojené k zemi alebo napájaniu cez sériové rezistory.

250

Výber zariadenia

Menovitá hodnota prúdu filtra je 1.5-násobok skutočnej hodnoty pracovného prúdu.

251

Výber zariadenia

Výber filtra napájacieho zdroja: Podľa teoretických výpočtov alebo výsledkov testov by mal filter napájacieho zdroja dosiahnuť hodnotu vloženého útlmu IL. Pri skutočnom výbere by sa mal zvoliť filter napájacieho zdroja so vloženým útlmom IL+20dB.

252

Výber zariadenia

AC filtre a prítokové filtre nie je možné v skutočných produktoch používať zameniteľne. V dočasných prototypoch možno AC filtre použiť na dočasnú náhradu DC filtrov; DC filtre sa však nesmú používať v situáciách so striedavým prúdom. Medzná frekvencia DC filtra voči kapacite uzemnenia je nízka a striedavý prúd na ňom spôsobí veľké straty.

253

Výber zariadenia

Nepoužívajte zariadenia citlivé na elektrostatický náboj. Elektrostatická citlivosť vybraného zariadenia je vo všeobecnosti najmenej 2000 V. V opačnom prípade starostlivo zvážte a navrhnite antistatické metódy. Z hľadiska konštrukcie je potrebné dosiahnuť dobré uzemnenie a prijať potrebné izolačné alebo tieniace opatrenia na zlepšenie antistatickej schopnosti celého stroja.

254

Výber zariadenia

V prípade tieneného krúteného páru prúdi signálový prúd po dvoch vnútorných vodičoch a šumový prúd prúdi v tieniacej vrstve, čím sa eliminuje väzba spoločnej impedancie a akékoľvek rušenie bude snímané na oboch vodičoch súčasne, čo spôsobí, že sa šum navzájom vyruší.

255

Výber zariadenia

Netienené krútené dvojlinky majú horšiu schopnosť odolávať elektrostatickej väzbe. Stále však majú dobrý účinok v prevencii indukcie magnetického poľa. Tieniaci účinok netienených krútených dvojliniek je úmerný počtu zákrutov na jednotku dĺžky vodiča.

256

Výber zariadenia

Koaxiálny kábel má rovnomernejšiu charakteristickú impedanciu a nižšie straty, vďaka čomu má lepšie vlastnosti od jednosmerného prúdu po VHF.

257

Výber zariadenia

Nepoužívajte vysokorýchlostné logické obvody tam, kde sa im dá vyhnúť.

258

Výber zariadenia

Pri výbere logických obvodov sa snažte vybrať obvody s dobou nábehu dlhšou ako 5 ns a nevyberajte logické obvody, ktoré sú rýchlejšie ako časovanie požadované obvodom.

259

systém

Keď je viacero zariadení zapojených ako elektrický systém, aby sa eliminovalo rušenie spôsobené napájaním zemnej slučky, na izoláciu sa používajú izolačné transformátory, neutralizačné transformátory, optočleny a vstupy spoločného režimu diferenciálneho zosilňovača.

260

systém

Identifikácia rušivých zariadení a rušivých obvodov: V stave štart-stop alebo chodu sú zariadenia alebo obvody s veľkou rýchlosťou zmeny napätia dV/dt a rýchlosťou zmeny prúdu di/dt rušivými zariadeniami alebo rušivými obvodmi.

261

systém

Medzi obvod membránovej klávesnice a susedný obvod oproti nemu umiestnite uzemnenú vodivú vrstvu.

262

Káble a konektory

Kritériá izolácie zapojenia a rozloženia dosky plošných spojov: izolácia silného a slabého prúdu, izolácia veľkého a malého napätia, izolácia vysokých a nízkych frekvencií, izolácia vstupov a výstupov, izolácia digitálnych analógov, izolácia vstupov a výstupov, hraničný štandard je rádovo odlišný. Metódy izolácie zahŕňajú: tienenie, jedno alebo všetky nezávislé tienenie, priestorové oddelenie a oddelenie zeme.

263

Káble a konektory

Netienený plochý kábel. Najlepšou metódou zapojenia je striedanie signálnych a uzemňovacích vodičov. Horšou metódou je použiť jeden uzemňovací vodič, dva signálne vodiče a potom jeden uzemňovací vodič atď., alebo použiť špeciálnu uzemňovaciu dosku.

264

Káble a konektory

Pokyny pre tienenie signálnych káblov: 1 Pre silný prenos rušivého signálu použite krútenú dvojlinku alebo vyhradenú vonkajšiu tienenú krútenú dvojlinku. 2 Pre vedenia jednosmerného prúdu by sa mali používať tienené vodiče; 3 Pre vedenia striedavého prúdu by sa mali používať krútené vodiče; 4 Všetky signálne/elektrické vedenia vstupujúce do tienenej oblasti musia byť filtrované. 5 Oba konce všetkých tienených vodičov (plášťov) by mali mať dobrý kontakt so zemou. Pokiaľ nevznikne škodlivá uzemňovacia slučka, všetky tienenia káblov by mali byť uzemnené na oboch koncoch. Pri veľmi dlhých kábloch by mal byť uzemňovací bod aj v strede. 6 V citlivých nízkoúrovňových obvodoch by mal mať každý obvod svoj vlastný izolovaný a tienený uzemňovací vodič, aby sa eliminovalo možné rušenie v uzemňovacej slučke.

265

Káble a konektory

Princíp tieneného vodiča blízko kovovej spodnej dosky: Všetky tienené káble by mali byť umiestnené blízko kovovej dosky, aby sa zabránilo prechodu magnetického poľa cez slučku tvorenú kovovou podlahou a plášťom tieniaceho vodiča.

266

Káble a konektory

Zástrčky plošných spojov by mali byť tiež vybavené väčším počtom vodičov s nulovým napätím ako izoláciou vedenia.

267

Káble a konektory

Najlepším spôsobom, ako znížiť plochu slučky rušenia a citlivých obvodov, je použitie krútených dvojliniek a tienených vodičov.

268

Káble a konektory

Krútený pár je veľmi účinný pri frekvenciách nižších ako 100 kHz a pri vysokých frekvenciách je obmedzený kvôli nerovnomernej charakteristickej impedancii a výslednému odrazu tvaru vlny.

Hlavným účelom je zabrániť vzájomnému rušeniu medzi modulmi s rôznymi prevádzkovými frekvenciami a čo najviac skrátiť dĺžku zapojenia vysokofrekvenčnej časti. Pre hybridné obvody existuje aj metóda usporiadania analógových a digitálnych obvodov na oboch stranách dosky plošných spojov, pričom sa na zapojenie použijú rôzne vrstvy a na ich izoláciu sa použijú uzemňovacie vrstvy v strede.

Pridať komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Povinné položky sú označené *