Контрольний список для перевірки макета друкованої плати

Номер

Класифікація за частинами

Зміст технічної специфікації

1

Розводка та компонування друкованої плати

Критерії ізоляції монтажу та підключення друкованої плати: ізоляція сильного та слабкого струму, ізоляція великої та малої напруги, ізоляція високої та низької частоти, ізоляція входу та виходу, цифрова аналогова ізоляція, ізоляція входу та виходу, стандарт межі має різницю на порядок. Методи ізоляції включають: розділення простору та розділення заземлюючого проводу.

2

Розводка та компонування друкованої плати

Кварцовий генератор повинен бути якомога ближче до мікросхеми, а проводка повинна бути товстішою

3

Розводка та компонування друкованої плати

Заземлення корпусу кварцового генератора

4

Розводка та компонування друкованої плати

Коли проводка тактової частоти виводиться через роз'єм, контакти на роз'ємі повинні бути заповнені контактами заземлення навколо контактів лінії тактової частоти.

5

Розводка та компонування друкованої плати

Нехай аналогові та цифрові схеми мають відповідно власні шляхи живлення та заземлення. Якщо можливо, слід максимально розширити шляхи живлення та заземлення цих двох частин схеми або використовувати окремі шари живлення та заземлення, щоб зменшити імпеданс контурів живлення та заземлення, а також зменшити будь-яку напругу перешкод, яка може виникати в контурах живлення та заземлення.

6

Розводка та компонування друкованої плати

Аналогове та цифрове заземлення друкованої плати, що працюють окремо, можна підключити в одній точці поблизу точки заземлення системи. Якщо напруга живлення стабільна, джерела живлення аналогової та цифрової схем можна підключити в одній точці на вході джерела живлення. Якщо напруга живлення стабільна, конденсатор ємністю 1~2 нФ підключається поблизу двох джерел живлення, щоб забезпечити шлях для зворотного струму сигналу між двома джерелами живлення.

7

Розводка та компонування друкованої плати

Якщо друкована плата вставлена ​​в материнську плату, джерело живлення та заземлення аналогової та цифрової схем материнської плати також повинні бути розділені. Аналогове та цифрове заземлення заземлюються в точці заземлення материнської плати. Джерело живлення підключається в одній точці поблизу точки заземлення системи. Якщо напруга живлення стабільна, джерело живлення аналогової та цифрової схем підключається в одній точці на вході джерела живлення. Якщо напруга живлення нестабільна, конденсатор ємністю 1~2 нФ підключається поблизу двох джерел живлення, щоб забезпечити шлях для зворотного струму сигналу між двома джерелами живлення.

8

Розводка та компонування друкованої плати

Коли змішуються високошвидкісні, середньошвидкісні та низькошвидкісні цифрові схеми, їм слід призначити різні області розташування на друкованій платі.

9

Розводка та компонування друкованої плати

Низькорівневі аналогові схеми та цифрові логічні схеми повинні бути максимально розділені

10

Розводка та компонування друкованої плати

Під час проектування багатошарової друкованої плати площина живлення повинна бути близько до площини заземлення та розташована нижче площини заземлення.

11

Розводка та компонування друкованої плати

Під час проектування багатошарової друкованої плати шар проводки повинен бути розташований поруч з усією металевою площиною.

12

Розводка та компонування друкованої плати

Під час проектування багатошарової друкованої плати розділіть цифрову та аналогову схеми та розташуйте їх на різних шарах, якщо дозволяють умови. Якщо їх необхідно розташувати на одному поверсі, це можна вирішити, викопавши траншеї, додавши лінії заземлення та розділивши їх. Аналогове та цифрове заземлення та джерела живлення повинні бути розділені та не можуть бути змішувані.

13

Розводка та компонування друкованої плати

Тактові схеми та високочастотні схеми є основними джерелами перешкод та випромінювання. Вони повинні бути розташовані окремо та подалі від чутливих схем.

14

Розводка та компонування друкованої плати

Зверніть увагу на спотворення форми сигналу під час передачі на довгі лінії

15

Розводка та компонування друкованої плати

Найкращий спосіб зменшити площу петлі джерел перешкод та чутливих схем – це використовувати виті пари та екрановані дроти, скручуючи сигнальну лінію та лінію заземлення (або струмопровідну петлю) разом, щоб мінімізувати відстань між сигнальною та заземлювальною лінією (або струмопровідною петлею).

16

Розводка та компонування друкованої плати

Збільште відстань між лініями, щоб мінімізувати взаємну індуктивність між джерелом перешкод та індукованою лінією

17

Розводка та компонування друкованої плати

Якщо можливо, розташуйте лінію джерела перешкод та індуковану лінію під прямим кутом (або близьким до прямого кута), що може значно зменшити зв'язок між двома лініями.

18

Розводка та компонування друкованої плати

Збільшення відстані між лініями – найкращий спосіб зменшити ємнісний зв'язок.

19

Розводка та компонування друкованої плати

Перед офіційним підключенням проводів, першим кроком є ​​класифікація ліній. Основний метод класифікації базується на рівні потужності, при цьому кожен рівень потужності 30 дБ поділяється на кілька груп.

20

Розводка та компонування друкованої плати

Проводи різних категорій слід об'єднувати в пучки та прокладати окремо. Проводи суміжних категорій також можна групувати разом після вжиття таких заходів, як екранування або скручування. Мінімальна відстань між класифікованими джгутами проводів становить 50~75 мм.

21

Розводка та компонування друкованої плати

Під час розташування резисторів резистори регулювання посилення та резистори зміщення (підтягуючі та понижуючі) підсилювача, схеми підтягувальних та понижувальних випрямлячів, а також схеми стабілізації напруги повинні розташовуватися якомога ближче до підсилювача, активних пристроїв, їх джерел живлення та землі, щоб зменшити їх розв'язувальні ефекти (покращити час перехідної реакції).

22

Розводка та компонування друкованої плати

Байпасні конденсатори розміщені близько до входу живлення

23

Розводка та компонування друкованої плати

Роздільні конденсатори розміщені на вході живлення. Якомога ближче до кожної мікросхеми.

24

Розводка та компонування друкованої плати

Основні характеристики імпедансу друкованої плати: визначається якістю міді та площею поперечного перерізу. Зокрема: 1 унція = 0.49 міліомів/одиниця площі
Ємність: C=EoErA/h, Eo: діелектрична проникність вільного простору, Er: діелектрична проникність підкладки друкованої плати, A: діапазон охоплення струму, h: відстань між доріжками
Індуктивність: рівномірно розподілена в проводці, приблизно 1 нГн/м
Для 10 унцій мідного дроту, що прокатується з FR0.25 товщиною 10 мм (4 міл), дріт шириною 0.5 мм і довжиною 20 мм, розташований над шаром землі, може створити імпеданс 9.8 міліом, індуктивність 20 нГн та ємність зв'язку із землею 1.66 пФ.

25

Розводка та компонування друкованої плати

Основні принципи монтажу друкованих плат: Збільшення відстані між проводами для зменшення перехресних перешкод ємнісного зв'язку; Прокладання ліній живлення та ліній заземлення паралельно для оптимізації ємності друкованої плати; Прокладання чутливих високочастотних ліній подалі від ліній живлення з високим рівнем шуму; Розширення ліній живлення та ліній заземлення для зменшення імпедансу ліній живлення та ліній заземлення;

26

Розводка та компонування друкованої плати

Розділення: Використовуйте фізичне розділення для зменшення зв'язку між різними типами сигнальних ліній, особливо лініями живлення та заземлення.

27

Розводка та компонування друкованої плати

Локальна розв'язка: Розв'яжіть локальне джерело живлення та мікросхему. Використовуйте конденсатор байпасу великої ємності між вхідним портом живлення та друкованою платою для фільтрації низькочастотних пульсацій та задоволення вимог до потужності імпульсів. Використовуйте роздільний конденсатор між джерелом живлення та землею кожної мікросхеми. Ці роздільні конденсатори повинні бути розташовані якомога ближче до контактів.

28

Розводка та компонування друкованої плати

Розділення проводів: Мінімізуйте перехресні перешкоди та шумовий зв'язок між сусідніми лініями на одному шарі друкованої плати. Використовуйте специфікацію 3W для обробки ключових сигнальних шляхів.

29

Розводка та компонування друкованої плати

Захисні та шунтуючі кола: Використовуйте двосторонні захисні заходи заземлення для ключових сигналів та переконайтеся, що обидва кінці захисного кола заземлені.

30

Розводка та компонування друкованої плати

Одношарова друкована плата: Ширина лінії заземлення повинна бути не менше 1.5 мм, а зміна ширини перемички та лінії заземлення має бути мінімальною.

31

Розводка та компонування друкованої плати

Двошарова друкована плата: Перевага надається заземленню/матричному проводу, а ширина повинна бути не більше 1.5 мм. Або ж розмістіть заземлення з одного боку, а живлення сигналу з іншого.

32

Розводка та компонування друкованої плати

Захисне кільце: Використовуйте заземлювальний провід для формування кільця, щоб охопити логіку захисту для ізоляції.

33

Розводка та компонування друкованої плати

Ємність друкованої плати: Ємність друкованої плати генерується на багатошарових платах завдяки тонкому шару ізоляції між поверхнею живлення та землею. Її перевагами є дуже висока частотна характеристика та низька послідовна індуктивність, рівномірно розподілена по всій поверхні або лінії. Це еквівалентно розділовому конденсатору, рівномірно розподіленому по всій платі.

34

Розводка та компонування друкованої плати

Високошвидкісні та низькошвидкісні схеми: високошвидкісні схеми повинні бути близько до площини заземлення, а низькошвидкісні схеми - близько до площини живлення.
Заземлення мідної заливки: мідна заливка повинна забезпечувати заземлення.

35

Розводка та компонування друкованої плати

Напрямки трасування суміжних шарів є ортогональними структурами, що дозволяє уникнути трасування різних сигнальних ліній в одному напрямку на суміжних шарах для зменшення непотрібних міжшарових перехресних перешкод; коли цієї ситуації важко уникнути через обмеження структури плати (наприклад, деякі об'єднувальні плати), особливо коли швидкість передачі сигналу висока, розгляньте можливість використання заземлювальних площин для ізоляції кожного шару проводки та використання заземлювальних сигнальних ліній для ізоляції кожної сигнальної лінії;

36

Розводка та компонування друкованої плати

Один кінець дроту не повинен зависати в повітрі, щоб уникнути «ефекту антени».

37

Розводка та компонування друкованої плати

Правила перевірки узгодження імпедансу: Ширина проводки однієї сітки повинна бути однаковою. Зміна ширини лінії призведе до нерівномірного характеристичного імпедансу лінії. При високій швидкості передачі виникатиме відбиття. Цієї ситуації слід уникати під час проектування. За певних умов уникнути зміни ширини лінії може бути неможливо, а ефективну довжину неузгодженої частини посередині слід мінімізувати.

38

Розводка та компонування друкованої плати

Запобігайте утворенню самозамикань між різними шарами сигнальних ліній, що може спричинити перешкоди випромінювання.

39

Розводка та компонування друкованої плати

Правило короткої лінії: Робіть проводку якомога коротшою, особливо для важливих сигнальних ліній, таких як лінії тактової частоти, і обов'язково розміщуйте їхні генератори дуже близько до пристрою.

40

Розводка та компонування друкованої плати

Правила зняття фаски: при проектуванні друкованої плати слід уникати гострих та прямих кутів, що призведе до зайвого випромінювання та погіршення продуктивності процесу. Кут між усіма лініями повинен бути більше 135 градусів.

41

Розводка та компонування друкованої плати

Провід від контактної площадки конденсатора фільтра до контактної площадки слід з'єднувати дротами товщиною 0.3 мм, а довжина з'єднання повинна бути ≤1.27 мм.

42

Розводка та компонування друкованої плати

Зазвичай високочастотну частину розміщують на межі розділу, щоб зменшити довжину проводки. Водночас слід також враховувати поділ високочастотної/низькочастотної площини заземлення. Зазвичай заземлення двох частин розділяється, а потім з'єднується в одній точці на межі розділу.

43

Розводка та компонування друкованої плати

Для ділянок з щільними переходними отворами слід бути обережним, щоб уникнути з'єднання порожнистих ділянок шарів живлення та заземлення одна з одною, що може призвести до розділення плоского шару та порушення його цілісності, що, у свою чергу, збільшує площу петлі сигнальної лінії в заземлювальному шарі.

44

Розводка та компонування друкованої плати

Принцип проекції шарів живлення, що не перекриваються: для друкованих плат з більш ніж двома шарами (включно), різні шари живлення повинні уникати перекриття в просторі, головним чином для зменшення перешкод між різними джерелами живлення, особливо між джерелами живлення з великою різницею напруги. Необхідно уникати проблеми перекриття силових площин. Якщо цього важко уникнути, розгляньте можливість використання шару заземлення посередині.

45

Розводка та компонування друкованої плати

Правило 3 Вт: Щоб зменшити перехресні перешкоди між лініями, міжрядкова відстань має бути достатньо великою. Коли міжосьова відстань лінії не менше ніж у 3 рази перевищує ширину лінії, можна запобігти взаємній інтерференції 70% електричних полів. Якщо 98% електричних полів не перешкоджають одне одному, можна використовувати правило 10 Вт.

46

Розводка та компонування друкованої плати

Правило 20H: Взявши один H (товщину діелектрика між джерелом живлення та землею) за одиницю, якщо внутрішнє стиснення становить 20H, 70% електричного поля може бути обмежене краєм землі, а якщо внутрішнє стиснення становить 1000H, то 98% електричного поля може бути обмежене.

47

Розводка та компонування друкованої плати

Правило 50-50: правило вибору кількості шарів друкованої плати, тобто якщо тактова частота досягає 5 МГц або час наростання імпульсу менше 5 нс, друкована плата повинна використовувати багатошарову. Якщо використовується двошарова плата, найкраще використовувати одну сторону друкованої плати як повну площину заземлення.

48

Розводка та компонування друкованої плати

Критерії розділення друкованої плати зі змішаними сигналами: 1 Розділити друковану плату на незалежні аналогову та цифрову частини; 2 Розмістити аналого-цифровий перетворювач вздовж розділення; 3 Не розділяти землю, встановити єдину землю під аналоговою та цифровою частинами друкованої плати; 4 На всіх шарах друкованої плати цифрові сигнали можуть бути спрямовані лише в цифровій частині друкованої плати, а аналогові сигнали можуть бути спрямовані лише в аналоговій частині друкованої плати; 5 Здійснити сегментацію аналогового та цифрового джерел живлення; 6 Трасування не повинно перетинати проміжок між поверхнями розділених джерел живлення; 7 Сигнальна лінія, яка повинна перетинати проміжок між розділеними поверхнями живлення, повинна бути розташована на шарі проводів поруч із великою площею землі; 8 Проаналізувати фактичний шлях та метод зворотного струму землі;

49

Розводка та компонування друкованої плати

Багатошарові плати є кращими заходами проектування захисту від електромагнітної сумісності на рівні плати та рекомендуються.

50

Розводка та компонування друкованої плати

Сигнальне коло та коло живлення мають власні незалежні дроти заземлення, і, нарешті, вони заземлені в одній точці. Вони не повинні мати спільний провід заземлення.

51

Розводка та компонування друкованої плати

Заземлювальний провід зворотного сигналу використовує незалежний низькоомний заземлювальний контур, і шасі або несуча рама не можуть використовуватися як контур.

52

Розводка та компонування друкованої плати

Коли обладнання середньо- та короткохвильового діапазону підключене до землі, заземлювальний провід <1/4λ; якщо вимога не може бути виконана, заземлювальний провід не може бути непарним кратним 1/4λ.

53

Розводка та компонування друкованої плати

Заземлюючі дроти сильних і слабких сигналів слід розташовувати окремо, і кожен з них підключається до заземлювальної сітки лише в одній точці.

54

Розводка та компонування друкованої плати

Як правило, в обладнанні має бути щонайменше три окремі дроти заземлення: один – це провід заземлення низького рівня (так званий сигнальний провід заземлення), один – це провід заземлення реле, двигуна та високого рівня (так званий провід заземлення перешкод або провід заземлення шуму); інший – коли обладнання використовує змінний струм, провід заземлення джерела живлення повинен бути підключений до проводу заземлення шасі, шасі та штепсельна коробка ізольовані, але обидва однакові в одній точці, і, нарешті, всі дроти заземлення зібрані в одній точці для заземлення. Ланцюг автоматичного вимикача заземлений в одній точці максимального струму. Коли f<1 МГц, заземлюється одна точка; коли f>10 МГц, заземлюються кілька точок; коли 1 МГц

55

Розводка та компонування друкованої плати

Рекомендації щодо уникнення заземлювальних петель: лінії електропередач слід прокладати паралельно лінії заземлення.

56

Розводка та компонування друкованої плати

Радіатор слід підключити до заземлення живлення, екрануючого заземлення або захисного заземлення на одній платі (бажано використовувати екрануюче або захисне заземлення), щоб зменшити випромінювання.

57

Розводка та компонування друкованої плати

Цифрова та аналогова землі розділені, а лінія заземлення розширена

58

Розводка та компонування друкованої плати

Під час змішування високої, середньої та низької швидкості звертайте увагу на різні області розташування

59

Розводка та компонування друкованої плати

Спеціалізована лінія нульового напруги, ширина траси лінії електропередач ≥1 мм

60

Розводка та компонування друкованої плати

Лінія живлення та лінія заземлення повинні бути якомога ближче одна до одної, а живлення та заземлення на всій друкованій платі повинні бути розподілені у формі «колодязя», щоб збалансувати струм розподільчої лінії.

61

Розводка та компонування друкованої плати

Розташуйте лінію джерела перешкод та лінію вимірювання якомога точніше під прямим кутом

62

Розводка та компонування друкованої плати

Класифікуйте за потужністю, дроти різних категорій слід з'єднувати окремо, а відстань між окремо прокладеними пучками проводів повинна становити 50-75 мм.

63

Розводка та компонування друкованої плати

У ситуаціях з високим навантаженням внутрішній провідник повинен бути повністю обгорнутий на 360°, а для забезпечення цілісності екранування електричного поля слід використовувати коаксіальний роз'єм.

64

Розводка та компонування друкованої плати

Багатошарова плата: Шар живлення та шар заземлення повинні бути поруч. Високошвидкісні сигнали слід розміщувати близько до площини заземлення, а некритичні сигнали – близько до площини живлення.

65

Розводка та компонування друкованої плати

Джерело живлення: Якщо для схеми потрібно кілька джерел живлення, заземліть кожне з них.

66

Розводка та компонування друкованої плати

Перехідні отвори: Під час використання високошвидкісних сигналів перехідні отвори генерують індуктивність 1-4 нГн та ємність 0.3-0.8 пФ. Тому перехідні отвори високошвидкісних каналів повинні бути якомога меншими. Переконайтеся, що кількість перехідних отворів для високошвидкісних паралельних ліній є однаковою.

67

Розводка та компонування друкованої плати

Шлейф: Уникайте використання шлейфу у високочастотних та чутливих сигнальних лініях

68

Розводка та компонування друкованої плати

Зоряне розташування сигналу: Уникайте використання у високошвидкісних та чутливих сигнальних лініях

69

Розводка та компонування друкованої плати

Схема випромінювання сигналу: уникайте її використання для високошвидкісних та чутливих ліній, зберігайте ширину сигнального шляху незмінною та не робіть перехідні отвори, що проходять через площину живлення та землю, занадто щільними.

70

Розводка та компонування друкованої плати

Зона заземлення: близьке розташування сигнального шляху та його зворотної лінії заземлення допоможе мінімізувати заземлення.

71

Розводка та компонування друкованої плати

Зазвичай схема тактового генератора розташована в центрі друкованої плати або в добре заземленому положенні, щоб тактовий генератор був якомога ближче до мікропроцесора, а висновки були якомога коротшими, тоді як кварцовий генератор заземлений лише до корпусу.

72

Розводка та компонування друкованої плати

Для подальшого підвищення надійності схеми тактової частоти область тактової частоти може бути огороджена та ізольована лінією заземлення, а площа заземлення під кварцовим генератором може бути збільшена, щоб уникнути прокладання інших сигнальних ліній;

73

Розводка та компонування друкованої плати

Принцип компонування компонентів полягає в тому, щоб розділити аналогову частину схеми від цифрової, розділити високошвидкісну схему від низькошвидкісної, розділити потужну схему від схеми малого сигналу, розділити шумову складову від нешумової складової та одночасно спробувати скоротити довжину проводів між компонентами, щоб мінімізувати взаємодію перешкод між ними.

74

Розводка та компонування друкованої плати

Друкована плата поділена на зони відповідно до функції, а заземлюючі дроти кожної зони з'єднані паралельно та заземлені в одній точці. Якщо на друкованій платі є кілька плат, кожен блок повинен мати незалежний зворотний провід заземлення, і кожен блок повинен бути підключений до загального заземлення в централізованій точці. Односторонні та двосторонні плати використовують одноточечне живлення та одноточечне заземлення.

75

Розводка та компонування друкованої плати

Важливі сигнальні лінії повинні бути якомога коротшими та товстішими, а захисне заземлення слід додати з обох боків. Коли сигнал потрібно вивести, його слід виводити плоским кабелем, а «лінія заземлення-сигнальна-лінія заземлення» слід використовувати з певною проміжністю.

76

Розводка та компонування друкованої плати

Схеми інтерфейсу введення/виведення та схеми живлення повинні бути якомога ближче до краю друкованої плати.

77

Розводка та компонування друкованої плати

Окрім схеми тактової частоти, намагайтеся уникати прокладання під пристроями та схемами, чутливими до шуму.

78

Розводка та компонування друкованої плати

Коли друкована плата має високошвидкісні інтерфейси передачі даних, такі як PCI та ISA, необхідно звернути увагу на поступове розташування плати відповідно до частоти сигналу, тобто, починаючи з інтерфейсу слота, високочастотна схема, середньочастотна схема та низькочастотна схема розташовуються послідовно, так що схема, схильна до перешкод, знаходиться подалі від інтерфейсу передачі даних.

79

Розводка та компонування друкованої плати

Чим коротший сигнальний провід на друкованій платі, тим краще. Найдовший не повинен перевищувати 25 см, а кількість перехідних отворів має бути якомога меншою.

80

Розводка та компонування друкованої плати

Коли сигнальну лінію потрібно повернути, використовуйте проводку з лінією згину 45 градусів або дугою, уникайте використання лінії згину 90 градусів, щоб зменшити відбиття високочастотних сигналів.

81

Розводка та компонування друкованої плати

Уникайте згинів під кутом 90 градусів під час прокладання проводки, щоб зменшити випромінювання високочастотного шуму

82

Розводка та компонування друкованої плати

Зверніть увагу на підключення кварцового генератора. Тримайте контакти кварцового генератора та мікроконтролера якомога ближче, ізолюйте область тактової частоти заземлюючим проводом, а також заземліть та закріпіть корпус кварцового генератора.

83

Розводка та компонування друкованої плати

Розумне розподілення друкованої плати, наприклад, сильні та слабкі сигнали, цифрові та аналогові сигнали. Тримайте джерела перешкод (такі як двигуни, реле) та чутливі компоненти (такі як мікроконтролери) якомога далі.

84

Розводка та компонування друкованої плати

Ізолюйте цифрову область від аналогової за допомогою заземлювального проводу, розділіть цифрове заземлення та аналогове заземлення і, нарешті, підключіться до заземлення живлення в одній точці. Підключення аналого-цифрового та цифро-аналогового перетворювачів також відповідає цьому принципу. Виробник врахував цю вимогу під час розподілу контактів аналого-цифрового та цифро-аналогового перетворювачів.

85

Розводка та компонування друкованої плати

Заземлюючі дроти мікроконтролера та потужних пристроїв слід заземлювати окремо, щоб зменшити взаємні перешкоди. Потужні пристрої слід розміщувати якомога ближче до краю друкованої плати.

86

Розводка та компонування друкованої плати

Під час підключення мінімізуйте площу петлі, щоб зменшити індуктивний шум

87

Розводка та компонування друкованої плати

Під час прокладання проводів лінія живлення та лінія заземлення повинні бути якомога товщими. Окрім зменшення падіння напруги, важливіше зменшити шум від з'єднання.

88

Розводка та компонування друкованої плати

Пристрої ІС слід якомога частіше припаювати безпосередньо до друкованої плати, а гнізда ІС слід використовувати рідше.

89

Розводка та компонування друкованої плати

Опорну точку, як правило, слід встановлювати на перетині лівої та нижньої граничних ліній (або перетині виносних ліній) або на першому контактному майданчику на друкованій платі.

90

Розводка та компонування друкованої плати

Для розмітки рекомендується сітка 25 міл

91

Розводка та компонування друкованої плати

Загальне з'єднання якомога коротше, а лінія ключового сигналу найкоротша

92

Розводка та компонування друкованої плати

Компоненти одного типу повинні бути узгодженими в напрямку X або Y. Полярні дискретні компоненти одного типу також повинні прагнути бути узгодженими в напрямку X або Y для легкого виробництва та налагодження;

93

Розводка та компонування друкованої плати

Розміщення компонентів має бути зручним для налагодження та обслуговування. Дрібні компоненти не можна розміщувати поруч із великими компонентами. Навколо компонентів, які потребують налагодження, має бути достатньо місця. Повинно бути достатньо місця для нагрівання компонентів, щоб полегшити розсіювання тепла. Термістори слід тримати подалі від нагрівальних компонентів.

94

Розводка та компонування друкованої плати

Відстань між подвійними лінійними компонентами повинна бути >2 мм. Відстань між BGA та сусідніми компонентами повинна бути >5 мм. Відстань між невеликими SMD-компонентами, такими як резистори та конденсатори, повинна бути >0.7 мм. Зовнішня сторона контактної площадки SMD-компонента та зовнішня сторона сусідньої контактної площадки вставних компонентів повинні бути >2 мм. Вставні компоненти не можна розміщувати ближче ніж 5 мм навколо обтискного компонента. Вставні компоненти не можна розміщувати ближче ніж 5 мм навколо поверхні зварювання.

95

Розводка та компонування друкованої плати

Роздільний конденсатор інтегральної схеми повинен бути розташований якомога ближче до контакту живлення мікросхеми, а високочастотний — найближче до принципу роботи. Зробіть петлю між ним, джерелом живлення та землею якомога коротшою.

96

Розводка та компонування друкованої плати

Байпасні конденсатори повинні бути рівномірно розподілені по інтегральній схемі.

97

Розводка та компонування друкованої плати

Під час розміщення компонентів, компоненти, що використовують одне й те саме джерело живлення, слід розміщувати якомога ближче один до одного, щоб полегшити подальше розподілення джерел живлення.

98

Розводка та компонування друкованої плати

Розміщення резисторів та конденсаторів для узгодження імпедансу слід розумно впорядковувати відповідно до їхніх властивостей.

99

Розводка та компонування друкованої плати

Розташування узгоджувальних конденсаторів та резисторів має бути чітко розмежованим. Для узгодження терміналів кількох навантажень їх необхідно розміщувати на найдальшому кінці сигналу для узгодження.

100

Розводка та компонування друкованої плати

Під час розташування узгоджувального резистора він повинен бути близько до керуючого кінця сигналу, а відстань зазвичай не перевищує 500 міл.

101

Розводка та компонування друкованої плати

Налаштуйте символи. Не всі символи можна розмістити на диску. Щоб забезпечити чітке бачення інформації про символи після складання, усі символи повинні бути однаковими в напрямку X або Y. Розмір символів та шовкографії має бути однаковим.

102

Розводка та компонування друкованої плати

Пріоритетність ключових сигнальних ліній надається: джерелу живлення, аналоговим малим сигналам, високошвидкісним сигналам, сигналам тактової частоти та сигналам синхронізації;

103

Розводка та компонування друкованої плати

Правило мінімуму петлі: тобто площа петлі, утворена сигнальною лінією та її петлею, повинна бути якомога меншою. Чим менша площа петлі, тим менше зовнішнього випромінювання та менше зовнішніх перешкод. При проектуванні двошарової плати, залишаючи достатньо місця для джерела живлення, решту слід заповнити опорною землею, а також додати деякі необхідні переходні отвори для ефективного підключення двосторонніх сигналів. Для деяких ключових сигналів слід максимально використовувати ізоляцію заземленням. Для деяких конструкцій з вищими частотами слід спеціально враховувати інші планарні сигнальні петлі. Рекомендується використовувати багатошарові плати.

104

Розводка та компонування друкованої плати

Правило найкоротшого заземлювального дроту: Намагайтеся скорочувати та потовщувати заземлювальний провід (особливо для високочастотних ланцюгів). Для ланцюгів, що працюють на різних рівнях, не можна використовувати довгі спільні заземлюючі дроти.

105

Розводка та компонування друкованої плати

Якщо внутрішній контур має бути підключений до металевого корпусу, слід використовувати одноточечне заземлення, щоб запобігти протіканню струму розряду через внутрішній контур.

106

Розводка та компонування друкованої плати

Компоненти, чутливі до електромагнітних перешкод, необхідно екранувати, щоб ізолювати їх від компонентів або ліній, які можуть генерувати електромагнітні перешкоди. Якщо такі лінії повинні проходити повз компоненти, їх слід використовувати під кутом 90°.

107

Розводка та компонування друкованої плати

Шар проводки повинен бути розташований поруч з усією металевою площиною. Таке розташування забезпечує ефект компенсації потоку.

108

Розводка та компонування друкованої плати

Між точками заземлення утворюється багато петель. Діаметр цих петель (або відстань між точками заземлення) має бути менше 1/20 від довжини хвилі найвищої частоти.

109

Розводка та компонування друкованої плати

Лінія живлення та лінія заземлення односторонньої або двосторонньої плати повинні бути якомога ближче одна до одної. Найкращий спосіб – прокласти лінію живлення з одного боку друкованої плати, а лінію заземлення – з іншого боку друкованої плати, перекриваючи одна одну, що мінімізує імпеданс джерела живлення.

110

Розводка та компонування друкованої плати

Маршрутування сигналів (особливо високочастотних сигналів) має бути якомога коротшим

111

Розводка та компонування друкованої плати

Відстань між двома провідниками повинна відповідати положенням проектних специфікацій електробезпеки, а різниця напруг не повинна перевищувати напругу пробою повітря та ізоляційного середовища між ними, інакше виникне дуга. За час від 0.7 нс до 10 нс струм дуги досягне десятків А, іноді навіть більше 100 ампер. Дуга триватиме, доки два провідники не торкнуться та не відбудеться короткого замикання, або струм не стане занадто низьким для підтримки дуги. Прикладами можливих імпульсних дуг є руки або металеві предмети, тому будьте уважні, щоб ідентифікувати їх під час проектування.

112

Розводка та компонування друкованої плати

Додайте заземлювальну площину поблизу двосторонньої плати та підключіть її до точки заземлення на схемі з найкоротшою відстанню між ними.

113

Трасування та компонування друкованих плат

Переконайтеся, що кожна точка входу кабелю знаходиться в межах 40 мм (1.6 дюйма) від заземлення корпусу.

114

Трасування та компонування друкованих плат

Підключіть корпус роз'єму та металевий корпус перемикача до заземлення шасі.

115

Трасування та компонування друкованих плат

Розмістіть широке струмопровідне захисне кільце навколо мембранної клавіатури та з'єднайте зовнішній периметр кільця з металевим шасі або принаймні з металевим шасі по чотирьох кутах. Не під'єднуйте захисне кільце до заземлення друкованої плати.

116

Розводка та компонування друкованої плати

Використання багатошарової друкованої плати: порівняно з двосторонньою друкованою платою, площина заземлення та площина живлення, а також близько розташована відстань між сигнальними лініями та лініями заземлення можуть зменшити синфазний імпеданс та індуктивний зв'язок до 1/10 - 1/100 від двосторонньої друкованої плати. Намагайтеся розміщувати кожен сигнальний шар близько до шару живлення або шару заземлення.

117

Трасування та компонування друкованих плат

Для друкованих плат високої щільності з компонентами як на верхній, так і на нижній поверхнях, дуже короткими з'єднаннями та багатьма заповненнями використовуйте доріжки внутрішнього шару. Більшість сигнальних доріжок, а також площин живлення та заземлення знаходяться на внутрішніх шарах, діючи таким чином як клітка Фарадея з екрануванням.

118

Трасування та компонування друкованих плат

По можливості розміщуйте всі роз'єми на одному боці плати.

119

Розводка та компонування друкованої плати

Розмістіть широке заземлення шасі або полігональне заземлення на всіх шарах друкованої плати під роз'ємами, що виходять з шасі (які легко піддаються безпосередньому впливу електростатичного розряду), та з'єднайте їх між собою за допомогою перехідних отворів приблизно кожні 13 мм.

120

Розводка та компонування друкованої плати

Під час складання друкованої плати не наносьте припій на контактні площадки монтажних отворів на верхньому або нижньому шарах. Використовуйте гвинти з вбудованими шайбами ​​для забезпечення щільного контакту між друкованою платою та металевим шасі/екраном або кронштейном на площині заземлення.  

121

Розводка та компонування друкованої плати

Між заземленням шасі та заземленням схеми на кожному шарі встановіть однакову «зону ізоляції»; якщо можливо, дотримуйтесь відстані 0.64 мм (0.025 дюйма).  

122

Розводка та компонування друкованої плати

Встановіть кільцеве заземлення навколо схеми, щоб запобігти перешкодам від електростатичних розрядів (ESD): 1 Розмістіть доріжку кільцевого заземлення навколо всієї друкованої плати; 2 Ширина кільцевого заземлення для всіх шарів має бути >2.5 мм (0.1 дюйма); 3 Використовуйте перехідні отвори для підключення кільцевого заземлення кожні 13 мм (0.5 дюйма); 4 Підключіть кільцеве заземлення до загального заземлення багатошарової схеми; 5 Для двосторонніх плат, встановлених у металевому шасі або екрануючому пристрої, кільцеве заземлення має бути підключене до загального заземлення схеми; 6 Для неекранованих двосторонніх схем кільцеве заземлення підключене до заземлення шасі. На кільцеве заземлення не наноситься припій, щоб кільцеве заземлення могло діяти як стрижень розряду ESD. Десь на кільцевому заземленні (всі шари) розміщується зазор шириною щонайменше 0.5 мм (0.020 дюйма), щоб уникнути утворення великої петлі заземлення; 7 Якщо друкована плата не буде розміщена в металевому шасі або екрануючому пристрої, не слід наносити паяльний резист на верхній та нижній дроти заземлення шасі друкованої плати, щоб вони могли діяти як розрядні стрижні для дуг електростатичного розряду.

123

Розводка та компонування друкованої плати

У зоні, яка може бути безпосередньо уражена електростатичним розрядом, біля кожної сигнальної лінії слід прокласти лінію заземлення.  

124

Розводка та компонування друкованої плати

Схеми, чутливі до електростатичної електрики, слід розміщувати посередині друкованої плати, щоб зменшити ймовірність дотику.

125

Розводка та компонування друкованої плати

Якщо довжина сигнальної лінії перевищує 300 мм (12 дюймів), паралельно їй необхідно прокласти лінію заземлення.  

126

Розводка та компонування друкованої плати

Критерії підключення для монтажних отворів: можна підключити до загального заземлення кола або ізольовано від нього. 1. Якщо металевий кронштейн має використовуватися з металевим екрануючим пристроєм або шасі, для забезпечення з'єднання необхідно використовувати резистор 0 Ом. 2. Визначте розмір монтажного отвору для надійного встановлення металевого або пластикового кронштейна. Використовуйте великі контактні площадки на верхньому та нижньому шарах монтажного отвору. Не використовуйте припой-резист на нижній контактній площадкі та переконайтеся, що нижня контактна площадка не припаяна хвилею паяння.  

127

Розводка та компонування друкованої плати

Забороняється паралельне з'єднання захищених та незахищених сигнальних ліній.

128

Розводка та компонування друкованої плати

Правила підключення ліній сигналів скидання, переривання та керування: 1. Використовуйте високочастотну фільтрацію; 2. Тримайте подалі від вхідних та вихідних кіл; 3. Тримайте подалі від краю друкованої плати.

129

Розводка та компонування друкованої плати

Друкована плата в шасі не встановлена ​​у відкритому положенні або внутрішньому шві.

130

Розводка та компонування друкованої плати

Друкована плата, найбільш чутлива до статичної електрики, розміщується посередині, де до неї нелегко торкатися; пристрій, чутливий до статичної електрики, розміщується посередині друкованої плати, де до неї нелегко торкатися.

131

Розводка та компонування друкованої плати

Критерії з'єднання між двома металевими блоками: 1. Суцільна клейка стрічка краща за ткану клейку стрічку; 2. Зона з'єднання не волога або не просочена водою; 3. Використовуйте кілька провідників для з'єднання заземлювальних площин або заземлювальних сіток усіх друкованих плат у шасі; 4. Переконайтеся, що ширина точки з'єднання та прокладки перевищує 5 мм.

132

Схема дизайну

Зв'язок між гілками сигнального фільтра: Для кожного джерела живлення аналогового підсилювача необхідно додати роздільний конденсатор між з'єднанням, найближчим до схеми, та підсилювачем. Для цифрових інтегральних схем роздільні конденсатори додаються групами. Встановіть байпасні конденсатори на щітках двигунів та генераторів, з'єднайте RC-фільтри послідовно на кожній гілці обмотки та додайте низькочастотну фільтрацію на вході джерела живлення для придушення перешкод. Фільтр слід встановити якомога ближче до пристрою, що фільтрується, а як середовище зв'язку використовувати короткі екрановані дроти. Усі фільтри повинні бути екранованими, а вхідні та вихідні дроти повинні бути ізольованими.

133

Дизайн схеми

Кожна функціональна плата повинна визначати вимоги до діапазону коливань напруги, пульсацій, шуму, швидкості регулювання навантаження тощо джерела живлення. Вторинне джерело живлення повинно відповідати вищезазначеним вимогам, коли воно досягає функціональної плати після передачі.

134

Дизайн схеми

Схема з характеристиками джерела випромінювання повинна бути встановлена ​​в металевому екрані для мінімізації перехідних перешкод.

135

Дизайн схеми

Додайте захисні пристрої на кабельному вході

136

Дизайн схеми

До кожного виводу живлення мікросхеми потрібно додати конденсатори байпасу (зазвичай 104) та згладжувальні конденсатори (10 мкФ~100 мкФ) до землі. Виводи живлення кожного кута мікросхеми великої площі також потрібно додати конденсатори байпасу та згладжувальні конденсатори.

137

Дизайн схеми

Критерії невідповідності імпедансу для вибору фільтра: для джерел шуму з низьким імпедансом фільтр повинен бути високоомним (з великою послідовною індуктивністю); для джерел шуму з високим імпедансом фільтр повинен бути низьким імпедансним (з великою паралельною ємністю)

138

Дизайн схеми

Корпус конденсатора, допоміжні виводи, позитивний та негативний полюси, а також друковані плати повинні бути повністю ізольовані.

139

Дизайн схеми

Роз'єм фільтра має бути добре заземлений, а фільтр з металевим корпусом використовує поверхневе заземлення.

140

Дизайн схеми

Усі контакти роз'єму фільтра повинні бути відфільтровані

141

Дизайн схеми

При проектуванні цифрових схем на електромагнітну сумісність слід враховувати смугу пропускання, що визначається наростаючими та спадаючими фронтами цифрових імпульсів, а не частоту повторення цифрових імпульсів. Розрахункова смуга пропускання друкованої плати прямокутного цифрового сигналу встановлюється на рівні 1/πtr, і зазвичай враховується десятикратне збільшення цієї смуги пропускання.

142

Дизайн схеми

Використовуйте RS-тригер як буфер між кнопкою керування пристроєм та електронною схемою пристрою

143

Дизайн схеми

Зменшення вхідного імпедансу чутливих ліній ефективно зменшує можливість появи перешкод.

144

Схема дизайну

LC-фільтр. Між джерелом живлення з низьким вихідним опором та цифровою схемою з високим опором потрібен LC-фільтр для забезпечення узгодження імпедансу контуру.

145

Схема дизайну

LC-фільтр. Між джерелом живлення з низьким вихідним опором та цифровою схемою з високим опором потрібен LC-фільтр для забезпечення узгодження імпедансу контуру.

145

Схема дизайну

Схема калібрування напруги: на вхідному та вихідному кінцях слід додати розділові конденсатори (наприклад, 0.1 мкФ), а значення вибору байпасного конденсатора відповідає стандарту 10 мкФ/А.

146

Дизайн схеми

Термінація сигналу: Узгодження імпедансу між джерелом та місцем призначення високочастотного кола є дуже важливим. Неправильне узгодження призведе до зворотного зв'язку сигналу та затухання коливань. Надмірна радіочастотна енергія спричинить проблеми з електромагнітними перешкодами. У цьому випадку необхідно розглянути можливість використання термінації сигналу.
Існує такі типи замикання сигналу: послідовне/вихідне замикання, паралельне замикання,
RC-завершення, тевенінське завершення та діодне завершення.

147

Схема дизайну

Схема мікроконтролера:
Контакти вводу/виводу: Невикористані контакти вводу/виводу слід підключити до високоімпедансних контактів, щоб зменшити струм живлення. І уникнути плаваючого стану.
Вивід IRQ: Слід вжити заходів для запобігання електростатичному розряду на виводі IRQ. Наприклад, використовувати двонаправлені діоди, трансорбітори або металоксидні варистори.
Контакт скидання: Контакт скидання повинен мати часову затримку. Щоб запобігти скиданню мікроконтролера на початку ввімкнення.
Осцилятор: За умови виконання вимог, чим нижча частота тактових коливань, що використовується мікроконтролером, тим краще.
Розмістіть схему тактової частоти, схему калібрування та схему розв'язки поблизу мікроконтролера.

148

Дизайн схеми

Для малогабаритних інтегральних схем з менш ніж 10 виходами, коли робоча частота ≤50 МГц, слід підключити принаймні один фільтрувальний конденсатор ємністю 0.1 мкФ. Коли робоча частота ≥50 МГц, кожен контакт живлення оснащений фільтрувальним конденсатором ємністю 0.1 мкФ;

149

Схема дизайну

Для середніх та великих інтегральних схем кожен контакт живлення оснащений фільтруючим конденсатором ємністю 0.1 мкФ. Для схем із великим резервуванням контактів живлення кількість конденсаторів також може бути розрахована відповідно до кількості вихідних контактів, і на кожні 0.1 виходів встановлюється фільтруючий конденсатор ємністю 5 мкФ.

150

Дизайн схеми

Для зон без активних пристроїв підключається щонайменше один фільтрувальний конденсатор ємністю 0.1 мкФ на кожні 6 см²

151

Дизайн схеми

Для схем надвисокої частоти кожен контакт живлення оснащений фільтруючим конденсатором ємністю 1000 пФ. Для схем із великим резервуванням контактів живлення кількість узгоджувальних конденсаторів також можна розрахувати відповідно до кількості вихідних контактів, використовуючи фільтруючий конденсатор ємністю 1000 пФ на кожні 5 виходів.

152

Дизайн схеми

Високочастотні конденсатори повинні бути розташовані якомога ближче до виводів живлення мікросхеми.

153

Дизайн схеми

Принаймні один фільтрувальний конденсатор ємністю 0.1 мкФ підключено до кожних 5 високочастотних фільтрувальних конденсаторів;

154

Дизайн схеми

Принаймні два низькочастотні фільтруючі конденсатори ємністю 47 мкФ підключені до кожних 5 x 10 мкФ;

155

Дизайн схеми

Принаймні один низькочастотний фільтрувальний конденсатор ємністю 220 мкФ або 470 мкФ слід підключати на кожні 100 см²;

156

Дизайн схеми

Навколо кожної розетки модуля слід встановити щонайменше два конденсатори ємністю 220 мкФ або 470 мкФ. Якщо дозволяє простір, кількість конденсаторів слід відповідно збільшити;

157

Дизайн схеми

Критерії ізоляції імпульсів та трансформатора: Імпульсна мережа та трансформатор повинні бути ізольовані. Трансформатор можна підключати лише до розв'язувальної імпульсної мережі, а з'єднувальна лінія має бути якомога коротшою.

158

Схема дизайну

Під час процесу вмикання та замикання вимикачів та замикачів, для запобігання дуговим перешкодам, можна підключати прості RC-ланцюги та індуктивні ланцюги, а також до цих ланцюгів можна додати високоомний випрямляч або навантажувальний резистор. Якщо це не спрацює, вхідні та вихідні дроти можна екранувати. Крім того, до цих ланцюгів можна підключати наскрізні конденсатори.

159

Дизайн схеми

Функції розділових та фільтруючих конденсаторів необхідно аналізувати відповідно до схеми еквівалентного кола високої частоти.

160

Дизайн схеми

На вході живлення кожної функціональної плати слід використовувати відповідні схеми фільтрації, щоб максимально відфільтрувати диференціальний та синфазний шуми. Заземлення для розряду перешкод повинно бути відокремлене від робочого заземлення, особливо від сигнального заземлення, також можна розглянути можливість використання захисного заземлення; на вході живлення інтегральної схеми слід розташувати розділові конденсатори для покращення захисту від перешкод.

161

Дизайн схеми

Чітко визначте найвищу робочу частоту кожної плати та вживіть необхідних заходів екранування для пристроїв або компонентів з робочими частотами вище 160 МГц (або 200 МГц), щоб зменшити рівень їхнього випромінювання та покращити їхню здатність протистояти випромінюванню.

162

Дизайн схеми

Якщо можливо, додайте RC-розв'язку на вході лінії керування (на друкованій платі), щоб усунути можливі фактори перешкод під час передачі.

163

Дизайн схеми

Використовуйте RS-тригер як буфер між кнопкою та електронною схемою

164

Дизайн схеми

Використовуйте швидковідновлювальні діоди у вторинному колі випрямлення або підключіть поліефірні плівкові конденсатори паралельно до діода.

165

Дизайн схеми

«Підрізання» форм сигналів перемикання транзисторів

166

Дизайн схеми

Зменшення вхідного імпедансу чутливих ліній

167

Дизайн схеми

Якщо можливо, використовуйте симетричні лінії як вхідні дані в чутливих схемах та використовуйте властиву симетричним лініям здатність придушувати синфазні сигнали для подолання перешкод від джерел перешкод на чутливих лініях.

168

Дизайн схеми

Безпосереднє заземлення навантаження недоцільне

169

Дизайн схеми

Зверніть увагу, що між джерелом живлення та землею поблизу мікросхеми слід додати конденсатори розв'язки байпасу (зазвичай 104).

170

Дизайн схеми

Якщо можливо, використовуйте збалансовану лінію як вхід для чутливих ланцюгів, і збалансована лінія не заземлюється.

171

Дизайн схеми

Додайте діод вільного ходу до котушки реле, щоб усунути перешкоди зворотної електрорушійної сили, що виникають під час відключення котушки. Додавання лише діода вільного ходу затримає час відключення реле. Після додавання діода-регулятора напруги реле може спрацьовувати більше разів за одиницю часу.

172

Дизайн схеми

Схема іскрогасіння (зазвичай послідовна RC-ланцюг, опір зазвичай вибирається від кількох кОм до десятків кОм, ємність конденсатора вибирається від 0.01 мкФ) підключається до обох кінців контакту реле для зменшення впливу електричних іскор.

173

Дизайн схеми

Додайте фільтрувальну схему до двигуна та переконайтеся, що дроти конденсатора та індуктивності якомога коротші.

174

Дизайн схеми

Кожну мікросхему на друкованій платі слід підключити паралельно до високочастотного конденсатора ємністю 0.01 мкФ~0.1 мкФ, щоб зменшити вплив мікросхеми на джерело живлення. Зверніть увагу на підключення високочастотних конденсаторів. З'єднання має бути якомога ближче до кінця джерела живлення, а також товстішим і коротшим. В іншому випадку це еквівалентно збільшенню еквівалентного послідовного опору конденсатора, що вплине на ефект фільтрації.

175

Дизайн схеми

RC-ланцюг придушення підключено до обох кінців тиристора для зменшення шуму, що генерується тиристором (цей шум може вивести тиристор з ладу, якщо він серйозний).

176

Дизайн схеми

Багато мікроконтролерів дуже чутливі до шуму джерела живлення. Для зменшення впливу шуму джерела живлення на мікроконтролер необхідно додати схему фільтра або регулятор напруги до джерела живлення мікроконтролера. Наприклад, π-подібну схему фільтра можна сформувати за допомогою магнітних намистин та конденсаторів. Звичайно, за невисоких умов замість магнітних намистин можна використовувати резистори опором 100 Ом.

177

Дизайн схеми

Якщо порт вводу/виводу мікроконтролера використовується для керування шумовими пристроями, такими як двигуни, слід додати ізоляцію між портом вводу/виводу та джерелом шуму (додати π-подібну схему фільтра). Для керування шумовими пристроями, такими як двигуни, слід додати ізоляцію між портом вводу/виводу та джерелом шуму (додати π-подібну схему фільтра).

178

Дизайн схеми

Використання компонентів захисту від перешкод, таких як магнітні кульки, магнітні кільця, фільтри живлення та екрануючі кришки в ключових місцях, таких як порти вводу/виводу мікроконтролера, лінії живлення та лінії з'єднання друкованих плат, може значно покращити характеристики захисту від перешкод схеми.

179

Дизайн схеми

Незалежні порти вводу/виводу мікроконтролера не залишайте вільними, а підключіть їх до землі або джерела живлення. Незалежні клеми інших мікросхем підключаються до землі або живлення без зміни логіки системи.

180

Дизайн схеми

Використання схем моніторингу живлення та сторожового таймера для мікроконтролерів, таких як: IMP809, IMP706, IMP813, X25043, X25045 тощо, може значно покращити характеристики захисту від перешкод усієї схеми.

181

Дизайн схеми

Виходячи з того, що швидкість може відповідати вимогам, спробуйте зменшити кварцовий генератор мікроконтролера та вибрати низькошвидкісну цифрову схему.

182

Дизайн схеми

Якщо можливо, додайте RC-фільтри низьких частот або компоненти для придушення електромагнітних перешкод (такі як магнітні кульки, сигнальні фільтри тощо) на інтерфейс друкованої плати, щоб усунути перешкоди від з'єднувальних проводів; але будьте обережні, щоб не вплинути на передачу корисних сигналів.

183

Дизайн схеми

Під час підключення виходу тактової частоти не використовуйте пряме послідовне з'єднання з кількома компонентами (так зване ланцюгове з'єднання); натомість подайте тактові сигнали безпосередньо до кількох інших компонентів через буфер.

184

Схема дизайну

Розширте край мембранної клавіатури на 12 мм за металеву лінію або використовуйте пластикові вирізи, щоб збільшити довжину шляху.  

185

Схема дизайну

Біля роз'єму підключіть сигнал роз'єму до заземлення шасі роз'єму за допомогою LC-фільтра або фільтра з конденсаторами-кульками.

186

Схема дизайну

Додайте магнітну намистину між заземленням шасі та загальним заземленням кола.

187

Схема дизайну

Система розподілу живлення всередині електронного обладнання є основним об'єктом індуктивного зв'язку, що запобігає електростатичному розряду (ESD). Заходи захисту від електростатичних розрядів для системи розподілу живлення такі: 1. Щільно скрутіть лінію живлення та відповідну зворотну лінію разом; 2. Розмістіть магнітну намистину в місці, де кожна лінія живлення входить в електронне обладнання; 3. Розмістіть обмежувач перехідних струмів, металоксидний варистор (MOV) або високочастотний конденсатор 1 кВ між кожним контактом живлення та заземленням шасі електронного обладнання; 4. Найкраще розмістити окрему площину живлення та заземлення на друкованій платі або щільну сітку живлення та заземлення, а також використовувати велику кількість байпасних та розв'язувальних конденсаторів.

188

Схема дизайну

Розмістіть резистори та магнітні намистини послідовно на приймальному кінці. Для драйверів кабелів, які легко піддаються впливу електростатичного розряду, ви також можете розмістити резистори або магнітні намистини послідовно на керуючому кінці.  

189

Схема дизайну

Встановіть пристрій захисту від перехідних перепадів на приймальному кінці. 1 Використовуйте короткі та товсті дроти (менше ніж у 5 разів більшої ширини, бажано менше ніж у 3 рази більшої ширини) для підключення до заземлення шасі. 2 Сигнальний та заземлювальний дроти, що виходять з роз'єму, слід безпосередньо підключити до пристрою захисту від перехідних перепадів, перш ніж підключати їх до інших частин кола.

190

Схема дизайну

Розмістіть фільтруючі конденсатори біля роз'єму або в межах 25 мм (1.0 дюйма) від приймального кола. 1 Використовуйте короткі та товсті дроти для підключення до заземлення шасі або заземлення приймального кола (менше ніж у 5 разів завширшки, бажано менше ніж у 3 рази завширшки). 2 Сигнальний та заземлювальний дроти слід спочатку підключити до конденсаторів, а потім до приймального кола.

191

Кожух

На металевому шасі максимальний діаметр отвору становить ≤λ/20, де λ – довжина хвилі електромагнітної хвилі найвищої частоти всередині та зовні машини; неметалеві шасі вважаються незахищеними з точки зору конструкції електромагнітної сумісності.

192

випадок

Екран має найменшу кількість швів; на швах екрана метод багатоточкового пружинного контакту з тиском має добру електричну безперервність; вентиляційний отвір D <3 мм, цей отвір може ефективно запобігати великим електромагнітним витокам або проникненню; отвір екрана (наприклад, вентиляційний отвір) заблоковано дрібною мідною сіткою або іншими відповідними провідними матеріалами; якщо металеву сітку вентиляційного отвору потрібно часто знімати, її можна закріпити навколо отвору гвинтами або болтами, але відстань між гвинтами <25 мм для підтримки безперервного лінійного контакту.

193

випадок

Якщо f>1 МГц, будь-який металевий екран товщиною 0.5 мм зменшить напруженість поля на 99%; якщо f>10 МГц, мідний екран товщиною 0.1 мм зменшить напруженість поля більш ніж на 99%; якщо f>100 МГц, шар міді або срібла на поверхні ізолятора є хорошим екраном. Однак слід зазначити, що для пластикових оболонок, коли металеве покриття наноситься напиленням всередину, побутовий процес напилення не відповідає стандартам, ефект безперервної провідності між частинками покриття поганий, а імпеданс провідності великий. До негативних наслідків невдалого напилення слід ставитися серйозно.

194

випадок

Заземлення всієї машини не покрите ізоляційною фарбою. Необхідно забезпечити надійний металевий контакт із заземлювальним кабелем, щоб уникнути неправильного використання виключно різьбових з'єднань для заземлення.

195

випадок

Створіть ідеальну захисну структуру із заземленою металевою захисною оболонкою, яка може відводити струм розряду в землю.

196

випадок

Створіть середовище, стійке до електростатичного розряду, з пробивною напругою 20 кВ; ефективні заходи захисту шляхом збільшення відстані.

197

випадок

Будь-яка точка, доступна користувачеві-оператору, включаючи шви, вентиляційні отвори та монтажні отвори, доступний незаземлений металевий матеріал, такий як кріплення, перемикачі, важелі та індикатори, з довжиною шляху більше 20 мм між електронним пристроєм та наступним:

198

випадок

Використовуйте майларову стрічку, щоб закрити шви та монтажні отвори всередині шасі. Це подовжить краї швів/перехідних отворів та збільшить довжину шляху.  

199

випадок

Використовуйте металеві ковпачки або екрановані пластикові пилозахисні кришки, щоб закрити невикористовувані або рідко використовувані роз'єми.

200

випадок

Використовуйте перемикачі та джойстики з пластиковими стрижнями або надягайте на них пластикові ручки/кришки, щоб збільшити довжину шляху. Уникайте ручок з металевими гвинтами.

201

випадок

Встановіть світлодіоди та інші індикатори в отвори в обладнанні та накрийте їх стрічкою або кришками, щоб подовжити краї отворів, або використовуйте трубопровід для збільшення довжини шляху.  

202

випадок

Заокругліть краї та кути металевих деталей, де радіатори розташовані поблизу швів шасі, вентиляційних отворів або монтажних отворів.

203

випадок

У пластикових корпусах металеві кріплення поблизу електронного обладнання або незаземлені не повинні виступати з корпусу.  

204

випадок

Високі ніжки, щоб тримати пристрій подалі від столу або підлоги, можуть вирішити проблему непрямого електростатичного розряду від столу/підлоги або горизонтальної поверхні з'єднання.

205

випадок

Нанесіть клей або герметик навколо шару схеми мембранної клавіатури.  

206

випадок

Рекомендації щодо захисту з'єднань та країв корпусу: З'єднання та краї є критично важливими. На з'єднаннях корпусу шасі слід використовувати силікон високого тиску або прокладки для забезпечення герметизації, захисту від електростатичної електрики, водо- та пилонепроникності.

207

ходова частина

Незаземлені шасі повинні мати пробивну напругу щонайменше 20 кВ (правила A1 - A9); для заземлених шасі електронне обладнання повинно мати пробивну напругу щонайменше 1500 В, щоб запобігти вторинному іскренню, а довжина шляху повинна бути більше або дорівнювати 2.2 мм.

208

Огорожа

Корпус виготовлений з наступних екрануючих матеріалів: листовий метал; поліефірна плівка/мідь або поліефірна плівка/алюмінієвий ламінат; термоформована металева сітка зі зварними з'єднаннями; термоформований металізований волокнистий мат (нетканий) або тканина (ткана); срібне, мідне або нікелеве покриття; цинкове дугове напилення; вакуумна металізація; хімічне покриття; струмопровідний наповнювач, доданий до пластику;

209

Огорожа

Критерії захисту захисного матеріалу від електрохімічної корозії: Потенціал між деталями, що контактують одна з одною (ЕРС), <0.75 В. У солоному та вологому середовищі потенціал між ними має бути <0.25 В. Розмір анодної (позитивної) частини повинен бути більшим за катодну (негативну) частину.

210

випадок

Використовуйте захисний матеріал із шириною зазору, що перекриває шов більш ніж у 5 разів.

211

випадок

Електричні з'єднання між екраном і коробкою виконуються з інтервалом 20 мм (0.8 дюйма) за допомогою зварювання, кріплень тощо.  

212

випадок

Закрийте зазор прокладкою, усуньте щілину та забезпечте струмопровідний шлях між зазорами.

213

випадок

Уникайте прямих кутів та надмірно великих вигинів у захисних матеріалах.  

214

випадок

Отвір ≤20 мм та довжина щілини ≤20 мм. За однакових умов площі отвору перевага надається отворам, а не щілинам.

215

випадок

Якщо можливо, використовуйте кілька маленьких отворів замість одного великого, з якомога більшою відстанню між ними.

216

випадок

Для заземленого обладнання підключіть екран до заземлення шасі там, де входить роз'єм; для незаземленого (подвійно ізольованого) обладнання підключіть екран до загального заземлення кола поблизу вимикача.

217

ходова частина

Розмістіть точку введення кабелю якомога ближче до центру панелі, а не біля краю чи кута.  

218

ходова частина

Вирівняйте пази в екрані паралельно напрямку протікання струму електростатичного розряду, а не перпендикулярно до нього.

219

випадок

Використовуйте листовий метал з металевими кронштейнами на монтажних отворах, щоб забезпечити додаткові точки заземлення, або використовуйте пластикові кронштейни для ізоляції та ізольованих отворів.

220

випадок

Встановіть локальні екрануючі пристрої на панелі керування та клавіатурі на пластиковому шасі, щоб запобігти електростатичному розряду: 

221

випадок

Розташування роз'єму живлення та роз'єму, що виходить назовні, має бути підключено до заземлення шасі або загального заземлення кола.

222

Огорожа

Використовуйте ламінати з поліефірної плівки/міді або поліефірної плівки/алюмінію в пластмасах, або використовуйте струмопровідні покриття чи струмопровідні наповнювачі.

223

Огорожа

Використовуйте тонкий струмопровідний хромат або хроматне покриття на алюмінії, але не використовуйте анодування.

224

випадок

Використовуйте струмопровідний присадний матеріал у пластмасах. Зверніть увагу, що литі деталі часто мають смолу на поверхні, що ускладнює досягнення з'єднання з низьким опором.  

225

випадок

Використовуйте тонке струмопровідне хроматне покриття на сталі.

226

ходова частина

З'єднуйте металеві деталі за допомогою гвинтів, забезпечуючи безпосередній контакт чистих металевих поверхонь.  

227

ходова частина

З'єднайте дисплей із екраном шасі за допомогою екрануючого покриття (оксид індію-олова, оксид індію, оксид олова тощо) по всьому периметру.

228

випадок

Забезпечте антистатичний (слабкопровідний) шлях до землі в місцях, яких часто торкається оператор, наприклад, пробіл на клавіатурі.  

229

випадок

Ускладніть для оператора можливість дугового розряду до краю або кута металевої пластини. Дуговий розряд у цих точках спричинить більше непрямих ефектів електростатичного розряду, ніж дуговий розряд у центрі металевої пластини.  

230

інші

Вказівки щодо екранування вітрин: 1 Встановіть захисні вікна екранування; 2 Зовнішня частина кола підключена до кола всередині машини через фільтруючий пристрій.

231

інші

Основні критерії захисту вікон:

232

Вибір пристрою

Конденсатори повинні бути чіп-конденсаторами з малою індуктивністю виводів.

233

Вибір пристрою

Стабільний конденсатор байпасу джерела живлення, виберіть електролітичний конденсатор

234

Вибір пристрою

Конденсатори зв'язку та накопичення заряду змінного струму вибирають політетрафторетиленові або інші поліефірні (поліпропіленові, полістирольні тощо) конденсатори.

235

Вибір пристрою

Монолітні керамічні конденсатори для розв'язки високочастотних ланцюгів

236

Вибір пристрою

Критерії вибору конденсатора:
Конденсатор з максимально низьким ESR;
Якомога вище значення резонансної частоти конденсатора;

237

Вибір пристрою

Алюмінієвих електролітичних конденсаторів слід уникати в таких ситуаціях:
a. Висока температура (температура перевищує максимальну робочу температуру)
b. Надструм (струм перевищує номінальний струм пульсацій). Коли струм пульсацій перевищує номінальне значення, корпус конденсатора перегрівається, ємність зменшується, а термін служби скорочується.
c. Перенапруга (напруга перевищує номінальну). Коли напруга, що прикладається до конденсатора, вища за номінальну робочу напругу, струм витоку конденсатора збільшується, а його електричні властивості погіршуються за короткий проміжок часу, аж до його пошкодження.
d. Подача зворотної напруги або змінної напруги. Коли струмовий алюмінієвий електролітичний конденсатор підключено до кола зі зворотною полярністю, це призведе до короткого замикання електронної схеми, а результуючий струм призведе до його пошкодження. Якщо існує ймовірність подачі позитивної напруги до негативного виводу в колі, будь ласка, оберіть неполярний виріб.
е. При використанні в ланцюгах, які багаторазово та швидко заряджаються та розряджаються, коли для швидкої зарядки використовуються звичайні конденсатори, термін їх служби може скоротитися через зменшення ємності, різке підвищення температури тощо.

238

Вибір пристрою

Роз'єми фільтрів потрібні лише на екранованих шасі

239

Вибір пристрою

Під час вибору роз'ємів фільтра, окрім факторів, які слід враховувати при виборі звичайних роз'ємів, слід також враховувати частоту зрізу фільтра. Коли частоти сигналів, що передаються по жилах роз'єму, різні, частоту зрізу слід визначати на основі сигналу з найвищою частотою.

240

Вибір пристрою

Рекомендується максимально використовувати упаковку для поверхневого монтажу

241

Вибір пристрою

Вуглецева плівка є першим вибором для вибору резистора, а потім металева плівка. Коли для забезпечення потужності потрібна дротяна обмотка, необхідно враховувати її індуктивний вплив.

242

Вибір пристрою

Вибираючи конденсатори, слід зазначити, що алюмінієві електролітичні та танталові електролітичні конденсатори підходять для низькочастотних виводів; керамічні конденсатори підходять для діапазону середніх частот (від кГц до MHz); керамічні та слюдяні конденсатори підходять для дуже високих частот та мікрохвильових схем; намагайтеся використовувати конденсатори з низьким ESR (еквівалентним послідовним опором).

243

Вибір пристрою

Байпасні конденсатори повинні бути електролітичними конденсаторами ємністю 10-470 пФ, головним чином залежно від потреби в перехідному струмі на друкованій платі.

244

Вибір пристрою

Роздільні конденсатори повинні бути керамічними, з ємністю 1/100 або 1/1000 ємності шунтуючого конденсатора. Залежить від часу наростання та часу спаду найшвидшого сигналу. Наприклад, 10 нФ для 100 МГц, 4.7-100 нФ для 33 МГц та значенням ESR менше 1 Ом.
Для розв'язки вище 50 МГц використовується NPO (діелектрик з титанату стронцію), а для низькочастотної розв'язки - Z5U (титанат барію). Для паралельної розв'язки найкраще вибирати конденсатори з різницею в два порядки.

245

Вибір пристрою

При виборі індуктивностей замкнутий контур кращий за розімкнутий, а у розімкнутому контурі тип обмотки кращий за стрижневий або соленоїдний. Для низьких частот обирайте феромагнітний сердечник, а для високих – феритовий.

246

Вибір пристрою

Феритові намистини, затухання на високих частотах 10 дБ

247

Вибір пристрою

Феритові затискачі, діапазон частот MHz, синфазний (CM), диференціальний (DM) режим, затухання до 10-20 дБ

248

Вибір пристрою

Вибір діода:
Діод Шотткі: для швидкого перехідного сигналу та захисту від спалахів напруги;
Стабілітрон: для захисту від електростатичного розряду (ESD); захисту від перенапруги; захисту сигналу з низькою ємністю та високою швидкістю передачі даних
Діод для придушення перехідної напруги (TVS): захист від перехідної високої напруги, що виникає внаслідок електростатичного розряду, зменшення імпульсів перехідного типу
Варіорезистивний діод: захист від електростатичних розрядів; захист від високої напруги та високих перехідних процесів

249

Вибір пристрою

Інтегральні схеми:
Вибір CMOS-пристроїв, особливо високошвидкісних, має динамічні вимоги до живлення, і необхідно вживати заходів розв'язки, щоб задовольнити їхні миттєві вимоги до живлення.
У високочастотному середовищі контакти утворюватимуть індуктивність близько 1 нГн/1 мм, а кінець контакту також матиме невеликий зворотний ємнісний ефект, близько 4 пФ. Пристрої поверхневого монтажу корисні для захисту від електромагнітних перешкод, маючи значення паразитної індуктивності та ємності 0.5 нГн та 0.5 пФ відповідно.
Радіальні штифти кращі за осьові паралельні штифти;
Змішані схеми TTL та CMOS генеруватимуть гармоніки тактових імпульсів, корисних сигналів та джерел живлення через різний час утримання перемикачів, тому найкраще вибирати логічні схеми однієї серії.
Невикористані контакти CMOS-пристрою слід підключити до землі або живлення через послідовні резистори.

250

Вибір пристрою

Номінальне значення струму фільтра в 1.5 раза перевищує фактичне значення робочого струму.

251

Вибір пристрою

Вибір фільтра живлення: Згідно з теоретичними розрахунками або результатами випробувань, значення вставних втрат, якого повинен досягти фільтр живлення, становить IL. Під час фактичного вибору слід вибирати фільтр живлення з вставними втратами IL+20 дБ.

252

Вибір пристрою

Фільтри змінного струму та фільтри-підрозділи не можна використовувати як взаємозамінні в реальних виробах. У тимчасових прототипах фільтри змінного струму можна використовувати для тимчасової заміни фільтрів постійного струму; однак фільтри постійного струму не слід використовувати в умовах змінного струму. Частота зрізу фільтра постійного струму щодо ємності заземлення низька, і змінний струм призведе до великих втрат на ньому.

253

Вибір пристрою

Уникайте використання пристроїв, чутливих до електростатики. Електростатична чутливість вибраного пристрою зазвичай становить не менше 2000 В. В іншому випадку ретельно розгляньте та розробіть антистатичні методи. Щодо конструкції, необхідно забезпечити хороше заземлення та вжити необхідних заходів ізоляції або екранування для покращення антистатичних здібностей усієї машини.

254

Вибір пристрою

Для екранованої витої пари сигнальний струм протікає по двох внутрішніх провідниках, а шумовий струм – в екрануючому шарі, таким чином усуваючи зв'язок загального імпедансу, і будь-які перешкоди будуть відчуватися на двох провідниках одночасно, що призведе до взаємного поглинання шумів.

255

Вибір пристрою

Неекрановані кабелі з витою парою мають гіршу здатність протистояти електростатичному зв'язку. Однак вони все ще мають хороший ефект у запобіганні індукції магнітного поля. Ефект екранування неекранованих кабелів з витою парою пропорційний кількості скруток на одиницю довжини дроту.

256

Вибір пристрою

Коаксіальний кабель має більш рівномірний характеристичний імпеданс і менші втрати, що забезпечує йому кращі характеристики від постійного до УКХ-діапазону.

257

Вибір пристрою

Не використовуйте високошвидкісні логічні схеми там, де їх можна уникнути

258

Вибір пристрою

Вибираючи логічні пристрої, намагайтеся вибирати пристрої з часом наростання більше 5 нс і не вибирайте логічні пристрої, які працюють швидше, ніж вимагає схема.

259

SYSTEM

Коли кілька пристроїв підключено до електричної системи, для усунення перешкод, спричинених джерелом живлення заземлювального контуру, для ізоляції використовуються розділові трансформатори, нейтралізуючі трансформатори, оптопари та синфазні входи диференціального підсилювача.

260

SYSTEM

Визначення перешкод та перешкодних кіл: У стані запуску-зупинки або роботи пристрої або кола з великою швидкістю зміни напруги dV/dt та швидкістю зміни струму di/dt є перешкодними пристроями або перешкодними колами.

261

SYSTEM

Розмістіть заземлений провідний шар між контуром мембранної клавіатури та сусіднім контуром навпроти нього.

262

Кабелі та роз'єми

Критерії ізоляції друкованих плат та їхнього розташування: ізоляція за сильним та слабким струмом, ізоляція за великою та малою напругою, ізоляція за високою та низькою частотою, ізоляція входу та виходу, цифрова аналогова ізоляція, ізоляція входу та виходу, стандартна гранична різниця становить один порядок. Методи ізоляції включають: екранування, один або всі незалежні екрани, просторове розділення та заземлення.

263

Кабелі та роз'єми

Неекранований стрічковий кабель. Найкращий спосіб підключення — чергувати сигнальні та заземлювальні дроти. Гірший спосіб — використовувати один заземлювальний провід, два сигнальні дроти, потім один заземлювальний провід тощо, або використовувати спеціальну заземлювальну пластину.

264

Кабелі та роз'єми

Вказівки щодо екранування сигнального кабелю: 1 Використовуйте виту пару або спеціальну зовнішню екрановану виту пару для передачі сильного сигналу перешкод. 2 Для ліній живлення постійного струму слід використовувати екрановані дроти; 3 Для ліній живлення змінного струму слід використовувати виті дроти; 4 Усі сигнальні лінії/лінії живлення, що входять в зону екранування, повинні бути фільтровані. 5 Обидва кінці всіх екранованих проводів (оболонок) повинні мати хороший контакт із землею. Якщо не утворюється шкідливий контур заземлення, усі екрани кабелів повинні бути заземлені з обох кінців. Для дуже довгих кабелів також повинна бути точка заземлення посередині. 6 У чутливих низькорівневих колах, щоб усунути можливі перешкоди в контурі заземлення, кожне коло повинно мати свій власний ізольований та екранований провід заземлення.

265

Кабелі та роз'єми

Принцип екранованого дроту поблизу металевої нижньої пластини: Усі екрановані кабелі слід розміщувати близько до металевої пластини, щоб запобігти проходженню магнітного поля через петлю, утворену металевою підлогою та оболонкою екрануючого дроту.

266

Кабелі та роз'єми

Штекери для друкованих плат також повинні бути оснащені більшою кількістю проводів з нульовою напругою для ізоляції ліній.

267

Кабелі та роз'єми

Найкращий спосіб зменшити площу петлі перешкод та чутливих ланцюгів – це використовувати виту пару та екрановані дроти.

268

Кабелі та роз'єми

Вита пара дуже ефективна на частоті менше 100 кГц і обмежена на високих частотах через нерівномірний характеристичний імпеданс і результуюче відбиття форми хвилі.