Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

7 Kuolemattomia virheitä PCB-suunnittelussa

Onko sinulla idea, jonka haluat tuoda markkinoille? Tässä sarjassa John Teel kävelee läpi prototyypistä tuotannon. Noudata jokaisesta erästä tarkempia tietoja siitä, miten yksittäiset komponentit otetaan käyttöön.


Elektroniikan suunnittelu on monimutkaista, ja useimmat yleisimmät virheet esiintyvät usein piirilevyssä (PCB). PCB yhdistää ja pitää kaikki elektroniset komponentit yhdessä.

Haluatko tehdä suunnittelun itse tai vuokrata insinööri, kehotan teitä hankkimaan itsenäisen insinöörin suunnittelukatselmuksen, ennen kuin tuotat prototyyppejä. Minulla on aina muita insinöörejä tarkastelemaan mallejani ennen prototyyppiä. Riippumattomat suunnitteluarvostelut ovat yksi parhaista tavoista estää kalliita virheitä, kuten alla luetellut.

1. Korkean virran jäljet ​​eivät ole riittävän leveitä

Jos PCB-jäljen on käsiteltävä nykyistä suurempi kuin muutama sata milliampeeria, vähimmäisleveys ei todennäköisesti riitä. Ulkoisessa kerroksessa oleva jälki voi kuljettaa enemmän kuin sisäinen jälki samalle paksuudelle. Tämä johtuu siitä, että ulkoisella jäljillä on erinomainen ilmavirtaus ja lämmön hajaantuminen.

Kuparipaino mittaa kussakin jälkeessä käytetyn kuparin paksuutta. Useimmat PCB-valmistajat antavat mahdollisuuden valita 0,5 oz./sq kuparin painoista. jalkaa noin 2,5 oz./sq. ft.

Suosittelen jäljitettävän leveyden laskinta oikeaan laskentaan. Sinun on määritettävä sallittu lämpötilan nousu jälkeelle sen nykyisen kantokyvyn laskemiseksi. Turvallinen valinta on 10C: n nousu, mutta jos tarvitset kapeampaa jäljitysleveyttä, voit käyttää 20 ° C: n tai korkeampaa lämpötilan nousua.

2. Laskujen virheet

PCB-ohjelmistopaketit tarjoavat elektronisten komponenttien kirjastoja. Nämä kirjastot sisältävät kaavamaisen symbolin ja PCB-laskeutumiskuvion jokaiselle komponentille. Sinulla ei yleensä ole ongelmia, jos noudatat näitä osia suunnittelussa.

Jos kuitenkin käytät näiden kirjastojen ulkopuolella olevia komponentteja, sinun on piirrettävä kaavamerkki ja piirilevyn laskeutumismalli manuaalisesti. On helppoa tehdä virheitä erityisesti laskeutumismallissa. Jos esimerkiksi pad-välilyönti on pois päältä niin vähän kuin millimetrin murto-osa, nastat eivät kohdistu oikein, joten juottaminen on vaikeaa tai mahdotonta.

3. Virheellinen antennin asettelu langattomiin malleihin

Jos tuote käyttää langatonta tekniikkaa, antennin asettelu piirilevylle on erittäin kriittinen.Kuitenkin se on usein sijoitettu väärin, vaikka sähköinsinööritkin.

Maksimi tehonsiirto lähetinvastaanottimen ja antennin välillä on vastattava niiden impedanssia. Tämä tarkoittaa niiden monimutkaista impedanssia eikä niiden yksinkertaista vastustusta. Tarvitset oikean siirtolinjan antennin ja lähetinvastaanottimen liittämiseksi. Suurimman osan ajasta siirtolinjalla tulisi olla 50 ohmin impedanssi, jotta antennin tehonsiirto on mahdollisimman suuri.

PCB-lähetyslinjan mitat voidaan määrittää oikean impedanssin saavuttamiseksi käyttämällä erityistä laskinta, kuten ilmaista Avagon työkalua AppCad. Suosittelen tätä nimenomaista AppCADia, koska se pystyy käsittelemään paljon erilaisia ​​siirtolinjoja (microstrips, coplanar waveguides jne.). Se on myös työkalu, jota käytän säännöllisesti. Muut online-laskimet ovat rajallisempia vaihtoehdoissaan.

Antennin ja lähetinvastaanottimen välillä tarvitaan tavallisesti myös sovituspiiri, kuten LC-pi-verkko. Näin voit tarkentaa antennin impedanssia.

4. Irrotuskondensaattoreita, joita ei ole käytetty tai asetettu väärin

Suurin osa suunnittelussa tarvittavista komponenteista tarvitsee puhtaan ja vakaan jännitteen. Voimansiirtokiskojen kondensaattorit irrottavat tätä toimintoa.

Kytkentäkondensaattoreiden täytyy kuitenkin olla mahdollisimman lähellä pintaa, joka tarvitsee vakaan jännitteen tehokkaaksi. Tehon jäljen syöttöraiteesta on myös kuljettava irrotuskondensaattorin läpi ennen kuin se saavuttaa vakaa jännitettä vaativan tapin.

Erittäin herkkiä komponentteja, kuten analogisia digitaalisia muuntimia varten, on myös lisättävä sarjainduktori. Tämä luo alhaisen läpäisyn LC-suodattimen mahdollisen syöttöäänen poistamiseksi.

5. Kytkentäsäätimien asettelu ei ole optimoitu

Sähkölaitteissa on kaksi tyyppistä jänniteasetinta. Ensimmäinen tyyppi on lineaarinen säädin. He voivat tuhlata paljon virtaa, mutta ne ovat edullisia ja yleensä yksinkertaisia ​​asentaa oikein. Vaikka erityisen suuritehoisissa tai erittäin matalissa meluisissa sovelluksissa lineaarisen säätimen asettelu muuttuu kriittisemmäksi.

Toinen tyyppi on kytkentäsäädin. Vaihtosäätimet ovat monimutkaisempia, mutta paljon tehokkaampia (vähemmän virtaa hukkaan = pidempi akun käyttöaika). Ne vaativat kuitenkin PCB: n varovaisempaa asettelua, joten tietosivun ohjeita on seurattava tarkasti.

6. Käytetyt tai valmistamattomat sokeat / haudatut viat

A läpi kautta kulkee läpi kaikki levyn kerrokset. Vaikka haluaisit vain yhdistää jäljen kerroksesta toiseen kahteen kerrokseen, kaikilla muilla kerroksilla on myös kautta. Tämän ongelmana on se, että se voi lisätä piirilevyn kokoa, koska läpivienti vähentää reititystilaa jokaisella kerroksella.

Pimeä kautta yhdistää ulkoinen kerros sisäiseen kerrokseen ja haudattu kautta yhdistää kaksi sisäistä kerrosta. Se ei kuitenkaan ole niin yksinkertaista. Sokeilla ja haudoilla varustetuilla viasilla on vakavia rajoituksia, jotka perustuvat kerrosten pinoamiseen laudalle. Ne lisäävät myös huomattavasti prototyyppikustannuksia, joten en suosittele niitä useimmissa sovelluksissa.

7. Nopeat jäljet ​​ovat liian pitkiä

Suurten nopeuksien signaalien tulisi olla mahdollisimman lyhyitä ja suoria. Suurimmassa osassa malleja tämä tarkoittaa ainakin minkä tahansa korkean taajuuden kiteiden reititystä.

Useimmat mikrokontrolleripohjaiset mallit vaativat vain vähän huippunopeita signaaleja. Jos tuotteessasi on kuitenkin nopea mikroprosessori, jossa on ulkoinen data- ja osoiteväylä, jäljityspolku tulee paljon tärkeämmäksi.

Yhteenveto

Nämä ovat vain muutamia virheitä, joita voi esiintyä piirilevyn asettelussa. Jos saat toisen lausunnon (ts. Itsenäisen suunnittelun tarkastelun), se parantaa huomattavasti mahdollisuuksiasi ensimmäistä kertaa. Muuten saatat päätyä prototyyppiin, joka ei toimi, maksaa enemmän rahaa korjattavaksi ja vie kauemmin markkinoille.

Osake

Jättänyt Kommenttia