01
Komponenttien asettelun perussäännöt
1. Piirimoduulien mukaan saman toiminnon saavuttamiseksi tehtyjä asetteluja ja niihin liittyviä piirejä kutsutaan moduuleiksi. Piirimoduulin komponenttien tulisi noudattaa lähikeskittymän periaatetta, ja digitaalinen piiri ja analoginen piiri tulisi erottaa toisistaan;
2. Komponentteja tai laitteita ei saa asentaa alle 1,27 mm:n etäisyydelle muista kuin kiinnitysrei'istä, kuten asemointirei'istä, vakiorei'istä eikä 3,5 mm:n (M2,5:lle) ja 4 mm:n (M3:lle) etäisyydelle.
3. Vältä läpivientireikien sijoittamista vaakasuoraan asennettujen vastusten, induktorien (pistokkeiden), elektrolyyttikondensaattoreiden ja muiden komponenttien alle, jotta vältetään läpivientien ja komponentin kuoren oikosulku aaltojuottamisen jälkeen;
4. Komponentin ulkoreunan ja levyn reunan välinen etäisyys on 5 mm;
5. Kiinnityskomponentin alustan ulkoreunan ja viereisen välikomponentin ulkoreunan välinen etäisyys on yli 2 mm;
6. Metallikuoren komponentit ja metalliosat (suojakotelot jne.) eivät saa koskettaa muita komponentteja eivätkä olla lähellä painettuja viivoja ja tyynyjä. Niiden välisen etäisyyden tulee olla yli 2 mm. Paikannusreiän, kiinnitysreiän, soikean reiän ja muiden neliönmuotoisten reikien koko levyn ulkoreunasta on yli 3 mm.
7. Lämmityselementtien ei tulisi olla lähellä johtoja ja lämpöherkkiä elementtejä; korkean lämmitystehon omaavien elementtien tulee olla tasaisesti jakautuneita;
8. Pistorasian tulee sijaita mahdollisimman pitkälle piirilevyn ympärille, ja pistorasian ja siihen kytketyn väyläliittimen tulee olla samalla puolella. Erityistä huomiota on kiinnitettävä siihen, ettei pistorasioita ja muita hitsattavia liittimiä sijoiteta liittimien väliin, jotta pistorasiat ja liittimet voidaan hitsata toisiinsa helposti. Myös virtakaapeleiden suunnittelussa ja kiinnityksessä on huomioitava pistorasioiden ja hitsattavien liittimien välinen etäisyys. Pistokkeiden kytkeminen ja irrottaminen on helpotettava.
9. Muiden osien järjestely:
Kaikki IC-komponentit on kohdistettu samalla puolella, ja napaisten komponenttien napaisuus on selvästi merkitty. Saman piirilevyn napaisuutta ei saa merkitä useampaan kuin kahteen suuntaan. Kun kaksi suuntaa on merkitty, ne ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden;
10. Levyn pinnalla olevien johdotusten tulee olla tiheitä ja tiiviitä. Jos tiheysero on liian suuri, johdot tulee täyttää kuparifoliolla ja verkon paksuuden tulee olla yli 8 mil (tai 0,2 mm).
11. SMD-liitoksissa ei saa olla läpireikiä, jotta juotospastaa ei pääse valumaan hukkaan ja komponentit eivät juotu väärin. Tärkeiden signaalijohtojen ei sallita kulkea pistorasian nastojen välillä.
12. Laastari on kohdistettu toiselta puolelta, merkkien suunta on sama ja pakkaussuunta on sama;
13. Polarisoitujen laitteiden tulisi mahdollisuuksien mukaan olla yhdenmukaisia ​​samalla piirilevyllä olevien napaisuusmerkintöjen suunnan kanssa.

Komponenttien johdotussäännöt

1. Piirrä johdotusalue 1 mm:n etäisyydelle piirilevyn reunasta ja 1 mm:n etäisyydelle kiinnitysreiän ympäriltä. Johdotus on kielletty.
2. Virtajohdon tulee olla mahdollisimman leveä eikä sen tulisi olla alle 18 mil; signaalijohdon leveyden tulisi olla vähintään 12 mil; suorittimen tulo- ja lähtöjohtojen tulisi olla vähintään 10 mil (tai 8 mil); linjavälin tulisi olla vähintään 10 mil.
3. Normaali läpimitta on vähintään 30mil;
4. Kaksirivinen: 60 milin tyyny, 40 milin aukko;
1/4 W:n resistanssi: 51 * 55 mil (0805 pinta-asennus); linjassa ollessaan padin koko on 62 mil ja aukon koko 42 mil;
Ääretön kapasitanssi: 51 * 55 mil (0805 pinta-asennus); linjassa ollessaan pad on 50 mil ja aukko on 28 mil;
5. Huomaa, että voimajohdon ja maadoitusjohdon tulee olla mahdollisimman säteittäisiä, eikä signaalijohtoa saa silmukoida.

03
Kuinka parantaa häiriöiden sietokykyä ja sähkömagneettista yhteensopivuutta?
Kuinka parantaa häiriöiden sietokykyä ja sähkömagneettista yhteensopivuutta kehitettäessä elektronisia tuotteita prosessoreilla?

1. Seuraavien järjestelmien tulisi kiinnittää erityistä huomiota sähkömagneettisten häiriöiden estämiseen:
(1) Järjestelmä, jossa mikrokontrollerin kellotaajuus on erittäin korkea ja väyläsykli erittäin nopea.
(2) Järjestelmä sisältää suuritehoisia ja suurivirtaisia ​​käyttöpiirejä, kuten kipinöitä tuottavia releitä, suurvirtakytkimiä jne.
(3) Järjestelmä, joka sisältää heikon analogisen signaalin piirin ja erittäin tarkan A/D-muunnospiirin.

2. Ryhdy seuraaviin toimenpiteisiin järjestelmän sähkömagneettisten häiriöiden sietokyvyn parantamiseksi:
(1) Valitse matalataajuinen mikrokontrolleri:
Mikrokontrollerin valitseminen, jolla on alhainen ulkoinen kellotaajuus, voi tehokkaasti vähentää kohinaa ja parantaa järjestelmän häiriönsietokykyä. Saman taajuuden omaavilla kantti- ja siniaalloilla kanttiaallon korkeataajuiset komponentit ovat paljon suuremmat kuin siniaallon. Vaikka kanttiaallon korkeataajuisen komponentin amplitudi on pienempi kuin perusaallon, mitä korkeampi taajuus, sitä helpompi sitä on tuottaa kohinaa. Mikrokontrollerin tuottama vaikutusvaltaisin korkeataajuinen kohina on noin kolminkertainen kellotaajuuteen verrattuna.

(2) Vähentää signaalinsiirron vääristymiä
Mikrokontrollereita valmistetaan pääasiassa nopeaa CMOS-tekniikkaa käyttäen. Signaalituloliittimen staattinen tulovirta on noin 1 mA, tulokapasitanssi on noin 10 PF ja tuloimpedanssi on melko korkea. Nopean CMOS-piirin lähtöliittimellä on huomattava kuormituskapasiteetti eli suhteellisen suuri lähtöarvo. Pitkä johdin johtaa tuloliittimeen melko korkealla tuloimpedanssilla, joten heijastusongelma on erittäin vakava, aiheuttaen signaalin vääristymistä ja lisäämällä järjestelmän kohinaa. Kun Tpd > Tr, siitä tulee siirtolinjaongelma, ja on otettava huomioon muun muassa signaalin heijastuminen ja impedanssin sovitus.

Piirilevyllä kulkevan signaalin viiveaika liittyy johtimen ominaisimpedanssiin, joka puolestaan ​​liittyy piirilevymateriaalin dielektrisyysvakioon. Karkeasti voidaan olettaa, että signaalin siirtonopeus piirilevyn johtimissa on noin 1/3–1/2 valonnopeudesta. Yleisesti käytettyjen logiikkapuhelinkomponenttien Tr (standardiviiveaika) mikrokontrollerista koostuvassa järjestelmässä on 3–18 ns.

Piirilevyllä signaali kulkee 7 W:n vastuksen ja 25 cm:n pituisen johtimen läpi, ja viiveaika johtimella on noin 4–20 ns. Toisin sanoen, mitä lyhyempi signaalijohdin piirilevyllä on, sitä parempi, eikä pisin johdin saisi ylittää 25 cm:ä. Ja läpivientien lukumäärän tulisi olla mahdollisimman pieni, mieluiten enintään kaksi.
Kun signaalin nousuaika on nopeampi kuin signaalin viiveaika, se on käsiteltävä nopean elektroniikan mukaisesti. Tällöin on otettava huomioon siirtolinjan impedanssin sovitus. Piirilevyllä olevien integroitujen lohkojen välisessä signaalinsiirrossa on vältettävä tilannetta, jossa Td > Trd. Mitä suurempi piirilevy, sitä nopeampi järjestelmän nopeus ei voi olla.
Käytä seuraavia johtopäätöksiä yhteenvetona piirilevyjen suunnittelusäännöstä:
Signaali lähetetään piirilevyllä, eikä sen viiveajan tulisi olla suurempi kuin käytetyn laitteen nimellinen viiveaika.

(3) Vähennä signaalilinjojen välisiä ristihäiriöitä*:
Pisteessä A nousuajan Tr omaava askelsignaali lähetetään liittimeen B johtimen AB kautta. Signaalin viiveaika AB-linjalla on Td. Pisteessä D pisteestä A eteenpäin lähetetyn signaalin, pisteen B saavuttamisen jälkeen tapahtuvan signaalin heijastumisen ja AB-linjan viiveen vuoksi indusoituu ajan Td kuluttua Tr leveä hakupulssisignaali. Pisteessä C signaalin AB-linjalla lähettämisen ja heijastumisen vuoksi indusoituu positiivinen pulssisignaali, jonka leveys on kaksinkertainen AB-linjan signaalin viiveaikaan verrattuna, eli 2Td. Tämä on signaalien välistä risti-interferenssiä. Interferenssisignaalin voimakkuus liittyy signaalin di/at-arvoon pisteessä C ja viivojen väliseen etäisyyteen. Kun signaalilinjat eivät ole kovin pitkiä, AB-linjalla näkyvä on itse asiassa kahden pulssin superpositio.

CMOS-teknologialla toteutetulla mikrokontrollerilla on korkea tuloimpedanssi, korkea kohina ja korkea kohinansietokyky. Digitaalinen piiri on päällekkäin 100–200 mV:n kohinalla, joka ei vaikuta sen toimintaan. Jos kuvan AB-linja on analoginen signaali, tämä häiriö on sietämätön. Esimerkiksi piirilevy on nelikerroksinen levy, josta yksi on laaja-alainen maadoitus, tai kaksipuolinen levy, ja kun signaalilinjan vastakkainen puoli on laaja-alainen maadoitus, tällaisten signaalien välinen ristihäiriö* vähenee. Syynä on se, että maadoituksen suuri pinta-ala pienentää signaalilinjan ominaisimpedanssia ja signaalin heijastuminen D-päässä pienenee huomattavasti. Ominaismidipanssi on kääntäen verrannollinen väliaineen dielektrisen vakion neliöön signaalilinjasta maahan ja verrannollinen väliaineen paksuuden luonnolliseen logaritmiin. Jos AB-linja on analoginen signaali, digitaalisen piirisignaalilinjan CD ja AB:n häiriöiden välttämiseksi AB-linjan alla tulisi olla suuri alue, ja AB-linjan ja CD-linjan välisen etäisyyden tulisi olla yli 2–3 kertaa AB-linjan ja maan välinen etäisyys. Se voi olla osittain suojattu, ja maadoitusjohtimet sijoitetaan johtimen vasemmalle ja oikealle puolelle johtimen puolelle.

(4) Vähennä virtalähteestä tulevaa kohinaa
Vaikka virtalähde syöttää energiaa järjestelmälle, se myös lisää kohinaa virtalähteeseen. Piirin mikrokontrollerin nollauslinja, keskeytyslinja ja muut ohjauslinjat ovat alttiimpia ulkoisille häiriöille. Voimakkaat häiriöt sähköverkossa tulevat piiriin virtalähteen kautta. Jopa akkukäyttöisessä järjestelmässä akussa itsessään on korkeataajuista kohinaa. Analogipiirin analoginen signaali kestää vielä huonommin virtalähteen häiriöitä.

(5) Kiinnitä huomiota piirilevyjen ja komponenttien korkeataajuusominaisuuksiin
Korkeataajuuksilla johtimia, läpivientejä, vastuksia, kondensaattoreita sekä piirilevyn liittimien hajautettua induktanssia ja kapasitanssia ei voida jättää huomiotta. Kondensaattorin hajautettua induktanssia ei voida jättää huomiotta, eikä induktorin hajautettua kapasitanssia voida jättää huomiotta. Vastus tuottaa korkeataajuussignaalin heijastuksen, ja johtimen hajautettu kapasitanssi vaikuttaa tähän. Kun pituus on yli 1/20 kohinan taajuuden vastaavasta aallonpituudesta, syntyy antenniefekti, ja kohina pääsee johtimen läpi.

Painetun piirilevyn läpivientireiät aiheuttavat noin 0,6 pF:n kapasitanssin.
Integroidun piirin pakkausmateriaali itsessään sisältää 2–6 pf:n kondensaattoreita.
Piirilevyn liittimen hajautettu induktanssi on 520 nH. Kaksirivinen 24-nastainen integroidun piirin varras tuo 4–18 nH hajautetun induktanssin.
Nämä pienet jakeluparametrit ovat merkityksettömiä tässä matalataajuisten mikrokontrollerijärjestelmien linjassa; erityistä huomiota on kiinnitettävä suurnopeusjärjestelmiin.

(6) Komponenttien asettelun tulisi olla kohtuullisesti osioitu
Komponenttien sijoittelun piirilevyllä tulisi täysin ottaa huomioon sähkömagneettisten häiriöiden esto. Yksi periaatteista on, että komponenttien välisten johtimien tulisi olla mahdollisimman lyhyitä. Asettelussa analogisen signaalin osa, nopean digitaalisen piirin osa ja kohinalähteen osa (kuten releet, suurvirtakytkimet jne.) tulisi olla kohtuullisen erillään, jotta niiden välinen signaalikytkentä olisi mahdollisimman pieni.

G Käsittele maadoitusjohtoa
Piirilevyllä tärkeimmät ovat virtajohto ja maadoitusjohto. Tärkein menetelmä sähkömagneettisten häiriöiden voittamiseksi on maadoitus.
Kaksoispaneeleissa maadoitusjohtimien asettelu on erityisen tarkka. Yksipistemaadoituksen avulla virtalähde ja maadoitus kytketään piirilevyyn virtalähteen molemmista päistä. Virtalähteellä on yksi kosketin ja maadoitusjohdolla on yksi kosketin. Piirilevyllä on oltava useita paluumaadoitusjohtimia, jotka kerätään paluuvirtalähteen kosketuspisteeseen, jota kutsutaan yksipistemaadoitukseksi. Niin kutsuttu analoginen maadoitus, digitaalinen maadoitus ja suurteholaitteiden maadoituksen jakaminen viittaa johdotuksen erottamiseen, ja lopulta kaikki yhtyvät tähän maadoituspisteeseen. Kun kytketään muihin signaaleihin kuin piirilevyihin, käytetään yleensä suojattuja kaapeleita. Suurtaajuisten ja digitaalisten signaalien osalta suojatun kaapelin molemmat päät on maadoitettu. Matalataajuisten analogisten signaalien suojatun kaapelin toinen pää on maadoitettava.
Piirit, jotka ovat erittäin herkkiä kohinalle ja häiriöille tai jotka ovat erityisen korkeataajuisia kohinalle, tulisi suojata metallikannella.

(7) Käytä erotuskondensaattoreita oikein.
Hyvä korkeataajuinen irrotuskondensaattori voi poistaa jopa 1 GHz:n taajuisia korkeataajuisia komponentteja. Keraamisilla sirukondensaattoreilla tai monikerroksisilla keraamisilla kondensaattoreilla on paremmat korkeataajuusominaisuudet. Piirilevyä suunniteltaessa on jokaisen integroidun piirin tehon ja maan väliin lisättävä irrotuskondensaattori. Irrotuskondensaattorilla on kaksi toimintoa: se on integroidun piirin energian varastointikondensaattori, joka syöttää ja absorboi lataus- ja purkausenergiaa integroidun piirin avaus- ja sulkemishetkellä; toisaalta se ohittaa laitteen korkeataajuisen kohinan. Tyypillisellä digitaalipiirien 0,1 uF:n irrotuskondensaattorilla on 5 nH:n hajautettu induktanssi ja sen rinnakkaisresonanssitaajuus on noin 7 MHz, mikä tarkoittaa, että sillä on parempi irrotusvaikutus alle 10 MHz:n kohinalle ja parempi irrotusvaikutus yli 40 MHz:n kohinalle. Kohinalla ei ole juurikaan vaikutusta.

1uF ja 10uF kondensaattoreilla, joiden rinnakkaisresonanssitaajuus on yli 20 MHz, korkeataajuisen kohinan poisto on parempi. Usein on edullista käyttää 1uF tai 10uF suurtaajuuskondensaattoria virransyöttökohdassa piirilevylle, myös paristokäyttöisissä järjestelmissä.
Jokaista 10 integroitua piiriä kohden on asennettava lataus- ja purkauskondensaattori eli varastokondensaattori. Kondensaattorin koko voi olla 10 µF. Elektrolyyttikondensaattoreita ei kannata käyttää. Elektrolyyttikondensaattorit on kääritty kahteen PU-kalvokerrokseen. Tämä kierretty rakenne toimii induktanssina korkeilla taajuuksilla. On parasta käyttää sappikondensaattoria tai polykarbonaattikondensaattoria.

Irrotuskondensaattorin arvon valinta ei ole ehdoton, se voidaan laskea kaavalla C=1/f; eli 0,1 µF 10 MHz:n taajuudella, ja mikrokontrollerista koostuvassa järjestelmässä se voi olla 0,1 µF ja 0,01 µF välillä.

3. Jonkin verran kokemusta kohinan ja sähkömagneettisten häiriöiden vähentämisestä.
(1) Nopeampien sirujen sijasta voidaan käyttää hitaita siruja. Nopeampia siruja käytetään avainpaikoissa.
(2) Vastus voidaan kytkeä sarjaan ohjauspiirin ylä- ja alareunan hyppynopeuden vähentämiseksi.
(3) Yritä tarjota jonkinlaista vaimennusta releille jne.
(4) Käytä järjestelmävaatimukset täyttävää alhaisinta kellotaajuutta.
(5) Kellogeneraattori on mahdollisimman lähellä kelloa käyttävää laitetta. Kvartsikideoskillaattorin kuoren tulee olla maadoitettu.
(6) Sulje kellon alue maadoitusjohdolla ja pidä kellon johto mahdollisimman lyhyenä.
(7) I/O-käyttöpiirin tulisi olla mahdollisimman lähellä piirilevyn reunaa ja antaa sen poistua piirilevyltä mahdollisimman pian. Piirilevylle tuleva signaali tulisi suodattaa, samoin kuin kohinaisten alueiden signaalit. Samanaikaisesti tulisi käyttää sarjaa päätevastuksia signaalin heijastumisen vähentämiseksi.
(8) MCD:n turha pää tulee kytkeä korkeaan eli maadoitettuun liitäntään tai määritellä lähtöpääksi. Virtalähteen maahan kytkettävä integroidun piirin pää tulee kytkeä siihen, eikä sitä saa jättää kellumaan.
(9) Käyttämättömän operaatiovahvistimen porttipiirin tuloliitintä ei saa jättää kelluvaksi. Käyttämättömän operaatiovahvistimen positiivinen tuloliitin tulee maadoittaa ja negatiivinen tuloliitin tulee kytkeä lähtöliittimeen. (10) Piirilevyssä tulisi pyrkiä käyttämään 45-kertaisia ​​linjoja 90-kertaisten linjojen sijaan, jotta suurtaajuussignaalien ulkoinen säteily ja kytkentä vähenevät.
(11) Piirilevyt on jaettu taajuus- ja virtakytkentäominaisuuksien mukaan, ja kohinakomponenttien ja ei-kohinakomponenttien tulisi olla kauempana toisistaan.
(12) Käytä yksipisteistä virransyöttöä ja yksipisteistä maadoitusta yksi- ja kaksipisteisille paneeleille. Virtajohdon ja maadoitusjohdon tulee olla mahdollisimman paksut. Jos taloudellisesti mahdollista, käytä monikerroslevyä virtalähteen ja maadoituksen kapasitiivisen induktanssin vähentämiseksi.
(13) Pidä kello-, väylä- ja sirunvalintasignaalit poissa I/O-linjoista ja -liittimistä.
(14) Analogisen jännitteen tulojohdon ja referenssijänniteliittimen tulisi olla mahdollisimman kaukana digitaalisen piirin signaalijohdosta, erityisesti kellosta.
(15) Analogi- ja digitaalilaitteiden tapauksessa digitaalinen ja analoginen osa yhdistetään mieluummin kuin luovutetaan toisilleen*.
(16) I/O-linjaan nähden kohtisuorassa oleva kellolinja aiheuttaa vähemmän häiriöitä kuin rinnakkainen I/O-linja, ja kellokomponenttien nastat ovat kaukana I/O-kaapelista.
(17) Komponenttien nastojen tulisi olla mahdollisimman lyhyitä, ja irrotuskondensaattorin nastojen tulisi olla mahdollisimman lyhyitä.
(18) Avainlinjan tulee olla mahdollisimman paksu ja molemmille puolille on lisättävä suojaava maadoitus. Suurnopeuslinjan tulee olla lyhyt ja suora.
(19) Kohinalle herkkiä johtoja ei tule sijoittaa rinnakkain suurvirtaisten ja suurnopeuksisten kytkentäjohtojen kanssa.
(20) Älä vedä johtoja kvartsikiteen alle tai kohinaherkkien laitteiden alle.
(21) Heikkosignaalisissa piireissä ei saa muodostaa virtasilmukoita matalataajuisten piirien ympärille.
(22) Älä muodosta silmukkaa millekään signaalille. Jos se on välttämätöntä, tee silmukka-alueesta mahdollisimman pieni.
(23) Yksi irrotuskondensaattori integroitua piiriä kohden. Jokaiseen elektrolyyttikondensaattoriin on lisättävä pieni korkeataajuinen ohituskondensaattori.
(24) Käytä energian varastointikondensaattoreiden lataamiseen ja purkamiseen suurikapasiteettisia tantaali- tai juku-kondensaattoreita elektrolyyttikondensaattoreiden sijaan. Putkikondensaattoreita käytettäessä kotelo on maadoitettava.

04
PROTELin yleisesti käytetyt pikanäppäimet
Sivu ylös Lähennä hiiren ollessa keskellä
Sivu alas Loitonna hiiren ollessa keskipisteenä.
Aloitus Keskitä hiiren osoittama sijainti
Lopeta päivitys (uudelleenpiirto)
* Vaihda ylimmän ja alimman kerroksen välillä
+ (-) Vaihda kerros kerrokselta: “+” ja “-” ovat vastakkaisiin suuntiin
Q mm (millimetri) ja mil (mil) -yksiköiden vaihto
IM mittaa kahden pisteen välisen etäisyyden
E x Muokkaa X:ää, X on muokkauskohde, koodi on seuraava: (A) = kaari; (C) = komponentti; (F) = täyttö; (P) = pad; (N) = verkko; (S) = merkki; (T) = lanka; (V) = läpivienti; (I) = yhdysviiva; (G) = täytetty monikulmio. Esimerkiksi, kun haluat muokata komponenttia, paina EC, hiiren osoitin ilmestyy "kymmenen", napsauta muokataksesi.
Muokattuja komponentteja voidaan muokata.
P x Paikka X, X on sijoittelukohde, koodi on sama kuin yllä.
M x liikuttaa X:ää, X on liikkuva kohde, (A), (C), (F), (P), (S), (T), (V), (G) Sama kuin yllä, ja (I) = valinnan osan kääntäminen; (O) valinnan osan kiertäminen; (M) = valinnan osan siirtäminen; (R) = uudelleenjohdotus.
S x valitsee X:n, X on valittu sisältö, koodi on seuraava: (I) = sisäalue; (O) = ulkoalue; (A) = kaikki; (L) = kaikki tason sisältö; (K) = lukittu osa; (N) = fyysinen verkko; (C) = fyysinen yhteyslinja; (H) = määritetyllä aukolla varustettu alue; (G) = ruudukon ulkopuolinen alue. Esimerkiksi, kun haluat valita kaikki, paina SA, jolloin kaikki grafiikat syttyvät osoittamaan, että ne on valittu, ja voit kopioida, tyhjentää ja siirtää valitut tiedostot.