01
Règles de base de la disposition des composants
1. Selon les modules de circuits, pour réaliser la disposition et les circuits associés qui remplissent la même fonction sont appelés un module.Les composants du module de circuit doivent adopter le principe de concentration proche, et le circuit numérique et le circuit analogique doivent être séparés ;
2. Aucun composant ou dispositif ne doit être monté à moins de 1,27 mm de trous non de montage tels que des trous de positionnement, des trous standard et 3,5 mm (pour M2,5) et 4 mm (pour M3) de 3,5 mm (pour M2,5) et 4 mm (pour M3) ne doivent pas être autorisés pour monter des composants ;
3. Évitez de placer des vias sous les résistances, inductances (plug-ins), condensateurs électrolytiques et autres composants montés horizontalement pour éviter de court-circuiter les vias et la coque du composant après le soudage à la vague ;
4. La distance entre l'extérieur du composant et le bord de la carte est de 5 mm ;
5. La distance entre l'extérieur du support du composant de montage et l'extérieur du composant intercalaire adjacent est supérieure à 2 mm ;
6. Les composants de la coque métallique et les pièces métalliques (boîtiers de blindage, etc.) ne doivent pas toucher d'autres composants et ne doivent pas être proches des lignes et des tampons imprimés.La distance entre eux doit être supérieure à 2 mm.La taille du trou de positionnement, du trou d'installation des fixations, du trou ovale et des autres trous carrés dans la planche depuis l'extérieur du bord de la planche est supérieure à 3 mm ;
7. Les éléments chauffants ne doivent pas être à proximité de fils et d'éléments sensibles à la chaleur ;les éléments à haute température doivent être répartis uniformément ;
8. La prise de courant doit être disposée autant que possible autour de la carte imprimée, et la prise de courant et la borne de barre omnibus qui y est connectée doivent être disposées du même côté.Une attention particulière doit être portée à ne pas disposer de prises de courant et autres connecteurs à souder entre les connecteurs pour faciliter le soudage de ces prises et connecteurs, ainsi qu'à la conception et à l'arrimage des câbles d'alimentation.L'espacement des prises de courant et des connecteurs à souder doit être pris en compte pour faciliter le branchement et le débranchement des fiches de courant ;
9. Disposition des autres composants :
Tous les composants IC sont alignés d'un côté et la polarité des composants polaires est clairement marquée.La polarité d'un même circuit imprimé ne peut pas être marquée dans plus de deux directions.Lorsque deux directions apparaissent, les deux directions sont perpendiculaires l’une à l’autre ;
10. Le câblage sur la surface de la carte doit être dense et dense.Lorsque la différence de densité est trop grande, elle doit être remplie d'une feuille de cuivre maillée et la grille doit être supérieure à 8 mil (ou 0,2 mm) ;
11. Il ne doit y avoir aucun trou traversant sur les plots CMS pour éviter la perte de pâte à souder et provoquer une fausse soudure des composants.Les lignes de signaux importantes ne sont pas autorisées à passer entre les broches de la prise ;
12. Le patch est aligné d'un côté, le sens des caractères est le même et le sens de l'emballage est le même ;
13. Dans la mesure du possible, les appareils polarisés doivent être cohérents avec la direction de marquage de polarité sur la même carte.

Règles de câblage des composants

1. Dessinez la zone de câblage à moins de 1 mm du bord de la carte PCB et à moins de 1 mm autour du trou de montage, le câblage est interdit ;
2. La ligne électrique doit être aussi large que possible et ne doit pas mesurer moins de 18 mil ;la largeur de la ligne de signal ne doit pas être inférieure à 12 mil ;les lignes d'entrée et de sortie du processeur ne doivent pas être inférieures à 10 mil (ou 8 mil) ;l'espacement des lignes ne doit pas être inférieur à 10 mil ;
3. Le via normal n'est pas inférieur à 30 mil ;
4. Double ligne : tampon de 60 mil, ouverture de 40 mil ;
Résistance 1/4 W : 51 x 55 mil (montage en surface 0805) ;en ligne, le tampon mesure 62 mil et l'ouverture est de 42 mil ;
Capacité infinie : 51*55 mil (montage en surface 0805) ;en ligne, le tampon mesure 50 mil et l'ouverture est de 28 mil ;
5. Notez que la ligne électrique et la ligne de terre doivent être aussi radiales que possible et que la ligne de signal ne doit pas être bouclée.

03
Comment améliorer la capacité anti-interférence et la compatibilité électromagnétique ?
Comment améliorer la capacité anti-interférence et la compatibilité électromagnétique lors du développement de produits électroniques dotés de processeurs ?

1. Les systèmes suivants doivent accorder une attention particulière aux interférences anti-électromagnétiques :
(1) Un système dans lequel la fréquence d'horloge du microcontrôleur est extrêmement élevée et le cycle du bus est extrêmement rapide.
(2) Le système contient des circuits de commande à haute puissance et à courant élevé, tels que des relais produisant des étincelles, des commutateurs à courant élevé, etc.
(3) Un système contenant un circuit de signal analogique faible et un circuit de conversion A/D de haute précision.

2. Prenez les mesures suivantes pour augmenter la capacité d'interférence anti-électromagnétique du système :
(1) Choisissez un microcontrôleur à basse fréquence :
Le choix d'un microcontrôleur avec une faible fréquence d'horloge externe peut réduire efficacement le bruit et améliorer la capacité anti-interférence du système.Pour les ondes carrées et sinusoïdales de même fréquence, les composantes haute fréquence de l’onde carrée sont bien supérieures à celles de l’onde sinusoïdale.Bien que l'amplitude de la composante haute fréquence de l'onde carrée soit inférieure à celle de l'onde fondamentale, plus la fréquence est élevée, plus il est facile de l'émettre comme source de bruit.Le bruit haute fréquence le plus influent généré par le microcontrôleur est environ 3 fois supérieur à la fréquence d'horloge.

(2) Réduire la distorsion dans la transmission du signal
Les microcontrôleurs sont principalement fabriqués à l’aide de la technologie CMOS haute vitesse.Le courant d'entrée statique de la borne d'entrée du signal est d'environ 1 mA, la capacité d'entrée est d'environ 10 PF et l'impédance d'entrée est assez élevée.La borne de sortie du circuit CMOS haute vitesse a une capacité de charge considérable, c'est-à-dire une valeur de sortie relativement importante.Le long fil mène à la borne d'entrée avec une impédance d'entrée assez élevée, le problème de réflexion est très grave, cela provoquera une distorsion du signal et augmentera le bruit du système.Lorsque Tpd>Tr, cela devient un problème de ligne de transmission et des problèmes tels que la réflexion du signal et l'adaptation d'impédance doivent être pris en compte.

Le temps de retard du signal sur la carte imprimée est lié à l'impédance caractéristique du fil, qui est liée à la constante diélectrique du matériau de la carte de circuit imprimé.On peut grossièrement considérer que la vitesse de transmission du signal sur les fils du circuit imprimé est d'environ 1/3 à 1/2 de la vitesse de la lumière.Le Tr (temps de retard standard) des composants téléphoniques logiques couramment utilisés dans un système composé d'un microcontrôleur est compris entre 3 et 18 ns.

Sur le circuit imprimé, le signal passe par une résistance de 7 W et un câble de 25 cm de long, et le temps de retard sur la ligne est d'environ 4 à 20 ns.En d’autres termes, plus le fil de signal sur le circuit imprimé est court, mieux c’est, et le plus long ne doit pas dépasser 25 cm.Et le nombre de vias doit être aussi petit que possible, de préférence pas supérieur à deux.
Lorsque le temps de montée du signal est plus rapide que le temps de retard du signal, il doit être traité conformément à une électronique rapide.À ce stade, l'adaptation d'impédance de la ligne de transmission doit être prise en compte.Pour la transmission du signal entre les blocs intégrés sur une carte de circuit imprimé, la situation Td>Trd doit être évitée.Plus le circuit imprimé est grand, plus la vitesse du système ne peut pas être rapide.
Utilisez les conclusions suivantes pour résumer une règle de conception de circuits imprimés :
Le signal est transmis sur la carte imprimée et son temps de retard ne doit pas être supérieur au temps de retard nominal de l'appareil utilisé.

(3) Réduisez les interférences croisées* entre les lignes de signaux :
Un signal de pas avec un temps de montée de Tr au point A est transmis à la borne B via le fil AB.Le temps de retard du signal sur la ligne AB est Td.Au point D, en raison de la transmission directe du signal du point A, de la réflexion du signal après avoir atteint le point B et du retard de la ligne AB, un signal d'impulsion de page d'une largeur de Tr sera induit après le temps Td.Au point C, en raison de la transmission et de la réflexion du signal sur AB, un signal d'impulsion positive d'une largeur de deux fois le temps de retard du signal sur la ligne AB, c'est-à-dire 2Td, est induit.Il s'agit de l'interférence croisée entre les signaux.L'intensité du signal parasite est liée au di/at du signal au point C et à la distance entre les lignes.Lorsque les deux lignes de signal ne sont pas très longues, ce que l’on voit sur AB est en réalité la superposition de deux impulsions.

Le microcontrôle réalisé grâce à la technologie CMOS présente une impédance d'entrée élevée, un bruit élevé et une tolérance au bruit élevée.Le circuit numérique est superposé à un bruit de 100 ~ 200 mv et n'affecte pas son fonctionnement.Si la ligne AB sur la figure est un signal analogique, cette interférence devient intolérable.Par exemple, la carte de circuit imprimé est une carte à quatre couches, dont l'une est une masse de grande surface, ou une carte double face, et lorsque l'envers de la ligne de signal est une masse de grande surface, la croix* les interférences entre ces signaux seront réduites.La raison en est que la grande surface du sol réduit l'impédance caractéristique de la ligne de signal et la réflexion du signal à l'extrémité D est considérablement réduite.L'impédance caractéristique est inversement proportionnelle au carré de la constante diélectrique du milieu depuis la ligne de signal jusqu'à la terre, et proportionnelle au logarithme népérien de l'épaisseur du milieu.Si la ligne AB est un signal analogique, pour éviter l'interférence de la ligne de signal du circuit numérique CD vers AB, il doit y avoir une grande zone sous la ligne AB et la distance entre la ligne AB et la ligne CD doit être supérieure à 2. à 3 fois la distance entre la ligne AB et le sol.Il peut être partiellement blindé et les fils de terre sont placés sur les côtés gauche et droit du fil, du côté du fil.

(4) Réduire le bruit de l'alimentation électrique
Bien que l’alimentation électrique fournisse de l’énergie au système, elle ajoute également son bruit à l’alimentation électrique.La ligne de réinitialisation, la ligne d'interruption et les autres lignes de contrôle du microcontrôleur du circuit sont les plus sensibles aux interférences du bruit externe.De fortes interférences sur le réseau électrique pénètrent dans le circuit via l'alimentation électrique.Même dans un système alimenté par batterie, la batterie elle-même émet un bruit haute fréquence.Le signal analogique du circuit analogique est encore moins capable de résister aux interférences de l’alimentation.

(5) Faites attention aux caractéristiques haute fréquence des cartes de circuits imprimés et des composants
Dans le cas de la haute fréquence, les fils, vias, résistances, condensateurs ainsi que l'inductance et la capacité distribuées des connecteurs sur le circuit imprimé ne peuvent être ignorés.L'inductance distribuée du condensateur ne peut être ignorée, et la capacité distribuée de l'inductance ne peut être ignorée.La résistance produit la réflexion du signal haute fréquence et la capacité distribuée du fil jouera un rôle.Lorsque la longueur est supérieure à 1/20 de la longueur d'onde correspondante de la fréquence du bruit, un effet d'antenne est produit et le bruit est émis à travers le fil.

Les vias de la carte de circuit imprimé provoquent environ 0,6 pf de capacité.
Le matériau d'emballage d'un circuit intégré lui-même introduit des condensateurs de 2 à 6 pf.
Un connecteur sur un circuit imprimé a une inductance distribuée de 520nH.Une brochette de circuit intégré double en ligne à 24 broches introduit une inductance distribuée de 4 à 18 nH.
Ces petits paramètres de distribution sont négligeables dans cette gamme de systèmes de microcontrôleurs basse fréquence ;une attention particulière doit être accordée aux systèmes à grande vitesse.

(6) La disposition des composants doit être raisonnablement divisée
La position des composants sur la carte de circuit imprimé doit pleinement prendre en compte le problème des interférences anti-électromagnétiques.L'un des principes est que les liaisons entre les composants doivent être aussi courtes que possible.Dans la disposition, la partie signal analogique, la partie circuit numérique à grande vitesse et la partie source de bruit (telle que les relais, les commutateurs à courant élevé, etc.) doivent être raisonnablement séparées pour minimiser le couplage de signal entre elles.

G Manipulez le fil de terre
Sur le circuit imprimé, la ligne électrique et la ligne de terre sont les plus importantes.La méthode la plus importante pour surmonter les interférences électromagnétiques est la mise à la terre.
Pour les panneaux doubles, la disposition des fils de terre est particulièrement particulière.Grâce à l'utilisation d'une mise à la terre en un seul point, l'alimentation et la terre sont connectées au circuit imprimé depuis les deux extrémités de l'alimentation.L'alimentation électrique a un contact et la terre a un contact.Sur le circuit imprimé, il doit y avoir plusieurs fils de terre de retour, qui seront rassemblés sur le point de contact de l'alimentation de retour, ce qu'on appelle la mise à la terre à point unique.La séparation de la masse dite analogique, numérique et de la masse des appareils haute puissance fait référence à la séparation du câblage, et finalement tous convergent vers ce point de mise à la terre.Lors de la connexion avec des signaux autres que des cartes de circuits imprimés, des câbles blindés sont généralement utilisés.Pour les signaux haute fréquence et numériques, les deux extrémités du câble blindé sont mises à la terre.Une extrémité du câble blindé pour les signaux analogiques basse fréquence doit être mise à la terre.
Les circuits très sensibles au bruit et aux interférences ou les circuits particulièrement à haute fréquence doivent être protégés par un capot métallique.

(7) Utilisez bien les condensateurs de découplage.
Un bon condensateur de découplage haute fréquence peut supprimer les composants haute fréquence jusqu'à 1 GHz.Les condensateurs à puce en céramique ou les condensateurs céramiques multicouches ont de meilleures caractéristiques haute fréquence.Lors de la conception d'un circuit imprimé, un condensateur de découplage doit être ajouté entre l'alimentation et la masse de chaque circuit intégré.Le condensateur de découplage a deux fonctions : d'une part, c'est le condensateur de stockage d'énergie du circuit intégré, qui fournit et absorbe l'énergie de charge et de décharge au moment de l'ouverture et de la fermeture du circuit intégré ;d'autre part, il contourne le bruit haute fréquence de l'appareil.Le condensateur de découplage typique de 0,1 uf dans les circuits numériques a une inductance distribuée de 5 nH et sa fréquence de résonance parallèle est d'environ 7 MHz, ce qui signifie qu'il a un meilleur effet de découplage pour le bruit inférieur à 10 MHz et un meilleur effet de découplage pour le bruit supérieur à 40 MHz.Le bruit n'a presque aucun effet.

Condensateurs 1uf, 10uf, la fréquence de résonance parallèle est supérieure à 20 MHz, l'effet de suppression du bruit haute fréquence est meilleur.Il est souvent avantageux d'utiliser un condensateur haute fréquence de 1 uf ou 10 uf là où l'énergie entre dans la carte imprimée, même pour les systèmes alimentés par batterie.
Tous les 10 morceaux de circuits intégrés doivent ajouter un condensateur de charge et de décharge, ou appelé condensateur de stockage, la taille du condensateur peut être de 10 uf.Il est préférable de ne pas utiliser de condensateurs électrolytiques.Les condensateurs électrolytiques sont enroulés avec deux couches de film PU.Cette structure enroulée agit comme une inductance aux hautes fréquences.Il est préférable d'utiliser un condensateur biliaire ou un condensateur en polycarbonate.

La sélection de la valeur du condensateur de découplage n'est pas stricte, elle peut être calculée selon C=1/f ;c'est-à-dire 0,1 uf pour 10 MHz, et pour un système composé d'un microcontrôleur, cela peut être compris entre 0,1 uf et 0,01 uf.

3. Une certaine expérience dans la réduction du bruit et des interférences électromagnétiques.
(1) Des puces à basse vitesse peuvent être utilisées à la place des puces à grande vitesse.Des puces à grande vitesse sont utilisées à des endroits clés.
(2) Une résistance peut être connectée en série pour réduire le taux de saut des bords supérieur et inférieur du circuit de commande.
(3) Essayez de fournir une certaine forme d'amortissement pour les relais, etc.
(4) Utilisez l'horloge de fréquence la plus basse qui répond à la configuration système requise.
(5) Le générateur d'horloge est aussi proche que possible de l'appareil qui utilise l'horloge.La coque de l'oscillateur à cristal de quartz doit être mise à la terre.
(6) Entourez la zone de l'horloge avec un fil de terre et gardez le fil de l'horloge aussi court que possible.
(7) Le circuit de commande d'E/S doit être aussi proche que possible du bord de la carte imprimée et le laisser quitter la carte imprimée dès que possible.Le signal entrant dans la carte imprimée doit être filtré, et le signal provenant de la zone à fort bruit doit également être filtré.Dans le même temps, une série de résistances terminales doit être utilisée pour réduire la réflexion du signal.
(8) L'extrémité inutile du MCD doit être connectée au niveau haut, ou mise à la terre, ou définie comme extrémité de sortie.L'extrémité du circuit intégré qui doit être connectée à la masse de l'alimentation doit y être connectée et elle ne doit pas rester flottante.
(9) La borne d'entrée du circuit de porte qui n'est pas utilisé ne doit pas être laissée flottante.La borne d'entrée positive de l'amplificateur opérationnel inutilisé doit être mise à la terre et la borne d'entrée négative doit être connectée à la borne de sortie.(10) La carte imprimée devrait essayer d'utiliser des lignes 45 fois au lieu de lignes 90 fois pour réduire l'émission externe et le couplage des signaux haute fréquence.
(11) Les cartes imprimées sont divisées en fonction des caractéristiques de commutation de fréquence et de courant, et les composants de bruit et les composants non bruyants doivent être plus éloignés.
(12) Utilisez une alimentation en un seul point et une mise à la terre en un seul point pour les panneaux simples et doubles.La ligne électrique et la ligne de terre doivent être aussi épaisses que possible.Si l'économie est abordable, utilisez une carte multicouche pour réduire l'inductance capacitive de l'alimentation et de la terre.
(13) Gardez les signaux d'horloge, de bus et de sélection de puce éloignés des lignes et des connecteurs d'E/S.
(14) La ligne d'entrée de tension analogique et la borne de tension de référence doivent être aussi éloignées que possible de la ligne de signal du circuit numérique, en particulier de l'horloge.
(15) Pour les appareils A/D, la partie numérique et la partie analogique seraient plutôt unifiées que transférées*.
(16) La ligne d'horloge perpendiculaire à la ligne d'E/S présente moins d'interférences que la ligne d'E/S parallèle et les broches des composants d'horloge sont loin du câble d'E/S.
(17) Les broches des composants doivent être aussi courtes que possible et les broches du condensateur de découplage doivent être aussi courtes que possible.
(18) La ligne de touche doit être aussi épaisse que possible et une terre de protection doit être ajoutée des deux côtés.La ligne à grande vitesse doit être courte et droite.
(19) Les lignes sensibles au bruit ne devraient pas être parallèles aux lignes de commutation à courant élevé et à grande vitesse.
(20) Ne faites pas passer les fils sous le cristal de quartz ou sous des appareils sensibles au bruit.
(21) Pour les circuits à signal faible, ne formez pas de boucles de courant autour des circuits basse fréquence.
(22) Ne formez pas de boucle pour aucun signal.Si cela est inévitable, réduisez au maximum la zone de la boucle.
(23) Un condensateur de découplage par circuit intégré.Un petit condensateur de dérivation haute fréquence doit être ajouté à chaque condensateur électrolytique.
(24) Utilisez des condensateurs au tantale de grande capacité ou des condensateurs juku au lieu de condensateurs électrolytiques pour charger et décharger les condensateurs de stockage d'énergie.Lors de l'utilisation de condensateurs tubulaires, le boîtier doit être mis à la terre.

04
Touches de raccourci PROTEL couramment utilisées
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Accueil Centrer la position pointée par la souris
Fin de l'actualisation (redessiner)
* Basculer entre les couches supérieure et inférieure
+ (-) Changer de couche par couche : "+" et "-" sont dans le sens opposé
Commutateur d'unité Q mm (millimètre) et mil (mil)
IM mesure la distance entre deux points
E x Edit X, X est la cible d'édition, le code est le suivant : (A)=arc ;(C) = composant ;(F)=remplir ;(P)=tampon ;(N)=réseau ;(S)=caractère ;(T) = fil ;(V) = via ;(I) = ligne de connexion ;(G) = polygone rempli.Par exemple, lorsque vous souhaitez éditer un composant, appuyez sur EC, le pointeur de la souris apparaîtra « dix », cliquez pour éditer
Les composants modifiés peuvent être modifiés.
P x Place X, X est la cible de placement, le code est le même que ci-dessus.
M x déplace X, X est la cible mobile, (A), (C), (F), (P), (S), (T), (V), (G) Comme ci-dessus, et (I) = retourner la partie de sélection ;(O) Faites pivoter la partie de sélection ;(M) = Déplacer la partie de sélection ;(R) = Recâblage.
S x select X, X est le contenu sélectionné, le code est le suivant : (I)=zone interne ;(O)=zone extérieure ;(A)=tous ;(L)=tout sur le calque ;(K)=partie verrouillée ;( N) = réseau physique ;(C) = ligne de connexion physique ;(H) = tampon avec ouverture spécifiée ;(G) = pad en dehors de la grille.Par exemple, lorsque vous souhaitez tout sélectionner, appuyez sur SA, tous les graphiques s'allument pour indiquer qu'ils ont été sélectionnés et vous pouvez copier, effacer et déplacer les fichiers sélectionnés.