01
Základné pravidlá rozloženia komponentov
1. Podľa obvodových modulov sa na vytvorenie usporiadania a súvisiacich obvodov, ktoré dosahujú rovnakú funkciu, nazývajú modul.Komponenty v obvodovom module by mali prijať princíp blízkej koncentrácie a digitálny obvod a analógový obvod by mali byť oddelené;
2. Žiadne komponenty alebo zariadenia sa nesmú montovať do vzdialenosti 1,27 mm od nemontážnych otvorov, ako sú polohovacie otvory, štandardné otvory a 3,5 mm (pre M2,5) a 4 mm (pre M3) od 3,5 mm (pre M2,5) a 4 mm (pre M3) nie je dovolené montovať komponenty;
3. Neumiestňujte priechodné otvory pod vodorovne namontované odpory, tlmivky (zásuvné moduly), elektrolytické kondenzátory a iné komponenty, aby ste predišli skratovaniu priechodiek a plášťa komponentu po spájkovaní vlnou;
4. Vzdialenosť medzi vonkajšou stranou súčiastky a okrajom dosky je 5 mm;
5. Vzdialenosť medzi vonkajšou stranou podložky montážneho komponentu a vonkajšou stranou priľahlého vloženého komponentu je väčšia ako 2 mm;
6. Súčasti kovového plášťa a kovové časti (tieniace boxy atď.) by sa nemali dotýkať iných komponentov a nemali by byť v blízkosti vytlačených čiar a podložiek.Vzdialenosť medzi nimi by mala byť väčšia ako 2 mm.Veľkosť polohovacieho otvoru, montážneho otvoru upevňovača, oválneho otvoru a iných štvorcových otvorov v doske z vonkajšej strany okraja dosky je väčšia ako 3 mm;
7. Ohrievacie prvky by nemali byť v tesnej blízkosti drôtov a prvkov citlivých na teplo;vysoko vykurovacie prvky by mali byť rovnomerne rozložené;
8. Napájacia zásuvka by mala byť usporiadaná okolo dosky plošných spojov čo najďalej a sieťová zásuvka a k nej pripojená svorka zbernice by mali byť umiestnené na rovnakej strane.Osobitná pozornosť by sa mala venovať tomu, aby sa medzi konektormi neumiestňovali napájacie zásuvky a iné zváracie konektory, aby sa uľahčilo zváranie týchto zásuviek a konektorov, ako aj návrh a viazanie napájacích káblov.Rozmiestnenie napájacích zásuviek a zváracích konektorov by sa malo zvážiť, aby sa uľahčilo zapájanie a odpájanie zástrčiek;
9. Usporiadanie ostatných komponentov:
Všetky komponenty IC sú zarovnané na jednej strane a polarita polárnych komponentov je jasne označená.Polarita tej istej dosky s plošnými spojmi nemôže byť vyznačená vo viac ako dvoch smeroch.Keď sa objavia dva smery, tieto dva smery sú na seba kolmé;
10. Zapojenie na povrchu dosky by malo byť husté a husté.Ak je rozdiel v hustote príliš veľký, mal by byť vyplnený medenou fóliou a mriežka by mala byť väčšia ako 8 mil (alebo 0,2 mm);
11. Na SMD podložkách by nemali byť žiadne priechodné otvory, aby sa zabránilo strate spájkovacej pasty a nesprávnemu spájkovaniu komponentov.Dôležité signálne vedenia nesmú prechádzať medzi kolíkmi zásuvky;
12. Náplasť je zarovnaná na jednej strane, smer znakov je rovnaký a smer balenia je rovnaký;
13. Pokiaľ je to možné, polarizované zariadenia by mali byť v súlade so smerom označenia polarity na tej istej doske.

Pravidlá zapojenia komponentov

1. Nakreslite oblasť zapojenia do 1 mm od okraja dosky plošných spojov a do 1 mm okolo montážneho otvoru, zapojenie je zakázané;
2. Elektrické vedenie by malo byť čo najširšie a nemalo by byť menšie ako 18mil;šírka signálneho vedenia by nemala byť menšia ako 12 mil;vstupné a výstupné linky procesora by nemali byť menšie ako 10mil (alebo 8mil);riadkovanie by nemalo byť menšie ako 10 mil;
3. Normálna via nie je menšia ako 30mil;
4. Dual in-line: 60mil podložka, 40mil otvor;
1/4W odpor: 51*55mil (0805 povrchová montáž);keď je in-line, podložka je 62 mil a otvor je 42 mil;
Nekonečná kapacita: 51 * 55 mil (0805 povrchová montáž);keď je in-line, podložka je 50 mil a otvor je 28 mil;
5. Všimnite si, že elektrické vedenie a uzemňovacie vedenie by malo byť čo najradiálnejšie a signálne vedenie nesmie byť zacyklené.

03
Ako zlepšiť schopnosť proti rušeniu a elektromagnetickú kompatibilitu?
Ako zlepšiť odolnosť proti rušeniu a elektromagnetickú kompatibilitu pri vývoji elektronických produktov s procesormi?

1. Nasledujúce systémy by mali venovať osobitnú pozornosť antielektromagnetickému rušeniu:
(1) Systém, kde je frekvencia hodín mikrokontroléra extrémne vysoká a cyklus zbernice je extrémne rýchly.
(2) Systém obsahuje vysokovýkonné vysokoprúdové hnacie obvody, ako sú iskrové relé, vysokoprúdové spínače atď.
(3) Systém obsahujúci obvod slabého analógového signálu a vysoko presný A/D prevodný obvod.

2. Vykonajte nasledujúce opatrenia na zvýšenie schopnosti systému proti elektromagnetickému rušeniu:
(1) Vyberte si mikrokontrolér s nízkou frekvenciou:
Výber mikrokontroléra s nízkou externou hodinovou frekvenciou môže účinne znížiť šum a zlepšiť schopnosť systému proti rušeniu.Pre štvorcové vlny a sínusové vlny rovnakej frekvencie sú vysokofrekvenčné zložky v štvorcovej vlne oveľa viac ako v sínusovej vlne.Aj keď je amplitúda vysokofrekvenčnej zložky štvorcovej vlny menšia ako základná vlna, čím vyššia je frekvencia, tým ľahšie sa emituje ako zdroj hluku.Najvplyvnejší vysokofrekvenčný šum generovaný mikrokontrolérom je približne 3-násobok frekvencie hodín.

(2) Znížte skreslenie pri prenose signálu
Mikrokontroléry sa vyrábajú hlavne pomocou vysokorýchlostnej technológie CMOS.Statický vstupný prúd vstupnej svorky signálu je približne 1 mA, vstupná kapacita je približne 10 PF a vstupná impedancia je pomerne vysoká.Výstupná svorka vysokorýchlostného obvodu CMOS má značnú zaťažiteľnosť, to znamená pomerne veľkú výstupnú hodnotu.Dlhý vodič vedie k vstupnej svorke s pomerne vysokou vstupnou impedanciou, problém s odrazom je veľmi vážny, spôsobí skreslenie signálu a zvýši šum systému.Keď Tpd>Tr, stáva sa problémom prenosovej linky a je potrebné zvážiť problémy, ako je odraz signálu a impedančné prispôsobenie.

Čas oneskorenia signálu na plošnom spoji súvisí s charakteristickou impedanciou vývodu, ktorá súvisí s dielektrickou konštantou materiálu plošného spoja.Zhruba sa dá uvažovať, že prenosová rýchlosť signálu na vývodoch plošného spoja je asi 1/3 až 1/2 rýchlosti svetla.Tr (štandardný čas oneskorenia) bežne používaných komponentov logických telefónov v systéme zloženom z mikrokontroléra je medzi 3 a 18 ns.

Na doske s plošnými spojmi prechádza signál cez 7W odpor a 25 cm dlhý vodič a čas oneskorenia na linke je zhruba medzi 4~20ns.Inými slovami, čím kratší je signálový vodič na plošnom spoji, tým lepšie a najdlhší by nemal presiahnuť 25 cm.A počet priechodov by mal byť čo najmenší, najlepšie nie viac ako dva.
Keď je čas nábehu signálu rýchlejší ako čas oneskorenia signálu, musí sa spracovať v súlade s rýchlou elektronikou.V tomto čase by sa malo zvážiť prispôsobenie impedancie prenosovej linky.Pri prenose signálu medzi integrovanými blokmi na doske plošných spojov sa treba vyhnúť situácii Td>Trd.Čím väčšia je doska plošných spojov, tým vyššia rýchlosť systému nemôže byť.
Použite nasledujúce závery na zhrnutie pravidla návrhu dosky plošných spojov:
Signál sa prenáša na doske plošných spojov a jeho oneskorenie by nemalo byť väčšie ako nominálny čas oneskorenia použitého zariadenia.

(3) Znížte krížové* rušenie medzi signálovými vedeniami:
Krokový signál s dobou nábehu Tr v bode A sa prenáša na svorku B cez zvod AB.Čas oneskorenia signálu na linke AB je Td.V bode D v dôsledku dopredného prenosu signálu z bodu A, odrazu signálu po dosiahnutí bodu B a oneskorenia čiary AB sa po čase Td indukuje signál stránkovacieho impulzu so šírkou Tr.V bode C sa v dôsledku prenosu a odrazu signálu na AB indukuje kladný impulzný signál so šírkou dvojnásobku času oneskorenia signálu na vedení AB, teda 2Td.Toto je krížové rušenie medzi signálmi.Intenzita rušivého signálu súvisí s di/at signálu v bode C a vzdialenosťou medzi čiarami.Keď dva signálne čiary nie sú príliš dlhé, to, čo vidíte na AB, je v skutočnosti superpozícia dvoch impulzov.

Mikroriadenie vyrobené technológiou CMOS má vysokú vstupnú impedanciu, vysoký šum a vysokú toleranciu šumu.Digitálny obvod je prekrytý šumom 100 ~ 200 mv a neovplyvňuje jeho činnosť.Ak je čiara AB na obrázku analógový signál, toto rušenie sa stáva neprípustným.Napríklad doska s plošnými spojmi je štvorvrstvová, z ktorých jedna je veľkoplošná zem, alebo obojstranná doska, a keď je zadná strana signálneho vedenia veľkoplošná zem, krížik* rušenie medzi takýmito signálmi sa zníži.Dôvodom je, že veľká plocha zeme znižuje charakteristickú impedanciu signálneho vedenia a odraz signálu na konci D je výrazne znížený.Charakteristická impedancia je nepriamo úmerná druhej mocnine dielektrickej konštanty média od signálneho vedenia k zemi a úmerná prirodzenému logaritmu hrúbky média.Ak je linka AB analógovým signálom, aby sa predišlo rušeniu medzi linkou signálu digitálneho obvodu CD a AB, pod linkou AB by mala byť veľká plocha a vzdialenosť medzi linkou AB a linkou CD by mala byť väčšia ako 2. na 3-násobok vzdialenosti medzi čiarou AB a zemou.Môže byť čiastočne tienený a zemniace vodiče sú umiestnené na ľavej a pravej strane prívodu na strane s prívodom.

(4) Znížte hluk z napájacieho zdroja
Zatiaľ čo napájací zdroj poskytuje energiu systému, pridáva do napájacieho zdroja aj svoju hlučnosť.Resetovacia linka, prerušovacia linka a ďalšie riadiace linky mikrokontroléra v obvode sú najviac náchylné na rušenie vonkajším šumom.Silné rušenie na elektrickej sieti vstupuje do obvodu cez napájací zdroj.Dokonca aj v systéme napájanom z batérie má samotná batéria vysokofrekvenčný šum.Analógový signál v analógovom obvode je ešte menej schopný odolávať rušeniu z napájacieho zdroja.

(5) Venujte pozornosť vysokofrekvenčným charakteristikám dosiek plošných spojov a komponentov
V prípade vysokej frekvencie nemožno ignorovať vodiče, priechody, odpory, kondenzátory a rozloženú indukčnosť a kapacitu konektorov na doske plošných spojov.Rozloženú indukčnosť kondenzátora nemožno ignorovať a rozloženú kapacitu induktora nemožno ignorovať.Odpor vytvára odraz vysokofrekvenčného signálu a svoju úlohu bude hrať rozložená kapacita vedenia.Keď je dĺžka väčšia ako 1/20 príslušnej vlnovej dĺžky frekvencie šumu, vytvorí sa efekt antény a šum sa vyžaruje cez zvod.

Priechodné otvory dosky plošných spojov spôsobujú približne 0,6 pf kapacity.
Samotný obalový materiál integrovaného obvodu obsahuje 2~6pf kondenzátory.
Konektor na doske plošných spojov má rozloženú indukčnosť 520 nH.Dvojitý 24-kolíkový integrovaný obvodový špíz zavádza 4~18nH distribuovanú indukčnosť.
Tieto malé distribučné parametre sú v tomto rade nízkofrekvenčných mikrokontrolérových systémov zanedbateľné;osobitná pozornosť sa musí venovať vysokorýchlostným systémom.

(6) Usporiadanie komponentov by malo byť primerane rozdelené
Pozícia komponentov na doske plošných spojov by mala plne zohľadňovať problém antielektromagnetického rušenia.Jednou zo zásad je, že vývody medzi komponentmi by mali byť čo najkratšie.V usporiadaní by časť analógového signálu, časť vysokorýchlostného digitálneho obvodu a časť zdroja šumu (ako sú relé, vysokoprúdové spínače atď.) mali byť primerane oddelené, aby sa minimalizovalo prepojenie signálu medzi nimi.

G Manipulujte s uzemňovacím vodičom
Na doske plošných spojov je najdôležitejšie elektrické vedenie a uzemnenie.Najdôležitejšou metódou na prekonanie elektromagnetického rušenia je uzemnenie.
Pre dvojité panely je usporiadanie uzemňovacieho vodiča obzvlášť špecifické.Použitím jednobodového uzemnenia sú napájací zdroj a zem pripojené k doske plošných spojov z oboch koncov napájacieho zdroja.Napájací zdroj má jeden kontakt a zem má jeden kontakt.Na doske s plošnými spojmi musí byť viacero spätných uzemňovacích vodičov, ktoré budú zhromaždené na kontaktnom bode spätného napájacieho zdroja, čo je takzvané jednobodové uzemnenie.Takzvané analógové uzemnenie, digitálne uzemnenie a rozdelenie uzemnenia vysokovýkonného zariadenia sa týka oddelenia káblov a nakoniec sa všetky zbiehajú k tomuto uzemňovaciemu bodu.Pri spájaní s inými signálmi ako sú dosky plošných spojov sa zvyčajne používajú tienené káble.Pre vysokofrekvenčné a digitálne signály sú oba konce tieneného kábla uzemnené.Jeden koniec tieneného kábla pre nízkofrekvenčné analógové signály by mal byť uzemnený.
Obvody, ktoré sú veľmi citlivé na šum a rušenie, alebo obvody s obzvlášť vysokofrekvenčným šumom by mali byť tienené kovovým krytom.

(7) Dobre používajte oddeľovacie kondenzátory.
Dobrý vysokofrekvenčný oddeľovací kondenzátor dokáže odstrániť vysokofrekvenčné komponenty až do 1 GHz.Keramické čipové kondenzátory alebo viacvrstvové keramické kondenzátory majú lepšie vysokofrekvenčné charakteristiky.Pri návrhu dosky plošných spojov treba medzi napájanie a zem každého integrovaného obvodu pridať oddeľovací kondenzátor.Oddeľovací kondenzátor má dve funkcie: na jednej strane je to akumulačný kondenzátor integrovaného obvodu, ktorý zabezpečuje a pohlcuje energiu nabíjania a vybíjania v momente otvárania a zatvárania integrovaného obvodu;na druhej strane obchádza vysokofrekvenčný šum zariadenia.Typický oddeľovací kondenzátor 0,1uf v digitálnych obvodoch má rozloženú indukčnosť 5nH a jeho paralelná rezonančná frekvencia je približne 7MHz, čo znamená, že má lepší oddeľovací účinok pre šum pod 10MHz a má lepší oddeľovací účinok pre šum nad 40MHz.Hluk nemá takmer žiadny vplyv.

1uf, 10uf kondenzátory, paralelná rezonančná frekvencia je nad 20MHz, efekt odstránenia vysokofrekvenčného šumu je lepší.Často je výhodné použiť 1uf alebo 10uf de-vysokofrekvenčný kondenzátor, kde výkon vstupuje do dosky plošných spojov, a to aj pre systémy napájané z batérie.
Na každých 10 kusov integrovaných obvodov je potrebné pridať nabíjací a vybíjací kondenzátor, alebo nazývaný úložný kondenzátor, veľkosť kondenzátora môže byť 10uf.Najlepšie je nepoužívať elektrolytické kondenzátory.Elektrolytické kondenzátory sú zvinuté dvoma vrstvami pu filmu.Táto zrolovaná štruktúra pôsobí ako indukčnosť pri vysokých frekvenciách.Najlepšie je použiť žlčový kondenzátor alebo polykarbonátový kondenzátor.

Výber hodnoty oddeľovacieho kondenzátora nie je striktný, dá sa vypočítať podľa C=1/f;to znamená 0,1uf pre 10MHz a pre systém zložený z mikrokontroléra to môže byť medzi 0,1uf a 0,01uf.

3. Niektoré skúsenosti so znižovaním hluku a elektromagnetického rušenia.
(1) Namiesto vysokorýchlostných čipov je možné použiť nízkorýchlostné čipy.Na kľúčových miestach sa používajú vysokorýchlostné čipy.
(2) Rezistor môže byť zapojený do série, aby sa znížila rýchlosť skokov na hornom a dolnom okraji riadiaceho obvodu.
(3) Pokúste sa poskytnúť nejakú formu tlmenia pre relé atď.
(4) Použite hodiny s najnižšou frekvenciou, ktoré spĺňajú systémové požiadavky.
(5) Generátor hodín je čo najbližšie k zariadeniu, ktoré hodiny používa.Plášť oscilátora z kremenného kryštálu by mal byť uzemnený.
(6) Uzamknite oblasť hodín uzemňovacím vodičom a vodič hodiniek udržujte čo najkratší.
(7) Obvod I/O pohonu by mal byť čo najbližšie k okraju dosky s plošnými spojmi a nechať ho čo najskôr opustiť dosku s plošnými spojmi.Signál vstupujúci na dosku plošných spojov by mal byť filtrovaný a mal by byť filtrovaný aj signál z oblasti s vysokým šumom.Súčasne by sa mala použiť séria koncových rezistorov na zníženie odrazu signálu.
(8) Neužitočný koniec MCD by mal byť pripojený k vysokému, alebo uzemnenému, alebo definovaný ako výstupný koniec.Koniec integrovaného obvodu, ktorý by mal byť pripojený k zemi zdroja, by mal byť pripojený k nemu a nemal by zostať plávajúci.
(9) Vstupná svorka obvodu hradla, ktorá sa nepoužíva, by nemala zostať plávajúca.Kladná vstupná svorka nepoužitého operačného zosilňovača by mala byť uzemnená a záporná vstupná svorka by mala byť pripojená k výstupnej svorke.(10) Doska s plošnými spojmi by sa mala pokúsiť použiť 45-násobné čiary namiesto 90-násobných čiar, aby sa znížilo vonkajšie vyžarovanie a spojenie vysokofrekvenčných signálov.
(11) Dosky s plošnými spojmi sú rozdelené podľa frekvenčných a prúdových spínacích charakteristík a šumové a nešumové zložky by mali byť od seba ďalej.
(12) Použite jednobodové napájanie a jednobodové uzemnenie pre jednoduché a dvojité panely.Elektrické vedenie a uzemňovacie vedenie by malo byť čo najhrubšie.Ak je hospodárnosť cenovo dostupná, použite viacvrstvovú dosku na zníženie kapacitnej indukčnosti napájacieho zdroja a uzemnenia.
(13) Udržujte signály hodín, zbernice a čipu mimo I/O liniek a konektorov.
(14) Vstupné vedenie analógového napätia a svorka referenčného napätia by mali byť čo najďalej od signálneho vedenia digitálneho obvodu, najmä od hodín.
(15) V prípade A/D zariadení by sa digitálna časť a analógová časť radšej zjednotili ako odovzdali*.
(16) Hodinová linka kolmá na I/O linku má menšie rušenie ako paralelná I/O linka a kolíky hodinovej zložky sú ďaleko od I/O kábla.
(17) Kolíky súčiastok by mali byť čo najkratšie a kolíky oddeľovacieho kondenzátora čo najkratšie.
(18) Línia kľúča by mala byť čo najhrubšia a na oboch stranách by mala byť pridaná ochranná zem.Vysokorýchlostná trať by mala byť krátka a rovná.
(19) Linky citlivé na hluk by nemali byť paralelné s vysokoprúdovými, vysokorýchlostnými spojovacími linkami.
(20) Neveďte vodiče pod kremenný kryštál alebo pod zariadenia citlivé na šum.
(21) V prípade obvodov so slabým signálom nevytvárajte prúdové slučky okolo nízkofrekvenčných obvodov.
(22) Nevytvárajte slučku pre žiadny signál.Ak je to nevyhnutné, urobte oblasť slučky čo najmenšiu.
(23) Jeden oddeľovací kondenzátor na integrovaný obvod.Ku každému elektrolytickému kondenzátoru je potrebné pridať malý vysokofrekvenčný obtokový kondenzátor.
(24) Na nabíjanie a vybíjanie akumulačných kondenzátorov používajte namiesto elektrolytických kondenzátorov veľkokapacitné tantalové kondenzátory alebo juku kondenzátory.Pri použití rúrkových kondenzátorov by malo byť puzdro uzemnené.

04
PROTEL bežne používané klávesové skratky
Page Up Priblížte myšou v strede
Page Down Oddialenie s myšou v strede.
Domov Vycentrujte polohu označenú myšou
Ukončiť obnovenie (prekresliť)
* Prepínanie medzi hornou a spodnou vrstvou
+ (-) Prepínajte vrstvu po vrstve: „+“ a „-“ sú v opačnom smere
Prepínač jednotiek Q mm (milimeter) a mil (mil).
IM meria vzdialenosť medzi dvoma bodmi
E x Edit X, X je cieľ úprav, kód je nasledovný: (A)=arc;(C) = komponent;(F)=výplň;(P) = podložka;(N)=sieť;(S) = znak ;(T) = drôt;(V) = via;(I) = spojovacie vedenie;(G) = vyplnený mnohouholník.Napríklad, keď chcete upraviť komponent, stlačte EC, ukazovateľ myši sa zobrazí „desať“, kliknutím upravte
Upravené komponenty je možné upravovať.
P x Miesto X, X je cieľ umiestnenia, kód je rovnaký ako vyššie.
M x sa pohybuje X, X je pohyblivý cieľ, (A), (C), (F), (P), (S), (T), (V), (G) Rovnako ako vyššie a (I) = výber prevrátenia Časť;(O) Otočte časť výberu;(M) = Presuňte časť výberu;(R) = Prepojenie.
S x vyberte X, X je vybraný obsah, kód je nasledovný: (I)=vnútorná oblasť;(O) = vonkajšia oblasť;(A) = všetky;(L) = všetko na vrstve;(K) = uzamknutá časť;(N) = fyzická sieť;(C) = fyzické spojovacie vedenie;(H) = podložka so špecifikovaným otvorom;(G) = podložka mimo mriežky.Napríklad, keď chcete vybrať všetky, stlačte SA, rozsvieti sa všetka grafika, čo znamená, že boli vybraté, a môžete kopírovať, mazať a presúvať vybraté súbory.