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PCBA方案設(shè)計
PCBA方案設(shè)計
查看PCB設(shè)計相關(guān)問題
20Sep
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查看PCB設(shè)計相關(guān)問題


PCB設(shè)計是指通過原理圖和電路布局的設(shè)計,以盡可能低的成本生產(chǎn)電路板。 過去,這通常需要借助昂貴的專用工具來完成,但現(xiàn)在,隨著designSpark PCB等免費高性能軟件工具和設(shè)計模型的日益普及,電路板設(shè)計人員的設(shè)計速度大大加快。


pcba

盡管工程設(shè)計人員知道完美的設(shè)計方案是避免問題的最好方法,但這仍然是一種既浪費時間又浪費金錢、治標(biāo)不治本的方法。 例如,如果在電磁兼容(EMC)測試階段發(fā)現(xiàn)問題,就會造成大量的成本投入,甚至需要對原設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整和重新生產(chǎn),這需要幾個月的時間。


挑戰(zhàn)

PCB布局是設(shè)計者首先必須面對的問題。 這個問題取決于圖中的一些內(nèi)容,一些設(shè)備需要基于邏輯考慮設(shè)置在一起。 但需要注意的是,溫度敏感元件(例如傳感器)應(yīng)與發(fā)熱元件(包括功率轉(zhuǎn)換器)分開設(shè)置。 對于具有多種電源設(shè)置的設(shè)計,可以將12V和15V電源轉(zhuǎn)換器設(shè)置在電路的不同位置,因為它們產(chǎn)生的熱量和電子噪聲會影響其他元件和電路板的可靠性和性能。

上述PCB元件也會影響電路設(shè)計的電磁性能,這不僅對電路板的性能和能耗很重要,而且對電路板的經(jīng)濟性也有很大影響。 因此,所有在歐洲銷售的電路板設(shè)備都必須獲得CE標(biāo)志,以證明其不會干擾其他系統(tǒng)。 不過,這通常只是從電源的角度來看。 還有許多設(shè)備會發(fā)出噪聲,例如 DC-DC 轉(zhuǎn)換器和高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。 由于電路板設(shè)計上的缺陷,這些噪聲可以被通道捕獲并作為小天線輻射出去,從而產(chǎn)生噪聲和異常頻率區(qū)域。

遠(yuǎn)場電磁干擾(EMI)問題可以通過在噪聲點安裝濾波器或使用金屬外殼屏蔽信號來解決。 不過,應(yīng)適當(dāng)關(guān)注電路板上能夠釋放電磁干擾(EMI)的設(shè)備,這使得電路板可以選擇更便宜的外殼,從而有效降低整個系統(tǒng)的成本。

在電路板設(shè)計過程中,電磁干擾(EMI)確實是一個必須關(guān)注的因素。 電磁串?dāng)_可以與通道耦合,將信號擾亂成噪聲,影響電路板的整體性能。 如果耦合噪聲太高,信號可能會被完全覆蓋。 因此,必須安裝更昂貴的信號放大器才能恢復(fù)正常。 但如果在電路板設(shè)計之初就能夠充分考慮信號電路布局,則可以避免上述問題。 由于電路板的設(shè)計會根據(jù)不同的設(shè)備、不同的使用場所、不同的散熱要求、不同的電磁干擾(EMI)條件而有所不同,因此設(shè)計模板就會投入使用。

電容也是電路板設(shè)計中不可忽視的重要問題,因為電容會影響信號的傳播速度,增加電力的消耗。 溝道會與相鄰的線路耦合或垂直穿過兩個電路層,從而無意中形成電容器。 上述問題可以通過減少平行線的長度并在其中一根線上安裝扭結(jié)以切斷耦合來相對容易地解決。 但也要求工程設(shè)計人員充分考慮PCB生產(chǎn)設(shè)計原則,保證設(shè)計方案方便PCB制造,避免因線路彎曲角度過大而產(chǎn)生噪聲輻射。 線路之間的距離也可能太近,這會造成線路之間的短路,尤其是線路彎曲處。 隨著時間的推移,金屬“晶須”就會出現(xiàn)。 PCB設(shè)計規(guī)則檢測通??梢詷?biāo)記環(huán)路風(fēng)險高于正常水平的區(qū)域。

這個問題在地平面的設(shè)計中尤為突出。 金屬電路層可以與其上方和下方的所有線形成耦合。 金屬層雖然可以有效阻擋噪聲,但也會產(chǎn)生關(guān)聯(lián)電容,影響線路的運行速度,增加功耗。

就多層PCB的設(shè)計而言,不同電路板層之間的過孔設(shè)計可能是最具爭議性的問題,因為過孔設(shè)計會給電路板的生產(chǎn)制造帶來很多問題。 電路板層間的過孔會影響信號的性能,降低電路板設(shè)計的可靠性,應(yīng)予以充分重視。

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