Hogyan kell készíteni PCB sémát: Hatékony PCB séma tervezése

PCB séma tervezése: Az áramkörtervezés alapjai

Bevezetés

A nyomtatott áramkörök (PCB-k) a modern elektronikus eszközök szinte minden területének központi elemei, a okostelefonoktól és számítógépektől kezdve az ipari irányítórendszereken és orvosi berendezéseken át. PCB séma a világában áramkörtervezés , amely kijelöli az összes elektromos kapcsolatot, jeláramlást és alkatrész-kapcsolatot, amely a végső termékben megvalósul. Egy megbízható és áttekinthető sZEMATIKUS ÁBRÁZOLÁS tervezése alapvető fontosságú nemcsak az innováció és a működési siker, hanem a hibaelhárítás, gyártás és minőségellenőrzés szempontjából is a PCB gyártás folyamat.

Miért érdemes a PCB séma tervezéssel kezdeni?

Egy PCB projekt mindig egy jól elkészített sémával kezdődik. Ez a séma ábrázolja a logikai ábrázolása az elektronikus áramkörtervnek, amely részletesen tartalmazza a teljes áramellátást és földelési elosztást, a hálózatok címkézését, az alkatrészek szimbólumait, valamint a jeláramlás rendszerezett felépítését. Elektronikus Tervezés Automatizálása (EDA) eszközök —mint például az OrCAD, Altium Designer, KiCad és EasyEDA—lehetővé teszik ezeknek az összetett terveknek a digitális rögzítését, és alapot teremtenek a későbbi folyamatokhoz, mint például a Nyomtatott áramkör elrendezése , hálózatlista-ellenőrzés , és végül a PCB gyártásban .

Milyen fontos egy kapcsolási rajz?

• Kialakít egy jól strukturált áramkört — kialakítja a terv és a hibaelhárítás alapját.
• Elengedhetetlen az együttműködéshez mérnökök, technikusok és gyártók körében.
• Útmutatás gyártáshoz és javításhoz a későbbiekben.

Egy nyomtatott áramkör (PCB) kapcsolási rajzának fő elemei

• Elektronikai szimbólumok : Ellenállások, kondenzátorok, IC-k stb.
• Vezetékek / hálózatok : Elektromos csatlakozások és jelátvitel.
• Címkék / hálózatnevek : A világos és egyértelmű jelek érdekében.
• Tápfeszültség / föld szimbólumok: Egyértelműen megjelölt táp- és referencia pontok.
• Alkatrészjelölők: az IEEE szabványoknak megfelelően.

NYÁK kapcsolási rajz készítésének irányelvei

A jól strukturált NYÁK kapcsolási rajz megbízható termékfejlesztés alapja, biztosítva az átláthatóságot, gyártási egyszerűséget és a hatékony együttműködést. Az alábbiakban felsoroljuk a szakmai kapcsolási rajztervezés kulcsfontosságú irányelveit:

Válasszon megfelelő oldalméretet

Válassza ki az oldal méreteit úgy, hogy az illeszkedjen az áramkör méretéhez és összetettségéhez – kerülje egyszerű áramkörök túlzsúfolását vagy a helypazarlást túl nagy oldalakon. Ez kiegyensúlyozza az olvashatóságot és a dokumentum kezelhetőségét.

Az oldalak elnevezése betűrendben

Többoldalas kapcsolási rajzok esetén logikusan ossza fel az oldalakat funkcionális modulokra, és nevezze el az oldalakat betűrendben. Ez leegyszerűsíti a navigációt és a kereszthivatkozásokat.

Rácshálózat alkalmazása referencia pontokhoz

Engedélyezzen rácshálózatot az alkatrészek, vezetékek és szimbólumok egységes igazításához. Ez leegyszerűsíti a csatlakoztatási útvonalak tervezését, biztosítja a vizuális konzisztenciát, és lehetővé teszi a pontos kereszthivatkozást a tervezési felülvizsgálatok során.

Vigyen be egy címblokkot az oldallábra

Helyezzen el egy szabványos címblokkot az oldal alján, amely tartalmazza a lényeges metaadatokat: oldalméret, dokumentum verziószáma, egyedi dokumentum-azonosító, tervező neve/elérhetősége, tervezés dátuma és a céglogó. Ez javítja a nyomonkövethetőséget és a professzionalizmust.

Vigyen be fontos megjegyzéseket/hozzájegyzéseket

Helyezzen el kulcsfontosságú megjegyzéseket a kritikus tervezési részletekhez: jumper-konfigurációk, nyomtatott áramkör (PCB) elrendezési korlátok, tesztpontok helye vagy különleges alkatrész-igények. Tisztázza a nem egyértelmű logikát, hogy elkerülje a félreértelmezést.

Vigyen be változattörténetet

Vezessen változattörténet szakaszt a módosítások nyomon követéséhez. Ez biztosítja a felelősséget, leegyszerűsíti a verziókezelést, és támogatja a minőségi szabványoknak való megfelelést.

Vigyen be tartalomjegyzéket

Több oldalas vagy összetett projektek esetén adjon hozzá tartalomjegyzéket, amely felsorolja az oldalcímeket, funkcionális modulokat és a hozzájuk tartozó oldalszámokat. Ez lehetővé teszi a gyors navigációt, és javítja a dokumentum használhatóságát a csapatok számára.

Használjon blokkvázlatot a tervezési modulokhoz

Kezdjen egy magas szintű blokksémával, amely felsorolja a főbb funkcionális modulokat és azok kapcsolatait. Ez átfogó áttekintést nyújt a rendszerarchitektúráról és a jeláramlásról.

A jeláramlás útvonalának szemléltetése hierarchikus tervezéssel

Alkalmazzon hierarchikus tervezést a bonyolult áramkörök felbontásához: használjon felső szintű blokkokat a rendszermodulokhoz, és alsóbb szintű lapokat a részletes áramkörökhez. Ez világossá teszi a modulok közötti kapcsolatokat, csökkenti a káoszt, és leegyszerűsíti a tervezési iterációt.

Használjon szabványos alkatrész-azonosítókat

Kövesse az IEEE/IPC szabványokat az alkatrészek címkézéséhez: R (ellenállás), C (kondenzátor), U (integrált áramkör), D (dióda), Q (tranzisztor) stb. Az egységes azonosítók kiküszöbölik a félreértéseket és biztosítják a kompatibilitást az ipari eszközökkel.

Hozza létre az alkatrészek szimbólumait szabványos könyvtárakból

Használjon hivatalos vagy ipari szinten elismert alkatrész-könyvtárakat a szimbólumok létrehozásához. Kerülje az egyedi szimbólumokat, ha nem szükségesek – a szabványosítás biztosítja az egységes tervezést és csökkenti a hibák kockázatát.

Csökkentse a felesleges hálózati kapcsolatokat

Minősítse a felesleges kereszteződéseket, lógó hálózatokat vagy nem használt kapcsolatokat. Ismétlődő csatlakozások esetén használjon hálózaticímkéket közvetlen vezetékek helyett, hogy javuljon az olvashatóság és egyszerűbbé váljon a tervezés módosítása.

A komponenselhelyezés olvashatóságának fenntartása

Rendezze logikusan a komponenseket, és kerülje a túlzsúfoltságot. Rendszeres elrendezés leegyszerűsíti az átmenetet a nyomtatott áramköri lap (PCB) elrendezésbe, és javítja a tervezési felülvizsgálat hatékonyságát.

Helyezze közel a kristályokhoz csatlakozó komponenseket

Helyezze a kristályokat, kristályoszcillátorokat és a hozzájuk tartozó kondenzátorokat/ellenállásokat minél közelebb az MCU órajel bemeneteihez. Ez csökkenti a jelzajt, rövidebb nyomkövet eredményez és javítja az órajel-szintegritást.

Futtasson DRC-t a tervezési integritás értékeléséhez

Futtasson automatikus tervezési szabályellenőrzést (DRC) a séma-tervező szoftver segítségével, hogy azonosítsa a hibákat, például a csatlakoztatlan lábakat, rövidzárlatokat vagy érvénytelen komponens-hozzárendeléseket. Javítsa ki a DRC-sértéseket a PCB-elrendezés megkezdése előtt.

Kézi ellenőrzés a hálózatok hibáinak kiszűrésére

Egészítse ki a DRC-t kézi hálózat-ellenőrzéssel: ellenőrizze az összes táp-hálózatot, jelvezetéket és alkatrész-kapcsolatokat. Ez lehetővé teszi a finom hibák észrevételét, amelyeket az automatizált eszközök esetleg kihagyhatnak.

Átfogó darabjegyzék létrehozása

Hozzon létre részletes darabjegyzéket (BOM), amely tartalmazza a kritikus adatokat: alkatrész hivatkozási azonosítók, mennyiségek, értékek, gyártó alkatrészszámok (MPN), beszállítói információk és lábkiosztások. Az átfogó darabjegyzék felgyorsítja a beszerzési és gyártási folyamatokat.

Használati útmutató Kingfield számára:

• Szabja testre a címblokkot és a változattörténetet a Kingfield belső dokumentumstandardszabályaihoz igazítva.
• Marketing- vagy műszaki dokumentációk esetén egészítse ki ezt az útmutatót kapcsolási rajz-példákkal a gyakorlati használhatóság növelése érdekében.
• Igazítsa az irányelveket iparágspecifikus követelményekhez a megfelelőséggel kapcsolatos megjegyzések hozzáadásával.

Hogyan készítsünk hatékony sémát a NYÁK-tervezéshez

Hatékony NYÁK-séma tervezése: tömör útmutató

• Célok tisztázása : Határozza meg az alkalmazást, funkcionális blokkokat és korlátokat.
• Eszközök kiválasztása : Használjon Altiumot/KiCadet/Eaglet a kompatibilitás és alkatrész-könyvtárak támogatása érdekében.
• Alkatrészek szabványosítása :

• • Hitelesített gyártói szimbólumok/lábbeliek használata.
  • Nevezze el így: "U1_MCU_STM32F4"; adja meg az értékeket, csomagolásokat, SPN-eket.

• Elrendezés optimalizálása :

• • A funkcionális blokkok logikusan legyenek csoportosítva; minimalizálja a vezetékek keresztezését.
  • Vegye igénybe a hierarchikus tervezést összetett NYÁK-okhoz.

• Biztosítsa a pontosságot :

• • Ellenőrizze a lábkiosztást az adatlapok alapján; adjon hozzá védőáramköröket.
  • Tartsa be az IPC-2221/ISO 13485/IATF 16949 szabványokat; címkézze meg a kritikus vezetékeket.

• Egyértelműen Jelezze :

• • Tartalmazza a referenciajelöléseket, fontos áramköri megjegyzéseket, címmezőt.
  • Integrálja a részletes darabjegyzéket.

• Átnézés és Ellenőrzés :

• • Saját/önellenőrzés; szimulálja a kritikus áramköröket; ellenőrizze a netlistet.

• Átadás elhelyezéshez netlistek/darabjegyzékek/Gerber fájlok exportálása; közvetítse a kritikus követelményeket.

A nyomtatott áramkörök kapcsolási rajzának jelentősége a nyomtatott áramkörök tervezésében

• Alapvető tervrajz : Az elektromos követelményeket átalakítja végrehajtható tervezési logikává, amely iránymutatást nyújt az alkatrészek kiválasztásához, csatlakoztatásához és elrendezéséhez.
• Hibák megelőzése : Már a kezdeti szakaszban ellenőrzi az áramkör integritását, csökkentve ezzel a rövidzárlatokat és működési hibákat a gyártás során.
• Különböző csapatok közötti együttműködés : Egységes, szabványos referenciaanyagként összehangolja a mérnökök munkáját a kommunikáció érdekében.
• A szabályozásnak való megfelelés : Lehetővé teszi az iparági szabványokkal való összhangot a dokumentált tervezési célok révén.
• Hibaelhárítás és karbantartás : Megkönnyíti a hibakeresést és a termelést követő javításokat.
• Anyagjegyzék és beszerzés : Közvetlenül pontos anyagjegyzéket (BOM) generál az alkatrészek részleteivel a beszerzéshez.
• Skálázhatóság és iteráció : Hierarchikus tervezést támogat összetett NYÁK-okhoz, és leegyszerűsíti a módosításokat.
• Költségek ellenőrzése : Csökkenti az újrafeldolgozási költségeket, mivel korán felderíti a tervezési hibákat, így elkerülhetők a költséges gyártási iterációk.

NYÁK kapcsolási rajz tervezési folyamata: Lépésről lépésre

A NYÁK kapcsolási rajz tervezési folyamata logikus, soros munkafolyamatot követ, hogy biztosítsa a pontosságot, a megfelelőséget és a zökkenőmentes átmenetet a fizikai NYÁK elrendezéshez. Minden lépés az előzőre épül, egyértelmű eredményekkel és minőségellenőrzési pontokkal:

Tervezési követelmények meghatározása

Ez az alapozó lépés keresztfunkcionális egyeztetést igényel a hatáskör-bővülés és a tervezési újrafeldolgozás elkerülése érdekében. Kezdje a dokumentálással:

• Elektromos előírások : Bemeneti/kimeneti feszültségtartományok, üzemáram-határértékek, jel frekvenciák és zajimmunitási követelmények.
• Teljesítmény architektúra : Tisztázza a tápellátás forrásait, a feszültségszabályozás szükségességét és az energiaellátás elosztását.
• Jelkövetelmények : Azonosítsa a jel típusokat, kommunikációs protokollokat és kritikus jelkorlátokat.
• Mechanikai és környezeti korlátozások : A nyomtatott áramkör méretének/alakjának korlátai, működési hőmérséklet-tartomány és megbízhatósági szabványok.
• Megfelelőségi szabványok : Szabályozási követelmények, amelyek hatással vannak a kapcsolási rajz tervezésére.

Blokkvázlat készítése

Alakítsa át a DSD-t magas szintű blokkvázlattá a rendszerarchitektúra szemléltetéséhez. Főbb lépések:

• Funkcionális modulok azonosítása : Bontsa le a rendszert alapvető blokkokra.
• Kapcsolatok meghatározása : Használjon nyilakat a jelek/teljesítmény áramlásának jelzésére a blokkok között. Címkézze meg a kritikus hálózatokat.
• Bonyolultság egyszerűsítése : Többmodulos rendszereknél csoportosítsa a kapcsolódó blokkokat. A világosság érdekében használjon szabványos szimbólumokat.
• Érintettekkel való ellenőrzés : Tekintse át a blokksémát annak megerősítésére, hogy minden követelményt figyelembe vették, és végezzen módosításokat, mielőtt a részletes tervezésre lépne.

Séma elkészítése

Használjon professzionális CAD szoftvert a blokkséma részletes séma formájú megvalósításához. Kövesse az alábbi ajánlott eljárásokat:

• Projektparaméterek beállítása : Állítsa be az oldalméretet, rácsrendszert és tervezési sablonokat a munka megkezdése előtt.
• Alkatrész elhelyezése :
  • Használjon szabványos könyvtárakat az alkatrészek elhelyezéséhez—kerülje az egyéni szimbólumokat, kivéve, ha feltétlenül szükséges.
  • Csoportosítsa az alkatrészeket funkcionális modulok szerint, és rendezze őket logikus jeláramlás céljából.
  • Tartsa elérhetővé a kritikus alkatrészeket a jövőbeli megjegyzések és kereszthivatkozások érdekében.
• Net Routing :
  • Használja a rácsrendszert a netek igazításához, és kerülje a rendetlen, egymást átfedő vezetékeket.
  • Hosszú, felesleges vezetékeket cseréljen ki net címkékkel.
  • Hierarchikus tervek esetén hozzon létre egy felső szintű lapot blokkszimbólumokkal, majd kapcsolja össze minden blokkot egy alsóbb szintű lappal, amely a részletes áramkört tartalmazza.
• Kereszthivatkozás : Használja a szoftver funkcióit az alkatrészek összekapcsolására többoldalas kapcsolási rajzokon, és győződjön meg arról, hogy az összes csatlakozás teljes.

Alkatrész-információk hozzáadása

Gazdagítsa a kapcsolási rajzot gyártáshoz, beszerzéshez és hibaelhárításhoz hasznosítható adatokkal:

• Hivatkozási jelölések : Az IEEE-szabvány szerinti címkéket (4.10 szakasz) egységesen kell alkalmazni. Kerülje az ismétlődő vagy egyértelműtlen jelöléseket.
• Komponensek értékei és jellemzői : Pontos paraméterek megadása:
  • Ellenállások: Érték (10kΩ), tűrés (±1%), teljesítmény (0,25 W), tok (0402).
  • Kondenzátorok: Érték (10µF), feszültség (16 V), dielektrikum (X5R), tok (0603).
  • IC-k: Alkatrészszám (STM32F407VG), kivezetéselrendezés (DIP-40) és főbb jellemzők (32 bites ARM Cortex-M4).
• Gyártó és nyomtatott áramköri lap elrendezési adatok : Gyártói alkatrészszámok (MPN-ek), adatlapokra mutató hivatkozások és a NYÁK-elrendezés megnevezései.
• Figyelem : Megjegyzések hozzáadása speciális követelményekhez.

• Ez az információ biztosítja, hogy a kapcsolási rajz "gyártásbarát" legyen, és csökkentse a hibákat az alkatrészek beszerzése és szerelése során.

Elektromos szabályellenőrzés elvégzése (ERC)

Az ERC egy automatizált érvényesítési lépés, amely a kapcsolási rajz szintű hibákat az elrendezés megkezdése előtt azonosítja. Kövesse az alábbi folyamatot:

• ERC-szabályok konfigurálása : Állítsa be a szoftverhez specifikus szabályokat a tervezési követelményeknek megfelelően.
• ERC futtatása : Hozza létre az ellenőrzést, és generáljon egy jelentést a megsértett szabályok listájával.
• A megsértések kijavítása :
  • Súlyos hibák: Azonnal hárítsa el.
  • Figyelmeztetések: Elemezze, és ha jelentős a hatásuk, javítsa ki.
  • Információs: Dokumentum későbbi felhasználásra.
• ERC újrafuttatása : Ismételje meg, amíg nincsenek kritikus hibák. Összetett tervezéseknél végezzen manuális átvizsgálást az ERC mellett, hogy felderítse a szélsőséges eseteket.

Netlista generálása

A netlista egy szövegalapú fájl, amely meghatározza az összes alkatrészt, azok csatlakozóit és az őket összekötő vezetékeket – így hidat képez a kapcsolási rajz és az elrendezés között. Főbb lépések:

• Netlista formátumának kiválasztása : Válasszon olyan formátumot, amely kompatibilis a PCB elrendező szoftverével.
• Netlista generálása : Használja a CAD szoftvert a netlista exportálásához – győződjön meg arról, hogy az összes alkatrész, érték és kapcsolat szerepel benne.
• Netlista pontosságának ellenőrzése :
  • Ellenőrizze egy komponens- és hálózmintát a kapcsolási rajz alapján, hogy nincs-e hiányzó vagy helytelen csatlakozás.
  • Győződjön meg arról, hogy a jelölőjelek, alkatrészszámok és lakásformák megegyeznek a kapcsolási rajzon szereplőkkel.
• Hálózati lista hibáinak javítása : Javítsa ki a „Nem definiált komponens” vagy „Érvénytelen háló név” típusú hibákat, mielőtt a kialakítási szoftverbe importálná.

• A tiszta és pontos hálózati lista elengedhetetlen ahhoz, hogy elkerülje a kialakítási hibákat és csökkentse a nyomtatott áramkör újrafeldolgozását.

Áttérés a NYÁK kialakításra

Az utolsó lépés a kapcsolási rajz tervezésében az előkészítés a kialakításra – biztosítva a zökkenőmentes átadást a NYÁK tervezőcsapatnak. Főbb teendők:

• Kapcsolási rajz szállítmányok csomagolása : Készítse el a végső kapcsolási rajzot (az összes oldalt), az ERC-jelentést, a hálózati listát, az anyagjegyzéket (lásd 4.17) és a tervezési megjegyzéseket egy projektcsomag formájában.
• Kommunikálja a kialakítási korlátozásokat : Ossza meg a kritikus követelményeket az elrendezési csapattal.
• Tervezési szabályok egyeztetése : Erősítse meg az elrendezési tervezési szabályokat a kapcsolási rajz korlátai alapján.
• Átadás és együttműködés : Használjon verziókezelő eszközöket fájlok megosztására, és hozzon létre visszajelzési hurkot – az elrendezéssel kapcsolatos kérdésekre haladéktalanul válaszoljon.

• Az elrendezési csapat a netlist alapján helyezi el az alkatrészeket, és vezeti a nyomvonalakat, figyelembe véve a kapcsolási rajzot, hogy biztosítsa a tervezési szándék betartását.

Hogyan olvassunk nyomtatott áramkörös kapcsolási rajzokat

A nyomtatott áramkörök kapcsolási rajzainak olvasása a vizuális nyelv, a logikai felépítés és a kulcselemek megértését igényli. Az alábbiakban lépésről lépésre bemutatjuk az utak követését és az alkatrészek értelmezését szereléshez, hibakereséshez és fordított tervezéshez.

Tápfeszültség, földelés és jelutak követése

A kapcsolási rajzok három alaptípusú útvonal köré épülnek – ezek ismerete lehetővé teszi bármely tervezés navigálását.

Teljesítményutak követése

A teljesítményutak biztosítják az energiaellátást minden alkatrész számára – itt kezdődjön, hogy megérthesse az áramkör „életforrását":

• Azonosítsa a tápegységeket : Keresse meg a bemeneti tápegységet.
• Feszültségszabályozás követése : Kövesse a tápfeszültséget a forrástól a feszültségszabályozókig, amelyek a bemeneti feszültséget használható szintre alakítják. Figyelje meg a zajcsökkentő szűrőalkatrészeket.
• Teljesítményelosztás feltérképezése : Kövesse a szabályozott táphálózatokat, szenzorokat (U3) és LED-eket (D1–D3).
• Áthidaló kondenzátorok ellenőrzése : Keressen kis értékű kondenzátorokat, amelyek az IC-k közelében a táphálózat és a föld között vannak csatlakoztatva – ezek stabilizálják az egyes alkatrészek feszültségét és szűrik a zajt.

Földelési Utak Követése

A földelés (GND) az összes jel és tápforrás referencia pontja – alapvető fontosságú az áramkör stabilitásához:

• Földelési Szimbólumok Felismerése : Az elvi rajzok szabványos szimbólumokat használnak:
• Digitális Földelés: Folyamatos vonal.
• Analog Földelés: Háromszög alakú szimbólum.
• Vázföldelés: Szimbólum, amely a föld síkját jelképezi.
• Földelési Csatlakozások Nyomonkövetése : Győződjön meg róla, hogy minden alkatrész rendelkezik földelési útvonallal. Kerülje a „lebegő” alkatrészeket – ezek zavarokat okozhatnak.
• Földelés Elválasztásának Megjegyzése : Vegyes jelkörök esetén az analóg és digitális földhálózatok gyakran egyetlen ponton találkoznak a crosstalk csökkentése érdekében – kövesse ezt a csatlakozási pontot a zajcsökkentés megértéséhez.

Jelutak követése

A jelutak adatokat vagy vezérlőjeleket továbbítanak az alkatrészek között – kövesse ezeket a kör funkcióinak megértéséhez:

• Jelfolyamat követése : Kövesse a hálózatot a célponthoz – az analóg-digitális átalakításhoz az MCU 6. lábához csatlakozik. Figyelje meg a köztes alkatrészeket.
• Vezérlőjelek nyomon követése : Azonosítsa a komponensek be-/kikapcsolását vezérlő jeleket.
• Több oldalas kapcsolási rajzok navigálása : Használja a tartalomjegyzéket és a kereszthivatkozásokat a jelek nyomon követéséhez az oldalak között.

Hivatkozási azonosítók értelmezése szereléshez és hibaelhárításhoz

A referenciajelölések a komponensek „nevei” – elsajátításuk kulcsfontosságú a kapcsolási rajzok gyakorlati használatához:

Szabványos referenciajelölő előtagok

Ismerje meg ezeket az IEEE-szabványos előtagokat, hogy gyorsan azonosítani tudja a komponenstípusokat:

Jelölők használata szereléshez

A NYÁK-szerelés során a jelölők a sémaelemeket rendelik hozzá a fizikai NYÁK lábkiosztásokhoz:

• Komponensek elhelyezése : A sémán keresse meg a jelölőt, és jegyezze fel az értékét (10 kΩ) és csomagolását.
• Hozzárendelés a NYÁK-hoz : A fizikai NYÁK-on keresse meg a selyemnyomatos címkét „R10”, és forrassza oda a megfelelő 10 kΩ-os 0402-es ellenállást.
• Anyagjegyzék (BOM) egyezőségének ellenőrzése : Hasonlítsa össze a jelölőket a BOM-mal, hogy biztosítsa a helyes alkatrészbeszerzést.

Hibaelhárítás jelölők használatával

A jelölők leegyszerűsítik az áramkörök hibadiagnosztizálását:

• Hibás alkatrészek lokalizálása : Ha egy érzékelő nem működik, keresse meg a jelölőjét (U3) a kapcsolási rajzon, és kövesse nyomon az áramellátási és földelési útvonalait – használjon multimétert annak ellenőrzésére, hogy van-e feszültség az U3 1. lábán.
• Jelútellenőrzés : Ha a kommunikáció meghiúsul, kövesse a "UART_TX" jelet az MCU U2 7. lábától a J4 csatlakozó 3. lábáig – ellenőrizze a megszakadt nyomokat vagy helytelen alkatrészértékeket.
• Adatlapok kereszthivatkozása : Használja a jelölőhöz tartozó alkatrészszámot (a BOM-ból), hogy előhívja az alkatrész adatlapját – ellenőrizze a csatlakozó lábakat a kapcsolási rajzzal szemben.

Fontos tippek összetett kapcsolási rajzok olvasásához

• Kezdje a blokkdiagrammal : Használja a magas szintű blokksémát, hogy eligazítsa magát, mielőtt a részletes áramkörökbe mélyedne – azonosítsa a fő modult, majd kifelé haladjon.
• Jegyzetek használata : Figyeljen a megjegyzésekre, amelyek tisztázzák a nem egyértelmű logikát.
• Összetevők csoportosítása funkció szerint : Gondolatban csoportosítsa az azonos jelölő előtaggal rendelkező alkatrészeket, hogy megérthesse az alköröket.
• Gyakorlás egyszerű kapcsolási rajzokkal : Kezdje egyszerű áramkörökkel, hogy elsajátítsa az útvonalkövetést és a jelölők felismerését, mielőtt összetettebb tervekhez fordulna.

A nyomtatott áramkör sémája és elrendezése közötti különbség

Összehasonlító táblázat

Átmenet a kapcsolási rajztól az elrendezésig

A lemez körvonalának és rétegszerkezetének meghatározása

PCB méretek beállítása; rétegszám (2/4/6+) és anyag kiválasztása; rézvastagság és dielektromos tulajdonságok megadása.

Alkatrész elhelyezése

Rendezés funkció szerint, a jel integritásának és a gyárthatóságnak elsőbbséget adva; biztosítani kell a tesztelési/szerelési hozzáférést; kerülni kell az átfedő alkatrész-elhelyezéseket.

Útvonalvezetés végrehajtása

Az útvonalakat a legrövidebb, alacsony zajszintű utakon kell vezetni; elsőbbséget élveznek a táp- és földvezetékek, valamint a nagysebességű jelek; követni kell az impedanciamatching szabályait (50Ω/100Ω); minimalizálni kell a keresztezéseket.

DRC végrehajtása

Futtassa le a tervezési szabályellenőrzést az átmenetek szélességének/távolságának, furatméretnek és gyártási szabályoknak az ellenőrzéséhez; javítsa ki a hibákat (rövidzárlatok, távolsági problémák) a véglegesítés előtt.

Gyártási fájlok előkészítése

Gerber-, fúrófájlok, BOM és szerelési rajzok exportálása; győződjön meg a PCB-gyártókkal való kompatibilitásról.

A legjobb PCB kapcsolási rajz szoftverek és eszközök 2024-ben

Hasznos tippek kezdőknek a NYÁK kapcsolási rajz tervezéséhez

• Kezdj egyszerű áramkörökkel; gyakorolj nyílt forráskódú projektek másolásával.
• Mindig ellenőrizze az alkatrészek adatlapjait a csatlakozók, értékelések és alapterület-kompatibilitás tekintetében.
• Használjon online forrásokat: YouTube oktatóvideók, fórumok (Reddit r/PrintedCircuitBoard).

Gyakori nyomtatott áramköri rajzszimbólumok

Ellenőrző lista hibátlan PCB sémához

• Helyes kivezetési számok/címke minden alkatrészhez
• Pontos alkatrészértékek és hivatkozási azonosítók
• Egyértelmű oldalak közötti kapcsolatok
• Megfelelő áramkörök leválasztó kondenzátorokkal és teljes BOM-mal
• Nincsenek csatlakoztatás nélküli kivezetések vagy rövidre zárt hálózatok
• Megfelelés az IEEE/IPC szabványoknak

Összegzés

A PCB séma tervezése kulcsfontosságú a megbízható PCB-fejlesztéshez. A sikerhez szükség van technikai tervezésre, pontos alkatrész-kiválasztásra/csatlakoztatásra és a szabványok betartására – ez csökkenti a gyártási hibákat, csökkenti az újrafeldolgozási költségeket, és biztosítja, hogy a végső termék megfeleljen az elvárásoknak.

Gyakran Ismételt Kérdések

Q1: Alkalmas a KiCad professzionális NYÁK-tervezésre?

A1: Igen – támogatja a bonyolult többrétegű terveket és a gyártási fájlok exportálását, amelyet sok startup és kis- és középvállalkozás használ széles körben.

Q2: Mi a különbség az ERC és a DRC között?

A2: Az ERC az elvi kapcsolási hibákat ellenőrzi; a DRC a fizikai elrendezés korlátait ellenőrzi.

Q3: Miért szükségesek az áthidaló kondenzátorok?

A3: Stabilizálják az IC tápfeszültségét, szűrik a zajt, és megakadályozzák a feszültségeséseket a tranziens áramok hatására.

Q4: Hogyan válasszunk 2 rétegű és 4 rétegű NYÁK között?

A4: 2 rétegű egyszerű áramkörökhöz; 4 rétegű bonyolultabb tervekhez.