На фоне постоянного совершенствования технологий связи и вычислительной техники стремительно развиваются и электронные информационные технологии. Помимо портативных электронных устройств, таких как мобильные телефоны и ноутбуки, которые используются в нашей повседневной жизни, растёт использование электронного оборудования в автомобилестроении и аэрокосмической отрасли. Среди них печатная плата является очень важным электронным компонентом. Она служит опорой для электронных компонентов и носителем для их соединения между собой. Поэтому очень важно понимать основную структуру печатной платы.
Как выбрать компоненты для печатной платы
Выбор подходящей печатной платы может оказаться непростой задачей, поскольку существует множество различных вариантов. От определения размеров монтажного места компонента до проверки запасного вывода. Прежде чем принять решение о том, какой компонент для печатной платы использовать, необходимо тщательно учесть несколько различных факторов. Здесь мы приводим несколько советов и рекомендаций, которые вам, возможно, стоит учесть, прежде чем выбрать компонент для печатной платы для вашего бизнеса.
Учтите размеры компонента
- Здесь речь идет об этапе компоновки. На этом этапе вам необходимо учитывать конфигурацию монтажной платы и пространство, занимаемое выбранным компонентом. Фактически, вопрос о размещении компонентов следует учитывать на протяжении всего этапа разработки схемы. Также следует помнить, что область покрытия должна включать механические компоненты соответствующих деталей и электрические соединения контактных площадок. Другими словами, это будет касаться выводов и контуров корпусов компонентов, закреплённых на печатной плате. Поэтому при выборе компонента следует учитывать любые ограничения, связанные с корпусом или коробкой, с которыми вы можете столкнуться при оценке нижней и верхней сторон готовой печатной платы.
Например, поляризованные конденсаторы и другие подобные компоненты часто имеют строгие ограничения по зазорам. Поэтому необходимо учитывать это в процессе выбора компонентов. При начале проектирования макета может потребоваться нарисовать базовые контуры печатной платы. Затем использовать их для размещения разъемов или других компонентов, требующих особого внимания при размещении. Таким образом можно создать виртуальный макет печатной платы — это быстро и не требует прокладки проводов. Затем на основе полученной визуализации можно создать компоненты и чрезвычайно точные визуальные представления высоты и относительного положения печатной платы. Таким образом, после сборки печатной платы можно убедиться, что все необходимые детали (такие как механическая рама, корпус и пластиковые элементы) помещаются в упаковку.
Готовьтесь к переменам
- В зависимости от разнообразия конструкций выбор компонентов может меняться. Процесс проектирования постоянно меняется. Вам следует определить, для каких компонентов будет применяться технология поверхностного монтажа, а для каких — монтаж через сквозные отверстия. Предварительный отбор компонентов позволяет упростить весь процесс проектирования печатной платы. Прежде чем принять решение о выборе компонентов для печатной платы, необходимо тщательно учесть энергопотребление, плотность размещения компонентов, их стоимость и доступность.
В целом, компоненты для поверхностного монтажа доступнее и легче приобрести, чем их аналоги с металлизированными сквозными отверстиями. Кроме того, по крайней мере с точки зрения производства. Они также, как правило, дешевле по сравнению с аналогами с металлизированными сквозными отверстиями. Интересно, что для средних и мелких задач прототипирования рекомендуется использовать детали с большими сквозными отверстиями или компоненты с поверхностным монтажом, чтобы обеспечить лучший доступ к сигналам и контактным площадкам при отладке и устранении неисправностей, а также упростить процесс ручной пайки. Также важно отметить, что если вы не можете найти конкретный макет в базе данных, вы можете создать собственный макет с помощью этого инструмента.
Следуйте надлежащим правилам заземления
- В вашей схеме должно быть достаточное количество заземляющих плоскостей и обходных конденсаторов. При использовании интегральной схемы необходимо убедиться в наличии достаточного количества развязывающих конденсаторов. Особенно это важно вблизи заземляющей плоскости или других подобных мест, где находится источник питания. Очевидно, что размер выбранного конденсатора во многом будет зависеть от рабочей частоты. А также от типа конденсатора, технологии его изготовления и области применения. Одним словом, очень важно соблюдать надлежащие требования к заземлению. Ведь это обеспечит вашей печатной плате оптимальные характеристики магнитных рассеиваний и превосходную электромагнитную совместимость.
Правильно распределять площади виртуальных деталей
- Настоятельно рекомендуем сформировать спецификацию (BOM), чтобы проверить наличие виртуальных компонентов. Если выяснится, что с виртуальными компонентами не связаны никакие корпуса, их не нужно переносить на этап компоновки в ходе фактического процесса. Создав спецификацию, вы сможете проанализировать все виртуальные детали в проекте.. Что касается входных сигналов, следует подключать только сигналы заземления и питания. Дело в том, что они на самом деле являются виртуальными компонентами, с которыми система работает исключительно в среде схемного проектирования, а не в среде компоновки. Таким образом, необходимо всегда заменять компоненты, имеющие контур, реальными компонентами. Исключение составляют случаи, когда они используются исключительно для целей моделирования.
Компоненты печатной платы
Существует множество различных типов печатных плат, которые используются для управления и регулирования тока в конкретной цепи. К наиболее часто используемым компонентам в электронном оборудовании относятся резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы и интегральные схемы (ИС). На печатной плате также устанавливаются изоляторы и другие крошечные электронные компоненты. Эти компоненты необходимо размещать на поверхности печатной платы (PCB). Только правильное расположение компонентов позволяет сформировать работоспособную электронную схему.
Компоненты печатной платы и их основные функции:
Резистор:
Резистор — это трубчатый элемент, способный снижать напряжение и силу тока в цепи. Обычно на его внешней поверхности нанесены специальные цветные полосы. Его основное назначение — предотвращать попадание чрезмерного тока в цепь; в зависимости от номинального сопротивления каждого резистора он может пропускать только определённый ток. Внешние полоски обозначают значение сопротивления, на которое ориентируется сборщик при монтаже печатной платы. Неправильное размещение резисторов может привести к повреждению других компонентов печатной платы из-за чрезмерного тока.
Конденсаторы:
Это пассивное устройство. Обычно его применяют в энергетике и электронике. Оно способно аккумулировать энергию за счет поддержания электрического поля. Устройство состоит из двух параллельных металлических пластин, которые, как правило, изготавливаются из алюминия, между которыми находится диэлектрический материал.
Диод:
Эти компоненты также называют выпрямителями, поскольку они обеспечивают преобразование переменного тока в пульсирующий постоянный ток. Диоды — это полупроводниковые устройства, выполняющие функцию однонаправленных токовых переключателей; они классифицируются по типу, напряжению и токовой нагрузке.
Индуктор или катушка:
Индукторы, или катушки, — это пассивные компоненты, способные накапливать энергию в виде магнитного поля. Они состоят из полой катушки, изготовленной преимущественно из двух материалов. Проводник изготавливается из эмалированной медной проволоки или эмалированной проволоки.
переключатель:
Устройство в электронной схеме, которое регулирует протекание тока. Оно замедляет движение электронов, что позволяет легко включать и выключать ток. Принцип их работы зависит от того, соприкасаются ли они с металлическими контактами, когда замыкаются и когда размыкаются.
предохранитель:
Предохранители прерывают поток электричества за счет перегорания проводов или металлических элементов, из которых они состоят. Они устанавливаются в начале цепи. Таким образом, если сила тока увеличивается, она достигнет цепи и повредит устройство.
Принцип работы печатной платы:
Используйте его для изоляции проводящего слоя медной фольги на поверхности с помощью изоляционного материала, нанесённого на печатную плату. Это позволяет току протекать по различным компонентам по заранее заданному маршруту для выполнения задач, таких как работа, усиление, ослабление, модуляция, демодуляция, кодирование и другие функции.Внутренняя конструкция компонента создаёт барьер, препятствующий протеканию обратного тока; этот барьер особенно полезен для защиты чувствительных микросхем, поскольку эти микросхемы могут легко выйти из строя из-за чрезмерного тока.