PCB digital:um circuito moderno rodando em sinais digitais binários

Quase todas as partes da economia mundial e até nossas vidas dependem de sistemas digitalizados para fazer as coisas funcionarem. Portanto, o PCB digital é essencial para atender as demandas do mercado.

Se você é um fabricante ou designer de eletrônicos, deve ter um conhecimento profundo dessas placas de circuito para permanecer relevante em seu campo de operações. Neste artigo, vamos mergulhar profundamente no mundo das placas de circuito digital, então continue lendo para saber mais!

O que é PCB Digital?

Assim como os PCBs analógicos, as placas de circuito digital contêm trilhas, pads condutores e outros recursos. Coletivamente, esses atributos suportam e conectam componentes eletrônicos mecanicamente e respectivamente.

No entanto, este tipo de PCB é único devido aos seus processos digitais de fabricação/montagem e design. Como resultado, possui um funcionamento aprimorado, como controle de perda de inserção nas linhas de transmissão e casamento de impedância.

Um controlador digital (Hitachi J100A)

Fonte:Wikimedia Commons

Esses PCBs contêm vários microprocessadores e outros componentes de placa de alto desempenho com a capacidade de gerenciar vários bilhões de tarefas a cada segundo. Alguns exemplos incluem um PCB de relógio digital e um PCB de voltímetro.

Semelhanças entre placas de circuito impresso analógico e digital

PCBs analógicos e digitais têm muitas semelhanças técnicas e de design, mas você precisa entender a capacitância para entender essa semelhança.

A capacitância parasita se desenvolve quando dois fios estão próximos ao PCB. Em tal configuração, um pico de tensão repentino em um fio induzirá um pulso de corrente no outro.

Além de separar as seções do circuito digital e analógico, você também precisa distinguir a ação do interruptor digital da placa analógica e de baixa e alta frequência.

Uma placa de circuito de sintetizador de voz analógico

Fonte:Wikimedia Commons

Os dois têm várias semelhanças e diferenças no cabeamento, e aqui está uma olhada mais de perto:

Semelhanças de estratégia de cabeamento entre PCBs analógicos e digitais

• Capacitância de bypass/desacoplamento.
• Simuladores e dispositivos digitais requerem capacitores, especialmente na fiação. Eles são conectados ao capacitor mais próximo da conexão de energia, geralmente 0,1uF. O lado da alimentação também precisa de um tipo de capacitância (10uF).
• Tanto as placas digitais quanto as analógicas precisam de pinos mais próximos da entrada de energia.

A fonte de alimentação de um PCB

Fonte:Flickr

• Os fios de alimentação e terra devem estar mais próximos do PCB de um painel mono. Se você não combinar os dois, eles gerarão um loop de sistema que produz ruído, portanto, esse posicionamento reduz as chances de sofrer interferência eletromagnética.

Diferenças de estratégia de cabeamento entre PCBs analógicos e digitais

Plano terrestre desafiador

A prática comum na fiação de PCB é ter um plano de aterramento ininterrupto. No entanto, isso minimiza o efeito dl/dt em circuitos digitais, causando alterações no potencial de terra, o que gera ruído na seção analógica.

Assim, separar o circuito digital do lado analógico no plano de terra é essencial para reduzir o ruído no lado do sinal analógico.

Um plano de aterramento de PCB

Fonte:Wikimedia Commons

A melhor maneira de fazer isso é conectar o plano de aterramento analógico separadamente da conexão de aterramento.

Como alternativa, coloque os componentes e circuitos analógicos na extremidade mais distante. O objetivo é minimizar ao máximo a interrupção do sinal analógico.

No entanto, os circuitos digitais não precisam de tais considerações porque podem tolerar altos níveis de ruído.

Colocação de componentes

Como dito anteriormente, a seção digital do circuito é rica em ruído, enquanto a seção analógica é silenciosa. Assim, sempre separe os componentes digitais dos componentes analógicos, especialmente se estiver construindo um sistema de sinais mistos.

Um circuito integrado de sinal misto

Fonte:Wikimedia Commons

Design de PCB cria componentes parasitas

Ao projetar um PCB, é fácil criar dois componentes parasitas que podem causar indutância ou capacitância parasita. Como a tolerância ao ruído nas placas analógicas é menor, a solução mais eficaz é alterar o tamanho/distância entre as linhas.

Alternativamente, você pode aterrar os fios entre as duas linhas para criar uma baixa impedância que enfraquece o campo elétrico responsável por produzir a interferência.

Benefícios do PCB digital

• Contém ruído gerado pela distribuição de energia
• Ajuda no controle de impedância (correspondência)
• Preserva a integridade do sinal
• Minimiza a interferência entre traços adjacentes
• Reduz os efeitos criados pelo salto de referência do solo
• Altamente imune a interferência eletromagnética

Aplicações da placa de circuito digital

• Comunicação de rede
• Estações base 5G e switches de Internet
• Dispositivos IoT
• Computação de alta velocidade
• Sistemas de teste IC
• Equipamentos médicos

Equipamentos médicos

• Eletrônicos instalados voltados para o consumidor, como caixas eletrônicos
• Rádios

Montagem de PCB Digital

Antes de ir para a montagem, é fundamental entender que uma placa de circuito digital utiliza um sistema binário.

Além disso, conta com um link digital para os pontos de transferência e recepção de dados durante a montagem. Este thread permite modificações em tempo real para manter ou melhorar a qualidade da montagem.

Embora o sistema binário pareça simples, ele pode ter vários níveis de complexidade em PCBs digitais. Mas a vantagem é que os dispositivos digitais são controláveis ​​e programáveis.

Um PCB digital de alta tecnologia com microchips e um processador

Portanto, você pode usar o sistema binário, que o ajudará a controlar, girar e acionar outros dispositivos digitais usados ​​em várias aplicações globalmente.

Esta descrição detalhada do processo de montagem digital ajudará você a entender as aplicações de digitalização.

Processo de montagem

Prototipagem PCBA

A prototipagem é fundamental para desenvolver a qualidade no processo de montagem de PCBs complexos e modernos. É especialmente vital para alcançar alta qualidade de construção e operação confiável. Você pode dividir o processo de fabricação de PCB em dois segmentos:

Produção eficiente e econômica

A qualidade do processo (produção eficiente de placas de alta qualidade) é crucial para a produção de alto ou baixo volume.

A montagem consiste em várias etapas, assim como a fase de fabricação da placa e o processo de design. Esses atributos explicam detalhadamente as etapas de montagem.

Atributos de montagem de PCB digital

Velocidade

Seu pedido deve ser processado o mais rápido possível, mas isso não é um problema porque as máquinas digitais lidam com todo o processo de montagem da placa de circuito.

Produção automatizada de PCBs

Precisão

Uma máquina de montagem deve ser precisa o suficiente para colocar tudo no lugar certo para aumentar a eficiência e o desempenho de uma placa de circuito impresso digitalmente.

Precisão

A precisão é um fator crítico no processo de montagem porque garante que a placa de circuito digital funcione conforme o esperado.

Agilidade

Caso ocorram erros durante a montagem da placa de circuito, o processo deve ser flexível o suficiente para retomar as operações rapidamente.

Controle

O controle é uma parte vital da montagem da placa de circuito porque garante que nada seja deixado de fazer.

Montagem de PCB convencional ou digital:qual você escolheria?

A escolha aqui depende do desenvolvedor e do fabricante do PCB digital. Em relação ao fabricante, cada um possui diretrizes específicas de Design For Assembly (DFA) que dependem de seus equipamentos e processos para controle de qualidade.

Equipamentos usados ​​na produção de PCBs em miniatura

Além de passar por um processo de montagem automatizado, sua placa de circuito digital deve atender a todos os seus requisitos e especificações. No entanto, alguns fabricantes precisam fazer verificações manuais, o que pode arruinar a qualidade e diminuir o tempo de resposta.

Um instrumento de medição de visão automatizado inspecionando um PCB

Portanto, você precisa trabalhar com um fabricante de PCB confiável, como WellPCB, para obter os melhores resultados. Estamos no ramo de produção e montagem de PCBs desde 2005, por isso combinamos experiência e os melhores equipamentos para garantir que você obtenha placas de circuito digital de alta qualidade a preços razoáveis.