Os problemas mais comuns no projeto de PCB e sua análise

PCB (Placa de Circuito Impresso) é um núcleo em produtos eletrônicos que é aplicado em quase todos os aparelhos de diferentes campos, de pequenos a grandes, de computadores, telecomunicações a hardware militar. Simplesmente falando, PCB desempenha um papel significativo na implementação de funções de produtos eletrônicos.


No entanto, nunca é uma tarefa fácil projetar uma placa de circuito e muitas associações, entre camadas, componentes ou circuitos, precisam ser tratadas adequadamente. Um projeto mal pensado possivelmente trará falhas ou mesmo catástrofes quando estiver trabalhando dentro de um sistema eletrônico. Apesar do atributo de dificuldade do projeto de PCB em si, alguns problemas que comumente ocorrem podem ser resumidos para que todos os projetistas de PCB possam conhecê-los antecipadamente e aprender a lidar com eles antes da fase de fabricação de PCB.


NOTA:Este artigo discute problemas de design de PCB e soluções com base na participação do software Altium Designer.

Problemas de projeto de PCB no esquema

Problema nº 1:De acordo com o relatório do ERC, não há sinal de acesso nos pinos.
Análise:
a. A E/S deve ser definida nos pinos ao estabelecer o pacote;
b. Ao estabelecer ou colocar componentes, o atributo de inconformidade pode ser modificado para que os pinos e linhas fiquem soltos;
c. Ao estabelecer componentes, o pino sofre de direção reversa.


Problema nº 2:Os componentes estão além do papel.
Análise:Os arquivos não são criados no centro do papel da biblioteca de componentes.


Problema # 3:A netlist do arquivo de engenharia criado pode acessar apenas parcialmente o PCB.
Análise:O item de “global” não é selecionado ao gerar netlist.


Problema nº 4:os componentes não são girados.
Análise:O método de entrada deve ser trocado.

Problemas de projeto de PCB no PCB

Problema#1:No processo de carregamento da rede, o relatório NODE não ocorre.
Análise:
a. Os componentes no esquema possivelmente aproveitam o pacote que não está disponível na biblioteca de componentes;
b. Os componentes no esquema usam pacotes incompatíveis com os usados ​​na biblioteca de componentes;


Problema 2:A rede de relatórios DRC é dividida em algumas seções.
Análise:Este problema demonstra que esta rede não está conectada e CONNECTED COPPER pode ser usado para percorrer o arquivo.


Problema 3:No processo de operação, a tela azul deve ser usada o mínimo possível.
Análise:Os arquivos podem ser exportados várias vezes para gerar um novo arquivo DDR para reduzir o tamanho do arquivo. O roteamento automático não é sugerido ao projetar PCB complexo.


O roteamento é uma etapa bastante significativa no projeto de PCB e todas as etapas anteriores são todas as suas preparações. Quando se trata de design de PCB, o roteamento exige a maioria dos requisitos. O roteamento de PCB pode ser classificado em roteamento de lado único, roteamento de lado duplo e roteamento de vários lados. Dois métodos de roteamento estão disponíveis:roteamento automático e roteamento interativo. Antes do roteamento automático, o roteamento interativo pode ser usado antecipadamente para sistemas relativamente complexos. As linhas laterais nos terminais de entrada e saída devem evitar ser paralelas entre si para que a interferência de RF não possa ser gerada. As linhas de solo devem ser adicionadas quando necessário e o roteamento em duas camadas adjacentes deve ser vertical entre si. Linhas paralelas tendem a gerar acoplamento parasita. A taxa de roteamento do roteamento automático depende do layout bem pensado e as regras de roteamento podem ser definidas com antecedência. De um modo geral, o roteamento baseado em consulta pode ser realizado primeiro e o caminho de roteamento deve ser otimizado em geral. As linhas roteadas serão então fechadas e o reencaminhamento será implementado para melhorar o efeito geral. No que diz respeito ao design para PCB com densidade de componentes, apenas os furos passantes dificilmente podem contar com muitos canais de roteamento desperdiçados. Portanto, cegos e enterrados via tecnologia foi criado. Eles não apenas funcionam como furos passantes, mas também salvam muitos canais de roteamento. Como resultado, o roteamento pode ser mais fácil, suave e melhor.

Problemas de projeto de PCB sobre interferência e suas soluções

Sempre ocorre interferência em equipamentos eletrônicos no processo de depuração e aplicação, o que deriva de um bom número de causas. Entre todas as causas, o roteamento irracional e a colocação inadequada de componentes trazem a maior parte das interferências além das interferências resultantes do ambiente. A interferência possivelmente fará com que o equipamento elétrico não funcione normalmente ou até mesmo falhe. Portanto, possíveis interferências devem ser restringidas na fase de projeto do PCB.


Problema #1:Geração e controle de interferência de linha de terra.


Análise e soluções:


Se as linhas de aterramento indicam potencial zero, a diferença de potencial relativa de cada ponto de aterramento em todo o circuito também deve ser zero. No entanto, é quase impossível garantir que a diferença de potencial seja absolutamente zero e uma pequena diferença de potencial possivelmente resultará em sinais de interferência que afetam o funcionamento normal de todo o circuito após serem ampliados através do circuito de amplificação.


Para restringir a interferência, os seguintes métodos podem ser usados:a. orientações corretas de aterramento devem ser seguidas; b. as linhas de terra digitais devem ser separadas das linhas de terra analógicas; c. as linhas de terra devem ser engrossadas o máximo possível; d. o aterramento deve ser revestido o máximo possível.


Problema nº 2:Interferência e restrição de energia.


Análise e Soluções:a interferência de energia pode derivar de um projeto esquemático irracional, roteamento ou layout. Portanto, o loop AC-DC não pode ser conectado entre si durante o roteamento e as linhas de aterramento não devem ser executadas em paralelo com o loop grande. Além disso, linhas de energia e linhas de sinal não devem estar muito próximas umas das outras e nunca podem ser paralelas. Quando necessário, podem ser adicionados filtros entre o terminal de saída de energia e o aparelho.


Problema nº 3:EMI (Interferência Eletromagnética) e sua restrição.


Como os componentes são colocados de forma densa, se o design irracional for implementado, a EMI será despertada, como interferência de parâmetros de distribuição e EMI de componentes. Medidas correspondentes devem ser tomadas para derrotar diferentes interferências.


Análise e soluções:


uma. Acoplamento parasita entre circuitos de impressão. O efeito do parâmetro de distribuição entre dois condutores paralelos com curta distância é equivalente ao da indutância e capacitância que estão se acoplando reciprocamente. Os sinais fluem através de uma derivação enquanto os sinais indutivos são gerados pela outra derivação. Assim, as linhas de sinal nunca podem ser projetadas para serem paralelas umas às outras durante o projeto de PCB ou linhas de blindagem podem ser usadas para restringir sinais de interferência fracos para interromper a interferência.


b. Interferência entre peças magnéticas. Alto-falantes e eletroímãs produzem campo magnético constante, enquanto transformadores e relés de alta tensão produzem campo magnético alternado. Ambos os campos magnéticos antecipam interferências em componentes periféricos e linhas de impressão e as medidas de contenção correspondentes podem ser feitas com base em diferentes situações:
• O corte nas linhas impressas trazidas pelas linhas magnéticas deve ser reduzido.
• As posições de duas partes magnéticas devem manter-se verticais entre si ao longo de duas direções magnéticas diferentes para reduzir o acoplamento entre duas partes.
• A fonte de interferência deve receber blindagem magnética e a tampa da blindagem deve estar bem conectada ao solo .


Problema #4:Interferência térmica e restrição.


Análises e Soluções:quando os aparelhos de alta potência estão funcionando, geralmente apresentam uma temperatura tão alta que as fontes de calor ficam disponíveis no circuito, antecipando interferências no circuito impresso. Portanto, os componentes sensíveis à temperatura devem ser colocados longe das peças geradoras de calor durante o projeto do layout da PCB e as fontes de calor devem ser colocadas no ar externo da placa para impedir que o calor gerado seja transferido ou que a dissipação térmica seja gerada. Se necessário, deve ser equipada placa de dissipação térmica.

Este artigo aborda apenas os problemas mais comuns que geralmente encontramos no design de PCB e suas soluções. Na verdade, espera-se que mais problemas sejam descobertos em sua experiência prática de design.


Recursos úteis
• Como projetar PCBs de alta qualidade
• As principais regras de design de PCB que você precisa conhecer
• Uma diretriz de projeto esquemático para PCB baseado no Altium Designer
• Como Para Derrotar a Interferência no Design de PCB
• Métodos para Fortalecer a Capacidade Anti-Interferência no Design de PCB