Digitale PCB:een modern circuit dat draait op binaire digitale signalen

Bijna elk deel van de wereldeconomie en zelfs ons leven is afhankelijk van gedigitaliseerde systemen om dingen te laten werken. Daarom is digitale PCB essentieel om aan de eisen van de markt te voldoen.

Als u een fabrikant of ontwerper van elektronica bent, moet u een grondige kennis hebben van deze printplaten om relevant te blijven in uw vakgebied. In dit artikel zullen we een diepe duik nemen in de wereld van digitale printplaten, dus lees verder voor meer informatie!

Wat is digitale PCB?

Net als analoge PCB's bevatten digitale printplaten sporen, geleidende pads en andere functies. Gezamenlijk ondersteunen en verbinden deze attributen elektronische componenten mechanisch en respectievelijk.

Dit PCB-type is echter uniek vanwege de digitale productie-/montage- en ontwerpprocessen. Als gevolg hiervan kan het bogen op een verbeterde werking, zoals controle op invoegverlies op de transmissielijnen en impedantie-aanpassing.

Een digitale controller (Hitachi J100A)

Bron:Wikimedia Commons

Dergelijke PCB's bevatten meerdere microprocessors en andere hoogwaardige bordcomponenten die elke seconde miljarden taken kunnen uitvoeren. Enkele voorbeelden zijn een digitale klok-printplaat en een voltmeter-printplaat.

Overeenkomsten tussen analoge en digitale printplaten

Analoge en digitale PCB's hebben veel technische en ontwerpovereenkomsten, maar u moet capaciteit begrijpen om deze gelijkenis te begrijpen.

Parasitaire capaciteit ontwikkelt zich wanneer twee draden zich dicht bij de PCB bevinden. In een dergelijke opstelling zal een plotselinge spanningspiek op de ene draad een stroompuls op de andere induceren.

Afgezien van het scheiden van de digitale en analoge circuitsecties, moet u ook onderscheid maken tussen de digitale schakelactie van het analoge bord en de lage van de hoge frequentie.

Een analoge spraaksynthesizer-printplaat

Bron:Wikimedia Commons

De twee hebben verschillende overeenkomsten en verschillen in bekabeling, en hier is een close-up van deze:

Overeenkomsten bekabelingsstrategie tussen analoge en digitale PCB's

• Bypass/ontkoppelingscapaciteit.
• Voor simulatoren en digitale apparaten zijn condensatoren nodig, vooral bij de bedrading. Deze worden aangesloten op de condensator die zich het dichtst bij de stroomaansluiting bevindt, meestal 0.1uF. De toevoerzijde heeft ook een capaciteitstype (10uF) nodig.
• Zowel digitale als analoge kaarten hebben pinnen nodig die zich het dichtst bij de voedingsingang bevinden.

De voeding van een PCB

Bron:Flickr

• De stroom- en aardingsdraden moeten zich het dichtst bij de PCB van een monopaneel bevinden. Als je de twee niet op elkaar afstemt, genereren ze een systeemlus die ruis produceert, dus een dergelijke plaatsing verkleint de kans op elektromagnetische interferentie.

Verschillen in kabelstrategie tussen analoge en digitale PCB's

Uitdagend grondvlak

De gangbare praktijk bij PCB-bedrading is om een ​​ononderbroken grondvlak te hebben. Dit minimaliseert echter het dl/dt-effect in digitale circuits, waardoor veranderingen in het aardpotentiaal ontstaan, wat ruis veroorzaakt in het analoge gedeelte.

Het scheiden van de digitale circuits van de analoge kant op het grondvlak is dus essentieel om ruis aan de analoge signaalkant te verminderen.

Een PCB-grondvlak

Bron:Wikimedia Commons

De beste manier om dit te doen is door het analoge grondvlak apart van de aardverbinding aan te sluiten.

U kunt ook de analoge componenten en circuits aan het verste uiteinde plaatsen. Het doel is om onderbreking van het analoge signaal zo veel mogelijk te minimaliseren.

Digitale schakelingen hebben dergelijke overwegingen echter niet nodig omdat ze hoge ruisniveaus kunnen verdragen.

Componentplaatsing

Zoals eerder vermeld, is het digitale gedeelte van de schakeling ruisrijk, terwijl het analoge gedeelte stil is. Scheid dus altijd de digitale componenten van de analoge componenten, vooral als u een mixed-signal systeem bouwt.

Een geïntegreerd circuit met gemengd signaal

Bron:Wikimedia Commons

PCB-ontwerp creëert parasitaire componenten

Bij het ontwerpen van een PCB is het eenvoudig om twee parasitaire componenten te maken die parasitaire inductantie of capaciteit kunnen veroorzaken. Aangezien de ruistolerantie in analoge borden lager is, is de meest effectieve oplossing om de grootte/afstand tussen de lijnen te wijzigen.

Als alternatief kunt u de draden tussen de twee lijnen aarden om een ​​lage impedantie te creëren die het elektrische veld verzwakt dat verantwoordelijk is voor het veroorzaken van de interferentie.

Voordelen van digitale PCB's

• Bevat ruis gegenereerd door stroomverdeling
• Helpt bij impedantiecontrole (matching)
• Behoudt signaalintegriteit
• Minimaliseert overspraak tussen aangrenzende sporen
• Vermindert de effecten die worden gecreëerd door de grondreferentiebounce
• Zeer immuun voor elektromagnetische interferentie

Toepassingen van digitale printplaat

• Netwerkcommunicatie
• 5G-basisstations en internetswitches
• IoT-apparaten
• Computer met hoge snelheid
• IC-testsystemen
• Medische apparatuur

Medische apparatuur

• Consumentengerichte geïnstalleerde elektronica zoals geldautomaten
• Radio's

Digitale PCB-assemblage

Voordat u naar de montage gaat, is het essentieel om te begrijpen dat een digitale printplaat een binair systeem gebruikt.

Het vertrouwt ook op een digitale link voor de overdrachts- en gegevensontvangstpunten tijdens de montage. Deze thread maakt realtime aanpassingen mogelijk om de assemblagekwaliteit te behouden of te verbeteren.

Hoewel het binaire systeem er eenvoudig uitziet, kan het meerdere niveaus van complexiteit hebben in digitale PCB's. Maar het voordeel is dat digitale apparaten bestuurbaar en programmeerbaar zijn.

Een hightech digitale PCB met microchips en een processor

Daarom kunt u het binaire systeem gebruiken, dat u helpt bij het besturen, draaien en besturen van andere digitale apparaten die wereldwijd in meerdere toepassingen worden gebruikt.

Deze gedetailleerde beschrijving van het digitale assemblageproces helpt u digitaliseringstoepassingen te begrijpen.

Assemblageproces

PCBA-prototyping

Prototyping is van cruciaal belang voor het ontwikkelen van kwaliteit in het assemblageproces voor complexe, moderne PCB's. Het is vooral van vitaal belang voor het bereiken van een hoge bouwkwaliteit en een betrouwbare werking. U kunt het fabricageproces van PCB's in twee segmenten verdelen:

Efficiënte en kosteneffectieve productie

Proceskwaliteit (efficiënte productie van hoogwaardige platen) is cruciaal voor productie van hoge of lage volumes.

De montage bestaat uit meerdere stappen, net als de fabricagefase van de plaat en het ontwerpproces. Deze attributen leggen de montagestappen in detail uit.

Kenmerken voor digitale PCB-assemblage

Snelheid

Uw bestelling zou zo snel mogelijk moeten worden verwerkt, maar dit is geen probleem omdat digitale machines het hele assemblageproces van de printplaat afhandelen.

Geautomatiseerde productie van PCB's

Precisie

Een assemblagemachine moet precies genoeg zijn om alles op de juiste plek te plaatsen om de efficiëntie en prestaties van een digitale printplaat te vergroten.

Nauwkeurigheid

Nauwkeurigheid is een kritische factor in het assemblageproces omdat het ervoor zorgt dat de digitale printplaat functioneert zoals bedoeld.

Behendigheid

Mochten er fouten optreden tijdens de montage van de printplaat, dan moet het proces flexibel genoeg zijn om de werkzaamheden snel te kunnen hervatten.

Besturing

Controle is een essentieel onderdeel van de printplaatmontage, omdat het ervoor zorgt dat niets ongedaan wordt gemaakt.

Conventionele of digitale PCB-assemblage:welke zou u kiezen?

De keuze hier hangt af van de ontwikkelaar en de fabrikant van de digitale PCB. Wat de fabrikant betreft, heeft elke fabrikant specifieke Design For Assembly (DFA)-richtlijnen die afhankelijk zijn van hun apparatuur en processen voor kwaliteitscontrole.

Apparatuur gebruikt bij de productie van miniatuur-PCB's

Naast een geautomatiseerd assemblageproces, moet uw digitale printplaat aan al uw eisen en specificaties voldoen. Sommige fabrikanten moeten echter handmatige controles uitvoeren, wat de kwaliteit kan bederven en de doorlooptijd kan vertragen.

Een geautomatiseerd zichtmeetinstrument dat een PCB inspecteert

Daarom moet u samenwerken met een betrouwbare PCB-fabrikant, zoals WellPCB, om de beste resultaten te krijgen. We zijn sinds 2005 bezig met het produceren en assembleren van PCB's, dus we combineren ervaring en de beste apparatuur om ervoor te zorgen dat u hoogwaardige digitale printplaten krijgt tegen redelijke prijzen.