铜浇注对单层PCB有帮助吗?


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我有一块PCB,其中包含一个20x4 LCD,18个12x12 mm按钮和三个LED。该开发板通过30厘米长的带状电缆连接到Arduino Mega。现在在测试过程中,我发现有时液晶屏会变黑。在以前的PCB中,我没有使用地面浇注,但是如果使用地面浇注,我的系统对EMI噪声的抵抗力会更好吗?

我也在其他方面进行研究,但是我只想对此提出专家意见,是在单层 PCB 上使用或不使用地线。

为了清楚起见,我同时附上了两张PCB图片:一张带有铜,另一张没有铜。

在此处输入图片说明

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阅读完所有建议后,我的脑海中有了以下理解。1.将VCC和接地线移至LCD接口线附近,即右侧

  1. 断开每个按钮下部的两个销子的跳线连接,因为它们正在浇铸铜,因此效果不佳。

3.增加R1,R2和R3之间的距离

4.增加LCD控制线和右下角的按钮线之间的空间。

  1. 添加更多地线(我不确定,但是专家建议了这一点)

  2. 将连接器放在顶部而不是底部,因为这会减少LCD控制和数据线的走线距离,进而使它更不受噪声影响?

请评论我的方向是否正确。不能选择两层,因为在我的区域中,它们只能大量制造双面印刷电路板,否则价格太高。中国制造业也是如此


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什么液晶显示器?信息如何传输到LCD(接口类型,协议,时序/频率等)?
彼得·莫滕森

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如果您只想使用单面PCB来节省成本,那么购买双面PCB可能并不会贵那么多,并且可以改善EMI性能。价格甚至可能是相同的。
安德鲁·莫顿

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但是您的PCB并不是一层,您在左上角的另一侧有两个通孔和走线...
BeB00

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@ BeB00实际上是单层。该跟踪在组件方面是跳线
saki gujjar

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@ BeB00 china不是一个选择,因为它仍然很昂贵,并且需要很多时间。我已经很晚了
saki gujjar

Answers:


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倒地本身不可能挽救接地不良的电路板。

地面倾泻本身并不是地面。

地面灌注是PCB制造的默认设置,因为这意味着要蚀刻掉的铜更少,多层板的机械平衡更好,并且导热性更好。

您需要确保没有倾倒地面的情况下,所有关键信号都具有足够的接地回路。在不倒的情况下进行检查的目的在于倒入会混淆图片,这非常困难,因此请查看发生了什么。

确保时钟和频闪灯有从源到接收器的附近地面轨道。接地线应尽可能靠近信号线。确保汲取电流突然脉冲的IC在附近具有去耦电容,并且对电源和接地引脚的跟踪要短。检查电源电流的变化不会在不需要的地方感应出电压,这通常意味着要在所有电源线都接地的情况下运行。

也许您觉得自己没有空间增加地面跟踪?如果地面没有空间,则浇注空间就没有连接空间,可以在正确的位置提供地面连续性。当然,它可能通过在其他地方大循环而连接,但这不是正确的地方。如果需要坚固的电路板,除了在正确的位置提供适当的接地连续性,别无选择。

地面跟踪卫生后,即可再次添加地面。如果您的地面跟踪足够,那么实际上并不需要用电,但不会造成伤害,它还能完成所有其他优点。

另一方面,接地平面是您从一开始就设计的。您不会在横穿轨道的情况下割裂它。路由完所有信号轨道后,您不必再想这件事了。它是电路板上最重要的导体,因此您首先将其放置,然后在添加其他轨道时对其进行照顾。

检查AnalogSystemsRF的答案。我告诉过您应该做的事情以及下次应该做的事情,他告诉您现在可以做什么。您会注意到它们实际上都涉及接地。


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取20片铜线,和焊料的20件OVER的信号,从GND至GND。换句话说,将一些浮动的GND“天线”短接在一起。

然后重新测试。

也许再加20条从GND到GND的铜线。

-----------让我们计算GND错误的严重程度------

假设黑砖电池充电器与浮动地面填充块的4“ x 4”区域相距4“(0.1米)。假定黑砖内部的开关电源在100纳秒的开关电压下为200伏;电压为2伏特/ 1纳秒摆率。

将有多少位移电流感应到地面填充物中?

C(平行板)= E0 * Er *面积/距离~~ 9e-12 Farad /米* A / D

Er = 1(空气),面积= 0.1m * 0.1m,距离= 0.1m

C = 9e-12 * 0.1m * 0.1m / 0.1m = 9e-12外径表* 0.1m = 0.9pF

C ==== 1pF左右

I = C * dV / dT = 1pf * 2v / nS =(1nF * 1milli)* 2v / nS并取消NANO

在黑砖开关频率下,I = 1milli * 2v = 2毫安

现在我们需要计算GND至GND的电阻。最好的是大约1平方毫米的铜箔(0.00050欧姆(在25摄氏度时实际为0.000498欧姆))。用20或40根导线将浮动片连接在一起,导线的尺寸和导线的长度也会影响GND至GND的电阻,但是导线的直径会比箔厚,并且填充间隙为3milliMeters(1/16英寸),因此我们假设箔纸为2平方或0.0010 ohm(电阻对温度非常敏感:每摄氏度0.4%)。

GND上一个位置与GND上另一个位置之间的电压差是多少?使用欧姆定律:I * R

假设电阻为0.001 ohm,I为0.002安培,则电压仅为I * R,即2毫毫或

2微伏(直流低频)

我们应该考虑电感吗?当然。通过各种导线的平行路径,假设从A点到B点的电感为10纳亨(固态铜片约为1纳亨的电感。我欢迎提供更好的估计,甚至是一个公式)。Z(5MHz时的10nH阻抗,或1 /(2 * 100nanoSecond))为+ J 0.031欧姆。Z(1GHz时为1nH)= + j6.28欧姆。Z(在1MHz下为1nH)为6.28 / 1,000 = 0.00628欧姆。在5MHz时,Z在0.031欧姆时会大5倍。注意,我们不需要计算器。

电压是多少?I * Z或2ma * 0.031欧姆= 0.062 *毫安= 62微伏

因此,随着电流流过您在悬空的“地面填充物”之间添加的那20或40条电线,我们预测了从地到地的一些(很小但不是零)电压。

62微伏(交流电,5MHz)


在多层板上,通孔可以解决问题,使它们成为劳动力较少的选择。
桅杆

这些会不会造成接地回路?
saki gujjar

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如果您具有维持环路的电荷扰动,那么这些新添加的GND至GND路径将减少点对点差异。很好的问题。我们可以计算GND至GND的电压吗?是。使用欧姆定律。如果您在60Hz电场中有1微安的GND-to-GND电荷移动,并且GND-to-GND电阻为0.001 ohm(这是2平方毫米的标准厚度铜箔,每平方0.00050欧姆),GND--to--GND的电压为1uA * 0.001 ohm,= 1纳伏。这不是零伏,而是具有3.3伏满量程或50uV Vquanta的16位ADC,其1nV小50,000X。
Analogsystemsrf

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地面可能会提供帮助(但我会像其他人一样怀疑),但是我会以带状电缆作为第一个可疑对象。

如果将其从0.1英寸带状变为带0.05英寸带状的两排连接器(请考虑使用旧的PATA电缆),则可以使地面与信号交织,这可能会有所帮助。

我注意到,此时您的LCD控制线在右侧,而LCD地线在左侧,这从SI角度看还是非常小。数据和地线应该尽可能地走在一起(也要接通电源!),并且由于开关矩阵不关心这两者,因此我将电源和地线引脚移到LCD控制线之中。

关于接地回路,世卫组织注意!电流(总是)在环路中流动,您可以轻松地做到这一点,在这种情况下,这些环路上几乎不会产生电压,或者在这种情况下,您可能会使其变得困难,通常在环路上会产生很多电压。许多小循环胜过一个大循环。

哦,是一个细节,但是您可能要考虑在开关矩阵中添加一些二极管,它可以让您更合理地处理同时按下的两个开关。


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您的LCD可能由于对比度微调器故障而变成空白。最好改用固定电阻器。接地不太可能成为问题


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您可以清理这些开关上的轨道。
左下和右下垫在内部连接,左上和右上垫也是如此。您可以在(例如)B1,B4,B7和BX之间直接运行一条简单的轨道。将连接添加到每个交换机的一个引脚,您将获得更整洁的布局。

避免在倒地时制造“孤岛”。每个区域都需要连接。您甚至可以摊开R1,R2和R3,以确保更好地倒入它们。

由于LCD只有空白有时,我认为这是不适合大规模生产,这倒也许足以让你去。我仍然建议使用双面板作为更好的解决方案。


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要抗击EMI,请记住电流是一个两方面的问题。如果限于单面,则溃败返回路径应彼此靠近。

信号路径中的一些低值串联电阻使电路不太可能辐射。而且,进入或离开PCB的每个信号在进入IC之前都应通过电阻。


串联叠加电阻是新的想法,对我来说(或者可能是我的新手)但请你能不能进一步解释
崎gujjar

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我不知道您是否要批量生产产品,但是如果我要制作原型,我将使用双面电路板,在电路板的一侧喷涂抗蚀剂,这将是常见的接地,包括用于接地的焊盘在电路侧,并使用原始的通孔焊接。

您最好将带状电缆分成两根电缆,一组为低频电缆,另一组为高频电缆。

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