PCB ulagichlarining uchta asosiy maqsadi:
1. tenglikni o'zaro bog'liqligi: ikkita tenglikni o'rtasida qattiq (yoki egiluvchan) ulanish;
2. PCB kabelining ulanishi: tashqi periferik uskunalar uchun paketli simli ulanish;
3. PCB dasturlash / disk raskadrovka aloqasi: disk raskadrovka yoki dasturlash uchun ishlatiladigan ulagich (yoki sinov punktlari qatori), odatda mikrokontroller yoki maydon dasturlashtiriladigan eshik massivlari (FPGA) kabi narsalar uchun ishlatiladi.
Ushbu uch turdagi PCB ulanishlarida barcha ulanish shakllari va funktsiyalari dasturga qarab o'zgaradi. Birinchidan, ulagichni tenglikka o'rnatishning ikkita asosiy usuli mavjud: sirtga o'rnatish va teshik. Albatta, sirtni o'rnatish usullari juda ko'p, ammo barcha maqsadlar uchun ulagichni pin vias yoki pin pedlari orqali o'rnatish mumkin. Bu bizni loyihalash jarayonida ko'rib chiqilishi kerak bo'lgan ba'zi dastlabki kelishuvlarga olib keladi.
Loyihalashda e'tiborga olinadigan savdo-sotiq
Teshiklar orqali ulagichlarni o'rnatish juda ko'p foyda keltiradi, ammo asosiy foyda odatda mexanik aloqani mustahkamlashdir. Buning sababi shundaki, pinlar / qo'rg'oshinlar tenglikni orqali o'tadi va odatda yuqori va pastki qatlamlarga lehimlanadi. Dasturga qarab, bu juda muhim bo'lishi mumkin, ayniqsa ishonchlilik va xavfsizlik birinchi o'ringa qo'yilgan joyda. Agar u sodda va ishlatish uchun qulay bo'lsa va tez-tez ishlatib turadigan tsiklga ega bo'lsa, teshik orqali ulanish, albatta, yuqori ishonchliligini ta'minlaydi va vaqt o'tishi bilan qurilmaga zarar etkazish ehtimoli kamayadi. Teshikli tarkibiy qismlarning yana bir muhim afzalligi shundaki, uni prototiplash yoki ta'mirlash uchun osonroq tekshirish va qayta ishlash mumkin.
Boshqa tomondan, sirtga o'rnatiladigan ulagichlar elektron kartadagi bo'shliqni sezilarli darajada tejashga imkon beradi (chunki komponent faqat bitta qatlamga lehimlanadi) va qo'llanilishiga qarab, shuningdek, ishlab chiqarish va yig'ish xarajatlarini tejash mumkin. Ko'pgina ulagichlar hizalama postlariga ega, ammo lehimlashni talab qilmaydi. Shunga o'xshab, sirtga o'rnatiladigan ulagichlar ko'pincha pinning yuqori zichligini o'z ichiga olishi mumkin, bu esa o'z navbatida ko'proq signallarni kichikroq maydonga to'plashga va qimmatbaho taxtali maydonini tejashga yordam beradi, 1-rasmga qarang.
1-rasm: Tenglikni (chapda) va sirtga o'rnatiladigan (o'ngda) ulanish orqali tenglikni
Elektron platalar maydonini tejash va zichlik / hajmni optimallashtirish mahsulot ishlab chiqarish uchun umumiy harakatlantiruvchi kuch ekanligi sababli, ko'plab dizaynlarda bir nechta qattiq yoki egiluvchan o'zaro bog'liq elektron platalar mavjud. Ushbu usul nafaqat taxta maydonini tejashga, balki ko'proq xarajatlarni tejashga imkon beradi. Misol uchun, agar dizayn 256-pinli to'p panjara (BGA) protsessorini o'z ichiga oladigan bo'lsa, u 10 dan ortiq qatlamni talab qiladi (bu tenglikni ishlab chiqarish narxini sezilarli darajada oshiradi), lekin u ko'pgina tashqi qurilmalar / ulagichlar bilan o'zaro aloqada bo'lishi kerak (faqat kerak bo'lishi mumkin ikkita Qatlamli yoki to'rt qavatli) ulanish interfeysi, joy va xarajatlarni tejash usuli ularni ikkita tenglikni qismlarga bo'lishdan iborat: 10 dan ortiq qatlamli kichikroq o'rnatilgan PCB va faqat to'rtta qatlamga ega bo'lgan ikkinchi darajali tenglikni va ko'pgina periferik komponentlar (masalan, ulagichlar). Odatda,&kvotasini o'rnatish uchun yuqori zichlikli va yuqori pinli hisoblash taxtasidan taxtaga ulanish ishlatiladi; MCU PCB" GG-da; orqa panelda PCB GG-da;.
Agar displeylar va tugmalar kabi narsalar ko'plab sun'iy yo'ldoshli tenglikni talab qilsa, moslashuvchan ulanishlardan foydalanish mumkin. Ko'pincha bu egiluvchan simi deb ataladi, bu LCD va motorli ulanishlarda keng tarqalgan va odatda bukilish radiusini kamaytirishga yordam beradi (bu strukturani ixcham va kichik qilishga yordam beradi) va yig'ish bilan bog'liq jismoniy stress. Moslashuvchan ulanish ulagichga kiritilgan alohida simi bo'lishi mumkin yoki to'g'ridan-to'g'ri tenglikni bilan amalga oshirilishi mumkin. 2-rasmda ko'plab (ulanib bo'lmaydigan) moslashuvchan simi ulanishlariga ega kamera ob'ektivi ko'rsatilgan, 3-rasmda" qattiq egiluvchan" Integral moslashuvchan kabellar bilan tenglikni. Ba'zan loyihalashtirish va etkazib beruvchilarga topshirish qiyin bo'lsa ham, qattiq fleks texnologiyasidan foydalanish ishlab chiqarish xarajatlarini tejashga va dizaynni yanada ishonchli va qattiqroq qilishga yordam beradi. Biroq, ikkita tenglikni jismonan bir-biridan ajratib bo'lmaydiganligi sababli, qattiq moslashuvchan kombinatsiyani yig'ish qiyinroq bo'lishi mumkin.
Shakl 2: Moslashuvchan simi bilan kameraning linzalarini yig'ish
3-rasm: Qattiq moslashuvchan tenglikni texnologiyasi
Ulagichning dasturini ko'rib chiqing
Kabel aloqasini mavzu sifatida ko'rib chiqayotganda, ko'rib chiqadigan ba'zi muhim masalalarni tezda hal qilaylik. Bitta mavzudan foydalanish qulayligi va mukammal misol bu standart USB port.
Ko'p yillar davomida USB ulagichlari turli xil usullar bilan takomillashtirildi, jumladan, oqim hajmi, signal zichligi va USB-C yordamida qaytariladigan yo'naltirilmagan ulanishlar. Aksincha, faqat bitta yo'nalishga imkon beradigan o'q tugmachalari bo'lgan ulagich (masalan, klassik USB 2.0 ulagichi) foydalanuvchilarni boshqarishda yordam beradi va ulanish xatolarining oldini oladi. Qulflash aloqalari odatda yaxshi mexanik qo'llab-quvvatlashni ta'minlaydi va aylanadigan vilkalar (BNC ulagichlari) yoki siqish pablari (RJ-45 tarmoq kabellari) talab qilinishi mumkin. Asosan, agar ulagichni qayta ishlatish kerak bo'lsa, foydalanish qulayligi, albatta, foydalanuvchilar uchun eng ustuvor vazifa bo'lishi kerak.
Ba'zi ilovalar uzoqroq masofalarga yuqori tezlikda, sezgir ulanishlarni talab qiladi, bu bizni optik tolalardan foydalanishga olib keladi. Optik tolali ulanishning uchta asosiy turi mavjud: bitta rejimli, ko'p rejimli va plastik optik tolali (POF). Multimodli ulanishlar yuqori tarmoqli kengligi imkoniyatini beradi, ammo ularning tarqalishi va susayish tezligi yuqori bo'lganligi sababli ular odatda uzoq masofali dasturlarda yo'qotishlarga duch kelishadi, bu esa ularni LAN-ga asoslangan qisqa ulanishlar uchun ideal holga keltiradi. Yagona rejim uzoqroq masofalarda yaxshi ishlaydi, shuning uchun uni RF keng polosali ulanish (mahalliy kabel kompaniyangiz) kabi dasturlar uchun ideal qiladi. Bunga qo'shimcha ravishda, Periferik Komponent Interconnect (PCI) kabi ulanishlar orqali parallel ma'lumotlar avtobuslari odatda USB kabi ketma-ket ulanishlarga qaraganda ancha tezroq (garchi USB-C ham parallel ulanishga imkon beradi). Ilovaning tezligi va ishlashi ushbu o'zaro bog'liqlikni qanday belgilashni aniqlaydi.
Aerokosmik va harbiy kabi ba'zi bir ilovalar uchun og'ir ish sharoitlari oxir-oqibat talabning oshishiga olib kelishi mumkin. Ba'zi ulagichlar elektromagnit parazit (EMI), elektrostatik deşarj (ESD), tebranish va / yoki namlikdan maxsus himoyaga ega. Dizaynerlar uchun umumiy qaror - bu ulagichni qalqon qilish kerakmi. Himoyalangan ulagichlar (ba'zi Supero'tkazuvchilar metall bilan qoplangan va ular tarkibiga EMI qistirmalari kirishi mumkin) zararli nurlanish va mahalliy magnit maydonlardan yuqori darajada himoya qilishlari mumkin, ammo odatda himoyalanmagan alternativalarga qaraganda ancha katta yoki qimmatroq. Chig'anoqlari va tegishli pinlari bo'lgan ulagichlar odamga tegishi yoki boshqa mahalliy vaqtinchalik manbalar tomonidan kiritilgan ESDga yordam berish uchun topraklanabilir. Ba'zi ulagichlar hatto zarbani yutuvchi kontaktlarni ham o'z ichiga oladi, ular yuqori ta'sirli va yuqori darajadagi ishonchli dasturlarni engishga yordam beradi. Va nihoyat, tashqi namlikdan himoyalanishi kerak bo'lgan ulanishlarga ko'pincha muhrlar kiradi (yoki ulardan foydalanishga ruxsat beriladi). 4-rasm umumiy bog'lanishdagi ushbu to'rt xil o'zgarishlarni namoyish etadi.
4-rasm: (LR) himoyalangan doimiy quvvat manbai, himoyalangan / topraklanmış RJ-45 raz'em, tebranishga bardoshli taxtadan ulagich va suv o'tkazmaydigan USB ulagichi
Yuqori yukli dasturlar uchun eng katta oqim yoki kuchlanish darajasiga ega ulagichni tanlash ham dizayn jarayonini tezlashtirishi mumkin. Ba'zi ulagichlarga ma'lumotlar va quvvat ulanishlarini qo'llab-quvvatlash uchun aralash signal pinlari kiradi. Odatda, quvvat pimlari katta quvvatga ega va qalinroq bo'lishi mumkin, bu ikkita alohida quvvat va ma'lumot ulagichi / kabelidan foydalanishni oldini olishga yordam beradi.
AC kuchlanishli dasturlar, shuningdek, konnektorlarni tanlashga imkon beradi va har bir pin orasidagi minimal bo'shliqlarni yoki masofani talab qiladi (maksimal voltajga qarab). Bu tizim va operator uchun zararli bo'lishi mumkin bo'lgan kamonning oldini olishga yordam beradi. Ulagich har doim nominal quvvatni ro'yxatlaydi. Loyihalashda ushbu ko'rsatkichlarga rioya qilish va yaxshi marjni ta'minlash muhimdir.
Va nihoyat, ba'zida eng yaxshi (va eng arzon) echim ulagichni ochish va shunchaki kamonli interfeys uchun ochiq mis yostiqlardan foydalanishdir. Kichikroq form faktorini taqdim etish bilan birga, u komponent xarajatlarini kamaytirishga yordam beradi va osonroq aniqlashga imkon beradi (PCB joylashuvining moslashuvchanligi asosida). Dasturlash yoki sinov interfeysi eng keng tarqalgan dasturlardan biridir. O'rnatilgan dizaynlar odatda disk raskadrovka yoki dasturlash portlarini o'z ichiga oladi, lekin agar ulagichlar odatda ishlatilmasa (faqat ishlab chiqarish yoki xizmat ko'rsatish uchun nima uchun ulagichlardan foydalaniladi)? Tag-Connect kabi kabellar (5-rasmda ko'rsatilgandek) texnologiya kichikroq faktorli va arzon narxlardagi echimni taqdim etishi mumkin. Odatda faqat sinov punktlari sifatida ishlatilgan bo'lsa-da, pogo-pin asosidagi ulanishlar uchun pad qatori ham e'tiborga olinishi kerak.
Shakl 5: Tag-Connect kompaniyasining Pogo-pin kabel texnologiyasi
PCB dizayn to'plami yordam berishi mumkin
Hozirgi kunda ko'plab SAPR dasturlari 3D vizualizatsiya va mexanik fayllarni import qilish / eksport qilishni qo'llab-quvvatlaydi. Masalan, Solidworks Electric (SWE). An'anaviy ravishda mexanik loyihalashtirish uchun SAPR dasturi bo'lib, Solidworks uchun elektr to'plamlari mavjud bo'lib, ular sxematik ravishda aniqlangan tenglikni va tegishli ulanishlar bilan osonlikcha birlashtirilishi mumkin. Dizaynerlarning afzalliklari orasida o'zaro bog'liqliklarni aniqlashda yordam beradigan va kabelning texnik xususiyatlarini, elektr uzatish sxemalarini va hatto boshqa PCB dizayn dasturlarida ishlatilishi mumkin bo'lgan fayllarni yaratishda yordam beradigan elektrni loyihalash vositalari mavjud. Ko'pgina PCB dizayn dasturlari 3D vizualizatsiya qobiliyatlarini o'z ichiga olgan bo'lsa-da, ba'zi dasturlar PCB shakllarini aniqlashga yordam beradigan va (3D fayllar orqali) komponentlar paketini import qilishga yordam beradigan fayllarni almashtirishga imkon beradi, bu shovqinlarni tekshirishda va konnektorlarning holatini optimallashtirishda yordam beradi.
Yakunida
PCB ulanishining dizayni butunlay dasturga bog'liq, odatda foydalanuvchi talablaridan boshlab, dizayn talablarini hisobga olgan holda va har qanday maxsus xususiyatlar zarurligini aniqlaydi. Tez-tez esdan chiqaradigan narsa shundaki, uni ishlab chiqarish va yig'ib olishning o'rtacha soddaligi va tannarxini ta'minlash uchun ishlab chiqarish talablari ham e'tiborga olinishi kerak.
Har xil shakl va o'lchamdagi tenglikni dizayni to'plamlari mexanik bog'liq funktsiyalarni o'z ichiga oladi, bu dizayn takrorlanishi xavfini sezilarli darajada kamaytirishga va ulagichning joylashishini optimallashtirishga yordam beradi.