PCB ir integrinės grandinės įvadas: projektuojant elektroniką, visada susiduriama su klausimais apie spausdintines plokštes ir integrines grandynus. Abu yra svarbūs. Abu atlieka skirtingas funkcijas. Vieno negalima pakeisti kitu. Prieš užbaigiant projektą, reikia suprasti, kaip jie veikia kartu.
Kas yra PCB?
Dirbant su elektronika, visada susiduriama su spausdintine plokšte (PCB). PCB reiškia spausdintinę plokštę (PCB). Tai beveik kiekvieno jūsų naudojamo elektroninio gaminio pagrindas. Telefonai. Kompiuteriai. Valdymo plokštės. Visos jos naudoja PCB. PCB apibrėžimo ir pagrindinės struktūros supratimas padeda geriau projektuoti ir anksti išvengti klaidų.
PCB komponentai
Spausdinta plokštė turi sluoksnius. Kiekvienas sluoksnis turi aiškią funkciją. Kartu jie sudaro stabilią ir patikimą grandinę. Jums reikia žinoti kiekvieną iš jų. Tai svarbu projektuojant ir gaminant.
PCB tipai
Pagal sluoksnių skaičių: vienpusis PCB turi vieną vario sluoksnį. Jis paprastas. Jis pigus. Jį matote LED lempose ir paprastose plokštėse. Dvipusis PCB turi varį iš abiejų pusių. Frezavimas tampa lengvesnis. Sumontuojate daugiau dalių. Plataus vartojimo elektronikoje tai dažnai naudojama. Daugiasluoksnė PCB turi keturis ar daugiau vario sluoksnių. Jis tvarko tankias grandines. Signalai išlieka kontroliuojami. Kompiuteriai ir pažangūs įrenginiai naudoja šį tipą.
Lankstumas
Standūs PCB yra labiausiai paplitę. Jie nelinksta. Jie suteikia tvirtą mechaninę atramą. Juos rasite standartinėje elektronikoje. Lanksčios PCB gali sulenkti ir sulankstyti. Jie taupo vietą. Jie gerai veikia kompaktiškuose įrenginiuose. Judesys jų lengvai nesulaužo. „Rigid-Flex“ PCB Derinkite abu stilius. Kai kurios dalys išlieka standžios. Kitos dalys lanksčios. Tai padeda kurti sudėtingus 3D dizainus. Tai sumažina jungčių skaičių. Tai pagerina patikimumą.
Kas yra integrinis grandynas?
Kai spausdintinė plokštė parengia pagrindą, valdymą perima integriniai grandynai. Čia gyvena logika. Čia priimami sprendimai. Integrinė grandinė yra visavertė elektroninė sistema labai mažame korpuse. Ji sumontuota ant silicio. Joje yra daug komponentų. Visi jie veikia kartu kaip vienas vienetas.
IC komponentai
Kiekviename integriniame grandyne yra pagrindiniai elektroniniai elementai. Kiekvienas iš jų atlieka specifinį vaidmenį. Dydis čia yra itin mažas. Dažnai nanometrų skalėje.
IC tipai
Remiantis funkcija IC yra grupuojami pagal tai, ką jie daro. Skaitmeniniai IC apdoroti dvejetainius signalus. Analoginiai IC apdoroti nuolatinius signalus. Mišraus signalo integriniai grandynai derina abu tipus. Remiantis integracijos lygiu: SSI, MSI, LSI, VLSI - vis daugiau komponentų, didesnė integracija ir sudėtingumas. Aukštesnis lygis reiškia sudėtingesnę funkciją mažesnėje erdvėje.
Integrinių grandynių taikymo grandinės
IC taikymo grandinės schemų atpažinimo metodų analizė apima: kiekvieno kontakto funkcijos supratimą, trijų būdų supratimą apie kaiščio vaidmenį, grandinių analizės etapus, įgijimą paveikslėlių atpažinimo gebėjimo ir bendrąsias taisykles. Taip pat nagrinėjama, kaip išvesti signalus iš įvesties į išvestį, ir kaip suprasti vidinių grandinių signalų stiprinimą bei apdorojimą.
PCB ir integruotų grandynių skirtumai
| Veiksnys | PCB | Integrinė grandinė (IC) |
|---|---|---|
| Funkcija | Laiko ir jungia elektroninius komponentus | Atlieka elektronines funkcijas viename luste |
| Fizinės charakteristikos | Plokščia lenta su matomu dydžiu ir sluoksniais | Labai mažas silicio lustas |
| Gamyba | Varis raštai lentos paviršiuje | Silicio viduje įmontuoti įrenginiai |
| Pritaikymas | Lengvai koreguojamas išdėstymas | Apribota iki lusto vaidmens |
| Kaina | Mažesnės sąrankos išlaidos | Didesnė projektavimo kaina, didesnė gamybos kaina |
| Naudojamos sritys | Sisteminio lygio produktai | Visiškai integruotos įrenginių grandinės |
Taisyklių ir skirtumų kontekste PCB veikia kaip platforma, kuri laiko viską savo vietoje, užtikrina mechaninę atramą ir elektros jungtis. IC mąsto, kuri sujungia tranzistorius, loginus vartus ir atmintį viename luste, tai leidžia atlikti sudėtingas funkcijas greitai ir kompakti.
Gamyba ir projektavimas
PCB dizaino įrankiai: Altium Designer, KiCAD, OrCAD, EasyEDA, Autodesk Eagle - padeda suplanuoti plokštę, išvedžioti vario takus ir generuoti gamybos failus. IC projektavimo įrankiai: Synopsys projektavimo kompiliatoriai, HSPICE, ModelSim - leidžia patikrinti lustą prieš gamybą, taupydamas laiką ir išteklius. Tendencijos apima didesnį tankį, HDI plokštes, standžiai-lanksčias konstrukcijas ir pažangius termininius sprendimus.
Įranga ir naudojimo atvejai
Buitinė elektronika, įmonių įranga, automobilių elektronika ir specializuotos programos skiria dėmesį skirtingoms PCB ir IC funkcijoms. PCB kuria stabilų pagrindą ir tinklą, o IC suteikia mąstymo ir logikos gebėjimus, kurių plokštė negali atlikti viena be kito.
Tendencijos ir vystymasis
PCB tendencijos: didesnis terpės tankis, trumpesni pėdsakai, HDI plokštės, įterpti komponentai, lanksčios bei standžios-lanksčios konstrukcijos. IC tendencijos: 2 nm procesai, 3D stekavimas, dirbtinio intelekto aparatinės įrangos spartintuvai, atviro kodo plėtra ir RISC-V procesoriai.
Privalumai ir trūkumai
- PCB privalumai: mažesnės partijos kainos, prototipų patogumas, lengvas testavimas ir koregavimas, tinka sudėtingoms sistemoms ir paprastam dokumentavimui.
- IC privalumai: miniatiūrizacija, aukšta integracija, geresnis našumas, energijos vartojimo efektyvumas, didesnis patikimumas.
- PCB trūkumai: ribota integracija, dydžio ir erdvės apribojimai, signalų praradimas ir trukdžiai, gamybos sudėtingumas.
- IC trūkumai: sudėtingumas ir kaina, trūkumas lankstumo, remonto iššūkiai, kūrimo laikas, jautrumas išoriniams veiksniams.
Praktiškas vadovas grandinės plokštės schemoms
Pirmiausia supraskite programos grandinės schemos charakteristiką: dauguma taikomųjų grandinių nestato vidinių grandinių blokinių schemų; integrinių grandinių taikymo grandinės reikalauja bendro supratimo apie vidinę grandinę ir kaiščio funkciją. Analizuoti IC taikymo grandines padeda suprasti kontaktų funkcijas, galinę ir priekinę grandines, bei vidinių grandinių signalo stiprinimo vietas. Praktiniais pavyzdžiais galima taikyti šias vadovaujamas taisykles: prijunkite ankstesnės grandinės išėjimo gnybtą per jungiamąjį kondensatorių arba grandinę; prijunkite išėjimo gnybtus per jungiamąją grandinę į sekančios grandinės įėjimą.
Kas yra spausdintinė plokštė (PCB)?
Baigiant, svarbu suprasti, kad PCB ir IC kartu kuria modernias elektronines sistemas: PCB suteikia mechaninę atramą ir lauką signalams, o IC atlikinėja kompleksiškas logines bei analogines funkcijas viename luste.