PCB 绘制注意 事项

1.单片机供电注意 节点主干线不同带来的电压差,应选择Y型接线(过孔走线,至芯片中央)

2.过孔工艺 :两条支路,分别注意其电流流经的线宽。1.同层支路简单选取环状的2(R-r)为有效宽度 2.非同层选择圆柱内部面积乘相关系数(一般取0.7,系数由沉铜厚度和表层铜皮厚度相关)。 故此 一定规格的过孔对应一定规格的线宽。

3.避免 T 型走线。

4.观测点 不能在主线上。

5.小板走线长度影响较小 ,优先考虑美感。(阻抗匹配后可忽略线长)

6.丝印宽度 0.2mm  

过孔内外径 0.3/0.5 mm     焊盘到边线的距离 0.12mm

字宽0.15 高0.8mm    

信号线宽一般选 0.25mm , 线宽大于0.12mm  

线间隙一般选 0.25mm   , 间隙 大于0.12mm    

1mm约 40 mil

7.孤岛使用过孔连接上下敷铜,信号线有必要也使用两侧过孔包围,做成信号屏蔽。

8.好用的按钮 :   XY 原件翻转  ; SHIFT+S 仅显示当前层;Q单位切换  ;CTRL+M 测距;SHIFT+W/V灵活的选择宽度

9.过孔盖油选项。

<think>嗯,用户想了解燃气表原理图设计及PCB绘制注意事项和相关知识。首先,我需要确认用户的需求是什么。燃气表通常用于测量燃气消耗量,属于计量仪表,可能涉及传感器、微控制器、通信模块等部分。用户可能是电子工程师或相关领域的学生,想要设计燃气表的硬件电路,需要了解原理图设计和PCB布局时的关键点。 首先,我应该回顾燃气表的基本工作原理。燃气表一般通过流量传感器检测燃气流速,转换成电信号,再由微控制器处理数据,显示并传输。可能涉及到的模块包括电源管理、信号调理、MCU、存储、通信(如LoRa、NB-IoT)、安全防护等。 接下来是原理图设计的注意事项。需要分模块考虑,比如传感器部分可能需要低噪声设计,信号调理电路的抗干扰能力,MCU的选要满足低功耗,因为燃气表通常需要长时间电池供电。通信模块需要符合相关标准,比如无线模块的认证。电源管理部分要考虑稳压和低功耗模式,可能用LDO或DC-DC转换器,同时要有电池电压监测。 然后是PCB设计部分。燃气表可能工作在高压或高湿环境,所以PCB的布局要考虑安全间距,特别是高压部分。信号走线要避免干扰,可能需要分层布局,将模拟和数字部分分开。地线设计很重要,防止地回路干扰。另外,结构设计要考虑外壳安装,元件的摆放是否与外壳冲突,接插件的位置是否方便安装。 安全防护方面,燃气表涉及易燃气体,电路设计必须符合防爆标准,可能需要隔离措施,如光耦或隔离电源。ESD保护也不能忽视,接口处添加TVS二极管等防护元件。 认证和测试部分,燃气表需要符合国家或行业标准,如GB/T 6968-2019,EMC测试、环境测试等,设计时就要考虑到这些测试要求,预留测试点。 相关知识方面,需要了解燃气表的计量原理,比如膜式、超声波式等不同类的传感器工作原理。通信协议如LoRaWAN、NB-IoT的特点,低功耗设计技巧,比如MCU的睡眠模式、外设的电源管理。还有可靠性设计,比如元件的寿命、温度范围等。 用户可能需要更详细的某个部分,比如具体传感器的接口电路设计,或者通信模块的选建议。但根据问题,需要全面覆盖原理图到PCB注意事项,以及相关背景知识。要确保信息准确,比如提到的标准是否最新,电路设计中的常见错误有哪些,如何避免。 可能用户没有提到的深层需求是希望一次成功,减少设计迭代,所以需要强调设计前的需求分析,比如明确功能、认证要求、使用环境等。另外,生产可行性也很重要,PCB设计要考虑 manufacturability,比如元件封装是否常见,是否适合批量生产。 总结下来,回答的结构应该分为几个部分:燃气表的基本原理,原理图设计的模块化注意事项PCB布局的关键点,安全防护措施,认证测试要求,以及相关知识的扩展。每个部分需要详细但清晰,使用技术术语但不过于晦涩,适合工程师参考。</think>### 燃气表原理图设计及PCB绘制注意事项及相关知识 #### 一、燃气表基本原理与组成 燃气表是通过流量传感器将燃气流速转换为电信号,再经信号调理、MCU处理、数据存储和通信模块实现远程抄表的智能仪表。核心模块包括: $$ Q = k \cdot f \quad (\text{流量}Q \propto \text{脉冲频率}f) $$ 其中$k$为标定系数,需通过校准确定。 --- #### 二、原理图设计注意事项 **1. 传感器信号采集** - **低噪声设计**:流量传感器输出多为微弱模拟信号(如mV级),需采用仪表放大器(如AD620)并添加RC滤波电路。 $$ V_{out} = G \cdot (V_+ - V_-) + V_{ref} $$ - **抗干扰处理**:信号线需远离高频数字线路,必要时使用屏蔽电缆或差分传输。 **2. 电源管理** - **双电源方案**:主控采用3.3V供电,传感器驱动需5V时,建议使用LDO(如TPS7A4700)而非DC-DC以降低纹波。 - **低功耗设计**:静态电流应≤10μA,可选用支持休眠模式的MCU(如STM32L4系列)。 **3. 通信模块** - **无线协议选择**: | 协议 | 频段 | 传输距离 | 功耗 | |--------|----------|----------|--------| | LoRa | 470-510MHz| 2-5km | 低 | | NB-IoT | 授权频段 | 1-10km | 极低 | - **射频匹配**:天线端需按芯片手册设计π匹配网络,阻抗控制在50Ω±5%。 **4. 安全防护** - **隔离设计**:RS-485接口必须使用隔离电源(如ADuM5401)和TVS管(SMBJ6.5CA)。 - **冗余保护**:关键参数存储需采用双EEPROM(如AT24C02)备份。 --- #### 三、PCB设计关键点 **1. 分层策略** ```plaintext Layer1:信号层(关键模拟线路) Layer2:地层(完整铺铜) Layer3:电源层(分割为3.3V/5V区域) Layer4:底层(数字线路与通信模块) ``` **2. 布局规范** - **分区隔离**:模拟区与数字区间距≥5mm,磁珠(如BLM18PG121SN1)跨区连接。 - **热设计**:LDO需预留≥10mm²铜箔散热,避免靠近温度传感器。 **3. 布线规则** - **敏感信号线**:传感器走线宽度≥0.3mm,间距3W原则(W为线宽)。 - **高速信号**:SPI时钟线长度差<5mm,包地处理。 **4. EMC设计** - **滤波电容**:每颗IC电源引脚就近放置0.1μF+10μF电容组合。 - **接地优化**:单点接地与多点接地混合使用,射频模块采用独立地平面。 --- #### 四、安全与认证要求 1. **防爆认证**(如Ex ia IIB T4): - PCB爬电距离≥6mm(220VAC输入部分) - 限流电阻阻值需满足: $$ R \geq \frac{V_{max}}{I_{ignition}} $$ 其中燃气最小点火电流$I_{ignition}$典值为0.2A 2. **EMC测试**: - 静电放电:接触放电±8kV,空气放电±15kV - 辐射抗扰度:10V/m(80MHz-1GHz) --- #### 五、生产与测试 1. **DFM要求**: - 元件间距:SMD器件≥0.25mm,THT焊盘≥1.5mm - 拼板设计:V-CUT长度不超过80mm,添加5mm工艺边 2. **测试点设计**: - 预留UART调试接口(波特率115200bps) - 关键信号测试点直径≥1mm,间距2.54mm --- #### 六、扩展知识 1. **流量检测算法**: - 小流量补偿:当$f < 0.1Hz$时启用软件累计: $$ Q_{sum} = \sum_{i=1}^{n} k_i \cdot \Delta t_i $$ 2. **自诊断功能**: - 磁干扰检测:霍尔传感器读数突变超过阈值时触发报警 - 电池寿命预测:基于电压采样曲线拟合: $$ t_{remain} = \frac{V_{bat} - 2.0V}{dV/dt} $$ 通过以上设计要点,可满足GB/T 6968-2019标准要求,实现误差≤1.5%的精确计量。建议使用Altium Designer进行设计,其Rule Check功能可自动校验安全间距和生产规范。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值