Pcb Design rules

In de Elektuur van januari staat ook het een en ander. Het is vrij summier, maar wel een begin. :)

Verder is simpel beginnen (ampje met een TDA 2030 en voeding oid) handig om alle goede gewoontes in je vingers te krijgen.
Je moet ook een beetje gevoel voor het sluiten van de onvermijdelijke compromissen krijgen.
Of experimenteer wat met de bedrading van zoiets op gaatjesprint, dat is imo bijna even leerzaam (zie ook de topics op dit forum over niet-werkende IC-ampjes..)

Heeft iemand goede ervaring met bepaalde (niet-professionele-) routingsoftware als ondersteuning van zo een proces (voor audio) ? Tekenen op de computer gaat prima, maar ik ontwerp alles met de hand.

Op 14 februari 2005 23:05:28 schreef Parcye:
Eagle trekt de lijnen automatisch, dat vind ik erg handig, somg wat vaag maar doorgaans prima.

vertrouw de autorouter nooit jij kan met je grijze massa veel mooier routen en rekening houden met dingen.

zeker bij versterkers want een stervormige structuur heeft eagle nog nooit van gehoord.

~autorouters ; wegblijven voor analoog. zeker met de autorouters die minder dan 5000 $ kosten. er zijn maar een paar deftige autorouters: Specctra , Situs, Magma en Avanti. Allen geprijsd flink boven budget van een hobbyist ( en ook menig bedrijf ). en dan nog. een mens kan het vaak beter dan een router. de router is maar zo goed als zijn ruleset, en die moet je zszelf opleggen.

mijn manier om PCB's te maken (is daarom niet de beste maar heb wel klein beetje ervaring : 700+ borden )

- zoek EEERST een kast voor uw systeem !
- teken mechanical layer hoe de kast eruit ziet vanbinnen ( bevestigingsgaten , verluchting , uitstulpsels etc)
- teken nu een contour van de print als je cad systeem dit ontersteund doe je dit op een Keepout layer anders op mechanical of top silkscreen ( da's de 'witte verf' laag vanboven )
- plaats eerst je connectoren , schakelaars en leds en alles wat door de kast naar buiten steekt en voor de gebruiker moet zichtbaar zijn. Zet ide op een LOGISCHE plaats. Geen leds vanachter , geen ingang vlak naast uitgang ( zeker voor versterker ! geen voeding vlak naast ingang ook ! ). Dit geldt ook als je die dingen met draadjes gaat aansluiten. het werkt makkelijker als de boel proper te kableren (bekabelen in correct nederlands)is.
- Plaats nu eerst alle Zware componenten. in uw geval
de gelijkrichter , afvlakelcos, de eindtrap ( vermogen transistoren power ic's etc ) eventueel de uitgangscondensator. zet die opnieuw op een logische plaats. ( eindtrappen evt aan rand van print voor koelplaatmontage etc. ). Elcos naast gelijkrichter en niet 'aan de andere kant van de straat' etc.

print uw schema af op papier en pak een pen ter hand ( neem aan dat je niet op een dual monitor systeem werkt waar pcb en schema openstaan naast elkaar en je kan cross-proben ; schema zoomt en pant naar mate je componenten moved en plaatst)

begin nu de componentne te plaatsen in logische volgorde. Bijvoobeeld. van ingangsconnector kom je eerst R22 tegen , dan Q1 dan IC2. rond Ic2 hangt ook R3 en zijn ontkoppelcaps C12 en C13.

zo bouw je stap voor stap de 'placement map' op. Als je een paar dingen gedaan hebt dan stop je en begint aan een ander connector of led of schakelaar en doet hetzelfde. De layout placement 'groeit' nu vanuit verschillende richtingen naar elkaar toe. let op ! je tekent nog steeds geen sporen ! je plaatst alleen de componenten.

als je systeem de ratsnest kan laten zien. : plaats de componenten zodanig dat je zo min mogelijk kruisende lijnen hebt tussen de reeds geplaatste componenten ( vergeet die die nog even buiten bord staan ) roteer desnoods een component. Voor je de boel nu gaat routen print je dit even af op schaal 1:1 en verifeer dat alles gaat passen !. ik heb al menig bord gezien waar later blijkt dat en montagegat niet bereikbaar is of een connector de verkeerde kant op wijst. Leg desnoods de fysieke componenten er eens op.zo vermijd je ook verkeerde footprints.

~force vectoren ... mixed feelings. let daar niet te veel op. vooral niet als er nog veel spul buiten je bord staat ...

nu hebben we placement rond. tijd om aan layout zelf te werken.

identificeer de grote stroomlussen in je circuit. in jouw geval is de grootste de stroom naar de luidspreken en de stroom van de voeding naar de eindtrap zelf en dan de gelijkrichter naar de voedingselco's. Route die eerst. Teken EERST de voedingsbanen. je kunt dan andere componenten gebruiken om daar over te 'springen'. bij enkelzijdige printen kom je anders gauw vast te zitten.

bij het tekenen van de verbindingen pas je opnieuw het 'groei' principe toe. teken verbindingen stap voor stap en groei vanuit verschillende hoeken naar elkaar toe.
terwijl je de routing doet zal je som componentne een beetje moeten verschuivn. Maar door het feit dat in het schema bij elkaar horende componenten ook fysiek op het bord vlak naast elkaar staan blijf je het overzicht bewaren.

Bedankt voor alle tips!!!! zijn echt heel handig! Ga straks aan eraan beginnen!! Als ik dan klaar ben zal ik wel ff screenshot posten om te zien of er nog op en of aanmerkingen zijn!

Iedereen hartstikke bedankt in ieder geval!!

misschien niet echt on topic:
Waarom worden de pin opstelling vele ic's zo raar gemaakt
vb een 7406, waarom staan de 6 inverters niet parallel naast mekaar gerangschikt. Dit zou toch dikwijls het pcb ontwerp simpeler maken toch? waarom staan de voedingspinnen altijd overhoeks?

aaah indelijk eens een vraag waar ik kan op antwoorden :-)

voedingspinnen overhoeks. Vroeger ( toen TTL heeel populair aan het worden was en RTL aan het vervangen was RTL is resistor transistor logic. Bij TTL worden telkens twee transistoren opgenomen in een pad tussen voeding en grond. bij RTL is de bovenste en weerstand... hmm knullige uitleg ... we proberen even opnieuw : van VCC ga je naar de emittor van een PNP. van de collector van de PNP ga je naar de collector van een NPN waarvan op zijn beurt de emittor naar grond gaat. Het middenpunt ( waar de twee collectors aan elkaar hangen) is een uitgang Je hebt nu twee basissen. stuur je de bovenste aan dan wordt de uitgang verbonden met voeding. stuur je de onderste aan dan wordt de uitgang verbonden met grond. Dat is TTL. Bij RTL is die NPN vervangen door een weerstand. eigenlijk zijn alle uitgangen daar open collector maar met een ingebouwde pull-up weerstand)

toen waren dubbelzijdige borden in de moede. Door de ic's op een raster te plaatsen van bijvoorbeeld 5 bij 5 centimeter. kon je makkelijk de voeding ritsen van boven naar beneden op de toplayer , en de grond van links naar rechts op de bottom layer. als je telkens aan een voeding of grondpin an layer verandert. krijg je een soort 'dambordpatroon. Alle pinnen van alle chips zijn nu makkelijk bereikbaar. Dit systeem maakte dat borden makkelijk te tekenen waren ( van computer PCB layout was er nog geen sprake toen ! )

waarom zitten die poorten in-out-in-out-in-out. das ook makkelijk. ene invertoer werdt 1 maal uitgetekend op maskset en daarnaa 'gestept' dat wil zeggen hetzelfde blok werdt 3 maal naast elkaar geplaatst. en dan werdt ene kopie erboven gezet. : chip layout klaar. opnieuw : dit moest met d hand gedaan worden. het was letterlijk ! cut cop en paste !. de eerste chips hadden ook maar 1 metaallaag intenr. dus was het makkelijker om de voeding ook zo 'gevorkt ' te verdelen en dan kon je alleen maar de in en out langs dezelfde kant naa buiten brengen.

Pas later (toen men 2 metal layers begon te gebruiken in chips is men dit gaan oplossen voor zaken zoals de 74373/74574 en 245 door wel varianten uit te brengen waar je een mooie streamline hebt. dit zijn dan de 541 en 573/574 geworden.

Op 16 februari 2005 21:53:29 schreef free_electron:
aaah indelijk eens een vraag waar ik kan op antwoorden :-)

voedingspinnen overhoeks. Vroeger ( toen TTL heeel populair aan het worden was en RTL aan het vervangen was RTL is resistor transistor logic. Bij TTL worden telkens twee transistoren opgenomen in een pad tussen voeding en grond. bij RTL is de bovenste en weerstand... hmm knullige uitleg ... we proberen even opnieuw : van VCC ga je naar de emittor van een PNP. van de collector van de PNP ga je naar de collector van een NPN waarvan op zijn beurt de emittor naar grond gaat. Het middenpunt ( waar de twee collectors aan elkaar hangen) is een uitgang Je hebt nu twee basissen. stuur je de bovenste aan dan wordt de uitgang verbonden met voeding. stuur je de onderste aan dan wordt de uitgang verbonden met grond. Dat is TTL. Bij RTL is die NPN vervangen door een weerstand. eigenlijk zijn alle uitgangen daar open collector maar met een ingebouwde pull-up weerstand)

toen waren dubbelzijdige borden in de moede. Door de ic's op een raster te plaatsen van bijvoorbeeld 5 bij 5 centimeter. kon je makkelijk de voeding ritsen van boven naar beneden op de toplayer , en de grond van links naar rechts op de bottom layer. als je telkens aan een voeding of grondpin an layer verandert. krijg je een soort 'dambordpatroon. Alle pinnen van alle chips zijn nu makkelijk bereikbaar. Dit systeem maakte dat borden makkelijk te tekenen waren ( van computer PCB layout was er nog geen sprake toen ! )

waarom zitten die poorten in-out-in-out-in-out. das ook makkelijk. ene invertoer werdt 1 maal uitgetekend op maskset en daarnaa 'gestept' dat wil zeggen hetzelfde blok werdt 3 maal naast elkaar geplaatst. en dan werdt ene kopie erboven gezet. : chip layout klaar. opnieuw : dit moest met d hand gedaan worden. het was letterlijk ! cut cop en paste !. de eerste chips hadden ook maar 1 metaallaag intenr. dus was het makkelijker om de voeding ook zo 'gevorkt ' te verdelen en dan kon je alleen maar de in en out langs dezelfde kant naa buiten brengen.

Pas later (toen men 2 metal layers begon te gebruiken in chips is men dit gaan oplossen voor zaken zoals de 74373/74574 en 245 door wel varianten uit te brengen waar je een mooie streamline hebt. dit zijn dan de 541 en 573/574 geworden.

[off-topic]
Kijk, dat noem ik nou een volledig antwoord :). Hulde!
[/off-topic]

prachtig, dank U
maar hoe kan ik nu weten of er van een IC een "handige" versie is, of moet ik op goed geluk maar zoeken.....
Of als er iemand zin heeft om een hele nieuwe serie op de markt te gooien...

@free_electron:

kunt u mij dan ok vertellen waarom die VCC en GND nu nog steeds op de uiterste hoeken staan? Dat is totaal niet EMC compatible en ook heel lastig met je ontstoor C bij elk IC, EMC compatible wil zeggen dat ze vlak naast elkaar liggen

Ze hebben het vast niet opnieuw gedaan omdat er steeds minder gebruik van die chips gemaakt wordt en om dan nou een hele nieuwe serie uit te brengen...

Wil je het een beetje EMC compatible houden, maak dan een groundplane of een ground en VCC tussenlaag!

hmm en in elke print zit al een ground layer, maar voor simpele printje heb je du 0,0 EMC compatibiliteit eigenlijk door die stomem IC's waarom niet een SO package met een andere pinnning, nieuwe package ofzow

emc ? emc ?? EMC ??? in 1962 toen TTL voor het eerst gemaakt werd bestond dat nog geneens. !
niemand die daaraan dacht. stop de boel gewoon in een blikken kast alst stoorde .

Nu bestaan die dingen wel degelijk hoor . zoek maar eens op een 74hct16245 daar zal je zien dat om de x aantal pinne er een power/ground paar zit. Zelfde voor dynamsiche rams. daar zitten veelal PWR/GND paren exact in het midden van de package.

nieuwe pinning voor besaande types is een slecht idee. je moet immers backward compatible blijven.

en als je echt emc wit designen dan maak je een multilayer en zet je signalen op de binnenste layers.. twee buitenlagen maak je grond ( op de nodige via's na dan om iw pinnen naar de binnenlagen te 'plunken'

en EMC compatible wil niet zeggen dat ze vlak naast elkaar liggen hoor. EMC heeft alles te maken met stroomlussen en Trouwens om te ontkoppelen is dat echt geen probleem hoor. onder een SSOP of QSOP verpakking kan je netjes een 0603 of 0805 zetten aan de onderkant van de print. dan past de boel perfect. Je moet rekening houden dat ALLE componenten geproduceert worden in de verpakking die in de industrie het meest gevraagd wordt. enne ... sorry hoor maar trough hole ligt er al bijna 10 jaar uit. De laatste vijf jaar is SMD 95% van ALLE geproduceerde componenten per wereld.

en ook hedentendage is een 4 layer standaard er is voor massaproduktie geen prijsverschil meer tussen dubbel of 4 lagen. 6 layer is iets duurder en 8 layer is het kantelpunt. Bij meer dan 8 layers stijgt de prijs zeer snel.

de gemiddelde hobbyist heeft nog geen 4 layer printen, maar wel steeds meer HF en die overdwarse plaatsing van voeding zorgt dus automatisch voor stroomlussen.

voor profi bedrijven heb je 100 % gelijk.

BTW dat van die 74hct16245 wist ik niet, zal eens kijken

jep. Volledig mee akkoord maar de industrie trekt zich van de gemiddelde ( noch van de beginnende of gevorderde ) hobbyist geen fluit aan.

4 layer is perfect doenbaar voor hobbyist. er zijn vele quick turn bedrijfjes die dat aanbieden www.eurocircuits.com bijvoorbeeld.
Betaalbaar voor hobbyist.

over die 16245 : niet schrikken hoor dat ding zit in Qsop56 verpakking of BGA. voor hobbyist ook niet doenbaar.

[Bericht gewijzigd door free_electron op ]

Op 18 februari 2005 07:08:03 schreef High met Henk:
de gemiddelde hobbyist heeft nog geen 4 layer printen, maar wel steeds meer HF en die overdwarse plaatsing van voeding zorgt dus automatisch voor stroomlussen.

voor profi bedrijven heb je 100 % gelijk.

BTW dat van die 74hct16245 wist ik niet, zal eens kijken

Ik ontwerp naast multilayer boards ook nog genoeg dubbelzijdige boards.
De keuze hangt met name af van de routingcomplexiteit.
Kostprijs is nog steeds een issue bij deze keuze, 4 laags boards zijn gewoon duurder dan dubbelzijdige boards, ik denk dat een 4 laags print nog altijd 50% duurder is dan een dubbelzijdig board.
Een tweede issue is het potentiele EMC gevaar, het voordeel van SMT is de fysiek kleine afmetingen, zodat stroomlussen klein gehouden kunnen worden.
Daarnaast kun je onderdelen en schakelingen zodannig kiezen/ontwerpen dat di/dt's minimaal gehouden worden.
Ik denk dat de meeste EMC problematiek voortkomt uit de gebrekkige kennis over dit onderwerp.
Veel mensen zijn al blij als ze iets kunnen bouwen wat functioneerd :-P

eindelijk hij is klaar!!:D

PCB:
http://www.expandctss.com/upload/index.php?page=download&file=PCBontwe…

Schema:
http://www.expandctss.com/upload/index.php?page=download&file=SchemaAm…

Opmerkingen.
-In het schema staan de verkeerde transistoren, maar ja multisim had de goede niet:( de packages in Ultiboard zijn wel verbeterd!
- alle traces staan nu nog op 30 mil , maar zeker de voedingslijn en de plekken waar hoge stromen moeten nog verbreed worden
- Printje is nu 9 bij 7,5 cm :D
voordat ik dit ga doen wil ik graag nog weten of er op of aanmerkingen zijn op mijn ontwerp???

ik vind het zelf wel aardig gelukt maar wat is jullie mening?

wat zou ik veranderen:
draai de beide zekeringen 180° om (en verhuis de elco's mee) : voedingsbanen worden korter + meer ruimte om ze dikker te maken + konnektors komen aan de buitenkant te staan.

hoeken van 90° vermijden

heb je rekening gehouden met eventuele koeling?

probeer eens eerst de massa te routen. Nu ga je nogal veel met je massa tussen de pootjes van elco's door.

Op 18 februari 2005 09:07:01 schreef free_electron:
4 layer is perfect doenbaar voor hobbyist. er zijn vele quick turn bedrijfjes die dat aanbieden www.eurocircuits.com bijvoorbeeld.
Betaalbaar voor hobbyist.

? Betaalbaar? Kost het dubbele van 2 layers! bij eurocircuits

@ sven dat van die zekeringen omdraaien, heb ik ook al geprobeerd, maar dat geeft problemen met de trace van Q3( transistor na vermogensweerstand r7 dat is echt een kl*te trace want daar zit ik steeds vast mee.

- hoeken van 90 graden heb ik onderhand afgerond.
-Koeling voor Q8 en Q7 wordt dmv een streng koellichaam aan de bovenkant van de print gedaan, voor Q5 en Q6 wordt klein koellichaampje opgezet( Q5 is nu ook iets naar links opgeschoven)

- tsja dat de massa onder paar condensator heengaat, ik weet niet of dat echt een probleem gaat opleveren??
anders zal ik die nog wel anders proberen te leggen

Alvast bedankt, iemand nog andere opmerkingen??

Vanuit produktie oogpunt is het van belang om over de gehele print een gelijkmatige verdeling van koper te hebben.

Ofwel, als er veel weg ge-etst moet worden is de kans op onder-etsing groot.

Daarom de volgend tips

1) Voedings sporen zo breed mogelijk. ( Dit heeft elektrisch ook nog voordelen).

2) Plating Balance toevoegen. Voor de "niet ingewijden", Het aanbrengen van koper op de lege ruimtes van de PCB. Vaak in de vorm van vierkantjes, ruitjes of cirkels.

3) Haakse en scherpe hoeken vermijden. Na het etsen zijn deze hoeken lastig te reinigen en kan er etsmiddel blijven zitten. Na enige tjd is je spoortje dan alsnog weg ge-etst.

Verder blijft het een kwestie van veel doen. Succes

Op 29 maart 2005 22:37:49 schreef Senilicus:
3) Haakse en scherpe hoeken vermijden. Na het etsen zijn deze hoeken lastig te reinigen en kan er etsmiddel blijven zitten. Na enige tjd is je spoortje dan alsnog weg ge-etst.

Niet alleen het etsmiddel maar ook reflecties, op de plaats van de hoek is de baan dikker

Hoi

Waarom mogen nu de hoeken op de print geen 90 graden zijn ?
Is dit alleen om minder problemen te krijgen met etsen ?

Groeten

Als de sporen op de print 90° zijn dan heb je meer kans dat de schakeling storende signalen uitzend.

Op 6 april 2005 11:31:00 schreef Wims:
Hoi

Waarom mogen nu de hoeken op de print geen 90 graden zijn ?
Is dit alleen om minder problemen te krijgen met etsen ?

Groeten

Het grootste probleem is inderdaad dat je hoeken dan sneller wegetsen. Er wordt ook gezeg dat je meer storign krijgt met 90° bochtjes, maar of dat waar is zou ik niet weten.

hoeken van 90 graden zijn inderdaad een EMC nachtmerrie. vooral bij hogere frequenties.

werk altijd op een 45/90 raster ( daar maak je hoeken van 135 graden )