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如何在PCB设计中设置(DNP)禁止焊接组件
PCB设计可能是一个艰巨的过程。与面包板电路或穿孔板上制成的电路不同,定制印刷电路板的模块化程度要低得多。PCB上的错误可能更难解决。某些使用不友好,小包装的设备或对电路板布局敏感的设备的电路,如果没有定制的印刷电路板,甚至可能无法原型制作。但是,可以采取一些措施使此过程的难度和风险降低。DNP组件(代表暂时不焊接或不放置)是指在电路设计的时候留出一些可能放置,也可能不放置的组件。将这些组件整合到设计中可以进行模块化的PCB设计,并且返工更加容易。
在许多应用中使用同一块PCB
PCB布局并不是每个人都喜欢的爱好。设计可用于多种应用的电路板可以限制在计算机前所花费的时间,从而节省更多的工作时间!多个项目可能使用相同的微控制器或WiFi /蓝牙收发器,但需要不同的传感器或执行器。可以设计一个板,其中包括所有这些设备的电路板和连接,但实际上只有某些板可以焊接到板上以用于不同的应用。一个微控制器外设(例如某个GPIO引脚,模拟输入等)甚至可以连接到多个设备,只要一次只安装一个即可。
但是,在为多种应用设计一块电路板时,应格外小心,以确保剩余的电路“桩”不会引起任何问题。存根是仅连接在一端的电路走线。没有人居住的电路就是这样:电路走线无处可通。这些痕迹可能是USB等高速数字应用中潜在的故障点。这些信号线上的存根会导致信号通过线路反射回去,从而破坏了其中嵌入的信息。
(USB连接器,上面就有不放置的组件)
测试其他配置
选择是否焊接某些组件,可使电路设计人员无需设计全新的电路板即可更改其电路的功能。对于具有一个或多个应用程序的电路板,通过启用定制PCB上的原型设计,保留DNP元件焊盘可以使设计过程更快,更轻松,并且成本更低。它还使设计人员能够简化其电路调试过程,并限制他们必须进行的复杂返工量。
电源设计中的DNP组件
DNP组件在设计电源时可能会有所帮助。容易出现瞬态的电路可能会需要额外的电容才能正常工作,在瞬态中,电路所需的电流突然尖峰。
即使电源可以处理一定的峰值电流,在非常快速的高瞬态期间,其输出电压也可能不会保持稳定。这可以通过增加额外的输出电容来补偿。无需测试许多不同的电容器,PCB设计人员可以将多个电容器的焊盘并联放置。
工程师也不需要冒险不断焊接和拆焊一个电容器来损坏电路板。对于在重新加工时不小心从板上撕下表面安装垫的人来说,这可以省去很多麻烦。另外,与大容量电容器相比,并联的多个电容器的ESR(等效串联电阻)更低。
匹配网络设计中的DNP组件
DNP组件的另一个用例是匹配网络设计。在不深入研究射频(RF)设计细节的情况下,许多天线(例如与ESP8266等Wi-Fi设备一起使用的PCB跟踪天线,或nRF52系列之类的蓝牙设备)都需要由电容器组成的阻抗匹配电路和电感器,位于天线和使用它的设备之间。
产品的外壳和使用环境会影响其无线性能,因此仅使用数据表计算最佳组件值可能不足以实现最佳性能。将其中一些组件指定为DNP可以实现更完整的天线匹配/调谐过程,从而允许测试不同的组件值和配置。
(C22是用于天线调谐的DNP,而C10是用于可选电源去耦的DNP)
分离负载
设计电源时,具有将电源与负载(将向其供电的设备)分开的能力会有所帮助。一种常见的实现方法是在源极和负载之间放置一个0欧姆电阻(有时称为跳线)的焊盘。降压和升压转换器之类的电路在面包板上制作原型并不简单。造成这种复杂情况的原因之一是IC通常很小,且表面安装。即使使用转接板,也需要精确布置这些电路以获得最佳性能,并且需要PCB。
当使用不熟悉的设备或测试新的电源架构时,未安装的跳线允许设计人员在将电源的输出暴露于潜在的敏感设备之前,对电源的输出进行测试和调试,如果存在设计缺陷,可能会损坏该电源。给电路板上电后,可以用万用表检查电源电路的输出。设计人员还可以考虑添加一个“虚拟负载”电阻器(另一个DNP组件!),以确保电路在提供电流的同时可以保持稳定的输出电压。经过验证后,可以卸下可选的负载电阻,并且可以使用0欧姆的跳线(或简称为焊接桥)将电源连接到电路的其余部分。
DNP组件提供了有用的工具
DNP组件是确保您的电路板第一次工作或使用难以使用的组件进行原型设计的有用方法。通过限制设计迭代并允许一块电路板为多种应用服务,它可以节省时间和金钱。尽管对于有经验的设计人员来说似乎很明显,但是那些不熟悉PCB设计的人可能没有将未组装的组件视为设计中可接受的选择,但它们确实是一种有价值的工具。