Modelado y colocación de conectores para circuito impreso dentro de Altium Designer

Zachariah Peterson
|  Creado: March 19, 2021

ALTIUM DESIGNER

La herramienta de diseño de PCB más potente, moderna y fácil de usar para uso profesional.

Montaje de circuitos impresos en Altium Designer

La E/S utiliza conectores para la integración del sistema de PCB

Existe un gran número de conectores en los montajes de circuito impreso, dado el equipo eléctrico integrado y sus circuitos electrónicos internos. Han transcurrido décadas, y los datos de los sistemas digitales han cambiado según las necesidades de comunicación a nivel mundial. Todos los protocolos para la entrada y salida como el bus en serie universal (USB) y Ethernet requieren conectores físicos electromecánicos entre el equipo y sus estructuras de circuitos impresos.

La creación de conectores en los montajes de circuitos impresos requiere la definición de los canales de comunicación en herramientas de modelado ECAD y MCAD. La definición de los canales de comunicación informa a la selección de componentes del conector. Con los componentes elegidos se incluyen huellas con patrones de tierra y dimensiones del alojamiento para los materiales conductores del conector.

Altium Designer proporciona bibliotecas que contienen miles de estilos de conector junto con huellas y modelos en 3D. Los editores de huellas también permiten la adición de las mejores ofertas de conectores más recientes de los proveedores. El entorno unificado importa y también exporta archivos .STEP para el intercambio fácil de archivos con diseñadores mecánicos. La facilidad de colaboración permite realizar diseños elegantes para E/S dentro de su diseño.

Uso del conector dentro de los sistemas eléctricos

Los conectores en un diseño eléctrico proporcionan conexión para que las señales se desplacen dentro o fuera del montaje del circuito impreso. Son algunos de los componentes electromecánicos de mayor tamaño en un montaje de circuito impreso. Se utilizan para alojar un pin conductor para las conexiones a los pads en la placa de circuito que interconectan las señales de entrada-salida (E/S) con otros equipos dentro del sistema. Los conectores tienen dos partes para permitir la unión desde su PCB a otras PCB, cables o dispositivos dentro de un sistema eléctrico. Cualquier conector que se utilice en la PCB debe acoplarse con su punto de conexión previsto en los dispositivos del sistema.

Montaje de conectores para circuito impreso

Observe la colocación del conector en su PCB con el modelado en 3D

Los conectores permiten la entrada y salida en las PCB

Los conectores para circuitos impresos se especifican en pares; uno es un enchufe, y el otro, una toma de corriente. Las características mecánicas a tener en cuenta son el tamaño, los materiales y los mecanismos de bloqueo. Las características eléctricas a considerar son el aislamiento entre los pernos y la resistencia de contacto en los puntos de conexión. Los conectores se clasifican por tipo de propagación de la señal en términos de entrada y salida. Las normas para USB, RS-485, Ethernet, MIDI, SVGA, HDMI y radiofrecuencia se resuelven en ofertas de diseño mecánico estándar en conectores. Hay miles de conectores en uso para la transmisión de la señal electrónica. Los más apropiados para las PCB son los conectores de montaje superficial, aunque se utilizan muchos conectores a través de orificio en las PCB por su resistencia y por su capacidad de crear enlaces sólidos con los planos de tierra internos.

La definición de E/S para su diseño informa de la selección de componentes para ponerlos en el modelo en 3D.

Los conectores se benefician de herramientas ECAD/MCAD compatibles

Hay muchos conectores para la interfaz de E/S para unir las señales del conector de la PCB a otros dispositivos. Considere los tipos de E/S utilizados por los circuitos en su selección de unidades de PCB. Las conexiones a través de orificio se benefician de protecciones y pines de conexión a tierra. Los pines de conexión a tierra que atraviesan la PCB pueden estar vinculados a alguno, o a todos los planos de conexión a tierra en el diseño de la PCB. El ruido de las conexiones de E/S puede dirigirse a los planos de conexión a tierra que crean rutas hacia la parte de la caja. Estas rutas directas mantienen alejado el ruido de las señales críticas. Los conectores de montaje superficial son más ligeros y son adecuados para conexiones de baja potencia cuando los esquemas de conexión a tierra integrados son contiguos a redes ruteadas.

Conectores para circuitos impresos

Los lápices de memoria incorporan enchufes con pads para las conexiones a los receptáculos de las placas madre

Utilizar el modelado en 3D y colocar los conectores para la E/S

Tanto los conectores a través de orificio como de montaje superficial se encuentran en las bibliotecas de componentes o se pueden añadir consultando las hojas de datos de los proveedores. Una colocación cuidadosa en la PCB para las consideraciones del diseño eléctrico y mecánico es útil en el cumplimiento de los requisitos de diseño. La distancia entre los pines y el tipo de material de aislamiento dentro del conector son dignos de análisis para prevenir la formación de arcos eléctricos. La impedancia añadida en los trazos en la conexión es digna de tener en cuenta por los efectos sobre la integridad de la señal durante la transmisión. La forma y el ajuste dentro del espacio deseado implican la consideración de los ingenieros mecánicos para no cometer infracciones con las piezas encerradas en la caja. El uso de herramientas de modelado portátiles en los entornos ECAD y MCAD acelera las resoluciones del diseño antes de ir a la fase de fabricación.

El modelado en 3D resulta fácil con las herramientas EDA diseñadas para adaptarse a su uso.

Altium Designer incorpora potentes herramientas para las conexiones

Altium Designer posee un gran conjunto de herramientas para incluir el modelado y la colocación de conectores. Comienza con bibliotecas de componentes que contienen muchos de los conectores encontrados comúnmente en PCB para USB, RS-485, Ethernet, MIDI, SVGA y HDMI, entre otros. Usar partes de la biblioteca para colocar conectores en la PCB es fácil.

Además, Altium Designer ofrece un entorno agradable para importar y exportar archivos ECAD y MCAD en y hacia las demás herramientas de modelado. Esta colaboración permite el modelado fácil para las zonas sin componentes y evita problemas al entrar en la fase de fabricación. Además, Altium Designer proporciona espacios de trabajo accesibles para el desarrollo de varias placas. Las interfaces deben estudiarse para su alineación y evaluarse para la propagación de señales en múltiples placas. El espacio de trabajo permite la representación en 3D, mientras se mueven las piezas durante el refinamiento del diseño.

PCB connector en Altium Designer

El entorno en 3D de Altium permite la fijación del cable a sus conectores integrados

La potente asociación ECAD/MCAD de Altium ayuda a la colocación del conector

Elija Altium Designer para el desarrollo de los conectores que evalúa los efectos de la transmisión en las interfaces del conector. Utilizar herramientas EDA integradoras permite el desarrollo de los componentes con las bibliotecas antes de colocarlos sobre la PCB. Después de la colocación en la PCB, la colaboración con los modelos MCAD es fácil con la exportación e importación de archivos .STEP. El uso de archivos .STEP facilita las evaluaciones de ingeniería mecánica para que la PCB se ajuste en las carcasas de los componentes en cajas.

Manténgase conectado con el entorno unificado de Altium Designer para cumplir los requisitos de E/S para el conjunto de su circuito impreso. Utilizar herramientas integradas para evaluar los controles de integridad y colisión de señal en conexiones E/S promueve el éxito en sus diseños de producción.

Sobre el autor / Sobre la autora

Sobre el autor / Sobre la autora

Zachariah Peterson cuenta con una amplia experiencia técnica en el mundo académico y la industria. Antes de trabajar en la industria de PCB, enseñó en la Universidad Estatal de Portland. Realizó su investigación en Física MS sobre sensores de gas quimisortivo y su doctorado en Física Aplicada sobre teoría y estabilidad del láser aleatorio. Su experiencia en investigación científica abarca temas en láseres de nanopartículas, dispositivos semiconductores electrónicos y optoelectrónicos, sistemas ambientales y análisis financiero. Su trabajo ha sido publicado en varias revistas revisadas por pares y actas de conferencias, y ha escrito cientos de blogs técnicos sobre diseño de PCB para varias empresas. Zachariah trabaja con otras compañías en la industria de PCB proporcionando servicios de diseño e investigación. Es miembro de IEEE Photonics Society y de la American Physical Society.

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