Modellazione e posizionamento dei connettori PCB all'interno di Altium Designer

Zachariah Peterson
|  Creato: marzo 19, 2021
I connettori beneficiano di strumenti ECAD/MCAD compatibili

ALTIUM DESIGNER

Lo strumento di progettazione PCB più potente, moderno e facile da usare per uso professionale.

PCB system integration

I connettori I/O per l'integrazione del sistema PCB

In questa guida ai connettori PCB, esamineremo i connettori all'interno dei sistemi elettrici, come traggono vantaggio dagli strumenti ECAD/MCAD e le specifiche di progettazione ottimali come i connettori per cavi appropriati o la doratura dei gold fingers.

I connettori abbondano sulle assemblee di circuiti stampati data l'integrazione dell'attrezzatura elettrica e della loro elettronica interna. Ora, decenni nei sistemi digitali, i dati volano attraverso la stanza e attraverso le necessità di comunicazione del mondo. Protocolli per input e output come il bus seriale universale (USB) e Ethernet richiedono tutti connettori elettromeccanici fisici tra l'attrezzatura e le loro assemblee di circuiti stampati.

Costruire connettori sulle assemblee di circuiti stampati richiede la definizione di canali di comunicazione sia negli strumenti di modellazione ECAD che MCAD. Definire i canali di comunicazione informa la selezione dei componenti del connettore. Con i componenti scelti arrivano impronte con schemi di piazzamento e dimensioni dell'alloggiamento per i materiali conduttivi del connettore. Questo garantisce, ad esempio, l'uso appropriato della doratura sui gold fingers o un'intelligente disposizione di terminali e pin nel design del circuito stampato PCB.

Altium Designer fornisce librerie contenenti migliaia di stili di connettori insieme a footprint e modelli 3D. Gli editor di footprint permettono anche l'aggiunta delle ultime e più avanzate offerte di connettori dai fornitori. L'ambiente unificato importa, così come esporta, file .STEP per una facile condivisione con i progettisti meccanici. La facilità di collaborazione guida a progetti eleganti per l'IO all'interno del tuo design.

Utilizzo dei Connettori per Circuiti Stampati all'Interno dei Sistemi Elettrici

I connettori nel design elettrico forniscono connessione per segnali che viaggiano sia in entrata che in uscita dall'assemblaggio del circuito stampato. Sono alcuni dei componenti elettromeccanici più grandi su un assemblaggio di circuito stampato. Utilizzati per alloggiare pin conduttivi per connessioni ai pad sulla scheda di circuito che interfacciano segnali di input-output (IO) con altre apparecchiature all'interno del sistema. I connettori hanno due parti per permettere l'attacco dalla tua PCB ad altre PCB, cavi o dispositivi all'interno di un sistema elettrico. Qualunque connettore sia utilizzato sulla PCB deve accoppiarsi con il suo punto di connessione previsto sui dispositivi di sistema.

Observe connector placement on your PCB with 3D modeling

Osserva il posizionamento dei connettori sulla tua PCB con la modellazione 3D

I connettori abilitano Input e Output sulle PCB

I connettori sono specificati in coppie, uno è un maschio, l'altro una femmina. Le caratteristiche meccaniche da considerare sono dimensioni, materiali e meccanismi di bloccaggio. Le caratteristiche elettriche da considerare sono l'isolamento tra i pin e la resistenza di contatto nei punti di connessione. I connettori sono categorizzati in base al tipo di propagazione del segnale in termini di input e output. Gli standard per USB, RS-485, Ethernet, MIDI, SVGA, HDMI e Frequenza Radio si traducono in offerte di design meccanico standard nei connettori. Esistono migliaia di connettori utilizzati per la trasmissione di segnali elettronici. Quelli più adatti all'uso su PCB sono i connettori a montaggio superficiale, sebbene molti connettori through-hole siano utilizzati sui PCB sia per robustezza sia per la capacità di creare collegamenti solidi ai piani di messa a terra interni.

Definire IO per il tuo design informa la selezione dei componenti da inserire nel tuo modello 3D.

I Connettori Beneficiano di Strumenti Compatibili ECAD/MCAD

Ci sono molti connettori per l'interfaccia IO per collegare i segnali del connettore PCB ad altri dispositivi. Considerare i tipi di IO utilizzati dai circuiti sul vostro PCB guida la selezione. Le connessioni through-hole traggono vantaggio da schermature di messa a terra e pin. I pin di messa a terra che attraversano il PCB possono essere collegati a uno, o tutti, i piani di terra nel layout del PCB. Il rumore dalle connessioni IO può essere indirizzato ai piani di terra che creano percorsi verso la parte del case. Questi percorsi diretti tengono il rumore lontano dai segnali critici. I connettori surface mount sono più leggeri e sono adatti per connessioni a bassa potenza quando gli schemi di messa a terra a bordo sono adiacenti alle reti instradate.

Connector plugs can be pads on the PCB

Le chiavette di memoria incorporano spine per i collegamenti ai ricevitori sulla scheda madre

Utilizzare la modellazione 3D per Creare e Posizionare Connettori per IO

Entrambi i connettori through-hole e surface-mount si trovano nelle librerie di componenti o possono essere aggiunti consultando i datasheet dei fornitori. Una collocazione ponderata sulla PCB per considerazioni di progettazione elettrica e meccanica è utile per soddisfare i requisiti di progettazione. La distanza tra i pin e il tipo di materiale isolante all'interno del connettore meritano un'analisi per la prevenzione dell'arco elettrico. L'impedenza aggiunta alle tracce alla connessione è degna di nota per gli effetti sull'integrità del segnale durante la trasmissione. La forma e l'adattamento nello spazio previsto richiedono considerazione da parte degli ingegneri meccanici per garantire la non violazione delle restrizioni con parti del case confinate. L'uso di strumenti di modellazione trasportabili attraverso ambienti ECAD e MCAD accelera le risoluzioni di progettazione prima di procedere alla fabbricazione.

La modellazione 3D è resa facile con gli strumenti EDA progettati per facilitarne l'uso.

Altium Designer Incorpora Strumenti Potenti per le Connessioni

Altium Designer dispone di un ampio set di strumenti per facilitare la modellazione e il posizionamento dei connettori. Inizia con le librerie di componenti che contengono molti dei connettori comunemente trovati sui PCB per USB, RS-485, Ethernet, MIDI, SVGA, HDMI e altro. Utilizzare parti di libreria per posizionare i connettori sul PCB è semplice.

Inoltre, Altium Designer offre un ambiente di progettazione di circuiti stampati amichevole per il trasferimento di file ECAD e MCAD sia in entrata che in uscita dagli strumenti di modellazione dell'altro. Tale collaborazione consente una modellazione semplice per i keepouts e evita collisioni durante la fase di produzione. Inoltre, Altium Designer fornisce spazi di lavoro accessibili per lo sviluppo multi-board. Le interfacce possono essere studiate per l'allineamento e valutate per la propagazione del segnale attraverso più schede. Lo spazio di lavoro consente la resa in 3D mentre si spostano parti durante il perfezionamento del design per garantire connessioni ottimali, come porte per connettori USB o coassiali.

Evaluate connector use with off-board cable models in Altium

L'ambiente 3D di Altium consente l'attacco di cavi ai tuoi connettori a bordo

I vantaggi della potente partnership ECAD/MCAD di Altium per il posizionamento dei connettori

Invece di memorizzare una guida dettagliata sui connettori PCB, puoi concentrarti sul compito da svolgere scegliendo Altium Designer per lo sviluppo di connettori che valuta gli effetti di trasmissione alle interfacce dei connettori. L'utilizzo di strumenti EDA integrativi consente lo sviluppo di componenti con le librerie prima di posizionarli sul PCB. Dopo il posizionamento sul PCB, la collaborazione con i modelli MCAD è facile con l'esportazione e l'importazione di file .STEP. L'uso di file .STEP facilita le valutazioni di ingegneria meccanica per l'adattamento del PCB nelle custodie delle parti.

Ottieni le tue schede a circuito stampato connesse con l'ambiente unificato di Altium Designer per supportare i requisiti di IO per il tuo assemblaggio PCB. L'utilizzo di strumenti integrati per valutare l'integrità del segnale e i controlli di collisione alle connessioni IO promuove il successo nei tuoi progetti di produzione al primo tentativo.

Sull'Autore

Sull'Autore

Zachariah Peterson ha una vasta esperienza tecnica nel mondo accademico e industriale. Prima di lavorare nel settore dei PCB, ha insegnato alla Portland State University. Ha condotto la sua Fisica M.S. ricerche sui sensori di gas chemisorptivi e il suo dottorato di ricerca in fisica applicata, ricerca sulla teoria e stabilità del laser casuale. Il suo background nella ricerca scientifica abbraccia temi quali laser a nanoparticelle, dispositivi semiconduttori elettronici e optoelettronici, sistemi ambientali e analisi finanziaria. Il suo lavoro è stato pubblicato in diverse riviste specializzate e atti di conferenze e ha scritto centinaia di blog tecnici sulla progettazione di PCB per numerose aziende. Zachariah lavora con altre società del settore PCB fornendo servizi di progettazione e ricerca. È membro della IEEE Photonics Society e dell'American Physical Society.

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