PCB digital:un circuito moderno que funciona con señales digitales binarias

Casi todas las partes de la economía mundial e incluso nuestras vidas dependen de sistemas digitalizados para que las cosas funcionen. Por lo tanto, el PCB digital es esencial para satisfacer las demandas del mercado.

Si es un fabricante o diseñador de productos electrónicos, debe tener un conocimiento profundo de estas placas de circuito para seguir siendo relevante en su campo de operaciones. En este artículo, nos sumergiremos profundamente en el mundo de las placas de circuitos digitales, ¡así que siga leyendo para obtener más información!

¿Qué es PCB digital?

Al igual que las PCB analógicas, las placas de circuitos digitales contienen pistas, almohadillas conductoras y otras características. Colectivamente, estos atributos soportan y conectan componentes electrónicos de forma mecánica y respectivamente.

Sin embargo, este tipo de PCB es único debido a sus procesos de fabricación/ensamblaje y diseño digitales. Como resultado, se jacta de un funcionamiento mejorado, como el control de pérdida de inserción en las líneas de transmisión y la adaptación de impedancia.

Un controlador digital (Hitachi J100A)

Fuente:Wikimedia Commons

Dichos PCB contienen múltiples microprocesadores y otros componentes de placa de alto rendimiento con la capacidad de administrar varios miles de millones de tareas cada segundo. Algunos ejemplos incluyen una PCB de reloj digital y una PCB de voltímetro.

Similitudes entre placas de circuitos impresos analógicas y digitales

Los PCB analógicos y digitales tienen muchas similitudes técnicas y de diseño, pero debe comprender la capacitancia para comprender esta similitud.

La capacitancia parásita se desarrolla cuando dos cables están cerca de la PCB. En tal configuración, un pico repentino de voltaje en un cable inducirá un pulso de corriente en el otro.

Además de separar las secciones del circuito digital y analógico, también debe distinguir la acción del interruptor digital de la placa analógica y la baja de la alta frecuencia.

Una placa de circuito de sintetizador de voz analógico

Fuente:Wikimedia Commons

Los dos tienen varias similitudes y diferencias en el cableado, y aquí hay un vistazo de cerca a estos:

Similitudes de la estrategia de cableado entre las PCB analógicas y digitales

• Capacidad de derivación/desacoplamiento.
• Los simuladores y los dispositivos digitales requieren condensadores, especialmente al realizar el cableado. Estos se conectan al capacitor más cercano a la conexión de alimentación, generalmente 0.1uF. El lado de la fuente también necesita un tipo de capacitancia (10uF).
• Tanto las placas digitales como las analógicas necesitan pines para estar lo más cerca posible de la entrada de alimentación.

La fuente de alimentación de una PCB

Fuente:Flickr

• Los cables de alimentación y tierra deben estar lo más cerca posible de la PCB de un panel mono. Si no coincide con los dos, generarán un bucle de sistema que produce ruido, por lo que dicha ubicación reduce las posibilidades de experimentar interferencias electromagnéticas.

Diferencias de estrategia de cableado entre PCB analógicas y digitales

Plano desafiante

La práctica común en el cableado de PCB es tener un plano de tierra ininterrumpido. Sin embargo, esto minimiza el efecto dl/dt en los circuitos digitales, provocando cambios en el potencial de tierra, lo que genera ruido en la sección analógica.

Por lo tanto, separar el circuito digital del lado analógico en el plano de tierra es esencial para reducir el ruido en el lado de la señal analógica.

Un plano de tierra de PCB

Fuente:Wikimedia Commons

La mejor forma de hacerlo es conectando el plano de tierra analógico por separado de la conexión a tierra.

Como alternativa, coloque los componentes analógicos y los circuitos en el extremo más alejado. El objetivo es minimizar la interrupción de la señal analógica tanto como sea posible.

Sin embargo, los circuitos digitales no necesitan tales consideraciones porque pueden tolerar altos niveles de ruido.

Colocación de componentes

Como se indicó anteriormente, la sección digital del circuito es rica en ruido, mientras que la sección analógica es silenciosa. Por lo tanto, siempre separe los componentes digitales de los componentes analógicos, especialmente si construye un sistema de señal mixta.

Un circuito integrado de señal mixta

Fuente:Wikimedia Commons

El diseño de PCB crea componentes parásitos

Al diseñar una placa de circuito impreso, es fácil crear dos componentes parásitos que podrían causar una inductancia o capacitancia parásitas. Dado que la tolerancia al ruido en las placas analógicas es menor, la solución más efectiva es cambiar el tamaño o la distancia entre las líneas.

Alternativamente, puede conectar a tierra los cables entre las dos líneas para crear una baja impedancia que debilite el campo eléctrico responsable de producir la interferencia.

Beneficios de la PCB digital

• Contiene el ruido generado por la distribución de energía
• Ayuda en el control de impedancia (coincidencia)
• Preserva la integridad de la señal
• Minimiza la diafonía entre trazas adyacentes
• Reduce los efectos creados por el rebote de referencia del suelo
• Muy inmune a las interferencias electromagnéticas

Aplicaciones de la placa de circuito digital

• Comunicaciones de red
• Estaciones base 5G y conmutadores de Internet
• Dispositivos IoT
• Informática de alta velocidad
• Sistemas de prueba de circuitos integrados
• Equipo médico

Equipo médico

• Aparatos electrónicos instalados orientados al consumidor, como cajeros automáticos
• Radios

Montaje de PCB digital

Antes de ir a la asamblea, es vital entender que una placa de circuito digital utiliza un sistema binario.

Además, cuenta con un enlace digital para los puntos de transferencia y recepción de datos durante el montaje. Este subproceso permite modificaciones en tiempo real para mantener o mejorar la calidad del ensamblaje.

Aunque el sistema binario parece simple, puede tener múltiples niveles de complejidad en las PCB digitales. Pero la ventaja es que los dispositivos digitales son controlables y programables.

Un PCB digital de alta tecnología con microchips y un procesador

Por lo tanto, puede usar el sistema binario, que lo ayudará a controlar, girar y manejar otros dispositivos digitales utilizados en múltiples aplicaciones a nivel mundial.

Esta descripción detallada del proceso de ensamblaje digital lo ayudará a comprender las aplicaciones de digitalización.

Proceso de montaje

Prototipos de PCBA

La creación de prototipos es fundamental para desarrollar calidad en el proceso de ensamblaje de PCB modernas y complejas. Es especialmente vital para lograr una alta calidad de construcción y un funcionamiento fiable. Puede dividir el proceso de fabricación de PCB en dos segmentos:

Producción eficiente y rentable

La calidad del proceso (producción eficiente de tableros de alta calidad) es crucial para la producción de alto o bajo volumen.

El ensamblaje consta de varios pasos, al igual que la fase de fabricación de la placa y el proceso de diseño. Estos atributos explican los pasos de montaje en detalle.

Atributos de ensamblaje de PCB digital

Velocidad

Su pedido debe procesarse lo más rápido posible, pero esto no es un problema porque las máquinas digitales manejan todo el proceso de ensamblaje de la placa de circuito.

Producción automatizada de PCB

Precisión

Una máquina de ensamblaje debe ser lo suficientemente precisa para colocar todo en el lugar correcto para aumentar la eficiencia y el rendimiento de una placa de circuito impresa digitalmente.

Precisión

La precisión es un factor crítico en el proceso de ensamblaje porque garantiza que la placa de circuito digital funcione según lo previsto.

Agilidad

En caso de que se produzcan errores durante el montaje de la placa de circuito, el proceso debe ser lo suficientemente flexible para reanudar las operaciones rápidamente.

Controlar

El control es una parte vital del ensamblaje de la placa de circuito porque garantiza que no se deje nada sin hacer.

Ensamblaje de PCB convencional o digital:¿cuál elegiría?

La elección aquí depende del desarrollador y del fabricante de PCB digital. En cuanto al fabricante, cada uno tiene lineamientos específicos de Diseño para Ensamblaje (DFA) que se basan en sus equipos y procesos para el control de calidad.

Equipo utilizado en la producción de PCB en miniatura

Además de someterse a un proceso de ensamblaje automatizado, su placa de circuito digital debe cumplir con todos sus requisitos y especificaciones. Sin embargo, algunos fabricantes deben realizar comprobaciones manuales, lo que podría arruinar la calidad y ralentizar el tiempo de respuesta.

Un instrumento de medición de visión automatizado que inspecciona una PCB

Por lo tanto, debe trabajar con un fabricante de PCB confiable, como WellPCB, para obtener los mejores resultados. Hemos estado en el negocio de producir y ensamblar PCB desde 2005, por lo que combinamos experiencia y el mejor equipo para garantizar que obtenga placas de circuitos digitales de alta calidad a precios razonables.