如何在PCB設計中設置(DNP)禁止焊接組件

2020-04-02

PCB設計可能是一個(gè)艱巨的過(guò)程。與面包板電路或穿孔板上制成的電路不同，定制印刷電路板的模塊化程度要低得多。PCB上的錯誤可能更難解決。某些使用不友好，小包裝的設備或對電路板布局敏感的設備的電路，如果沒(méi)有定制的印刷電路板，甚至可能無(wú)法原型制作。但是，可以采取一些措施使此過(guò)程的難度和風(fēng)險降低。DNP組件（代表暫時(shí)不焊接或不放置）是指在電路設計的時(shí)候留出一些可能放置，也可能不放置的組件。將這些組件整合到設計中可以進(jìn)行模塊化的PCB設計，并且返工更加容易。

在許多應用中使用同一塊PCB

PCB布局并不是每個(gè)人都喜歡的愛(ài)好。設計可用于多種應用的電路板可以限制在計算機前所花費的時(shí)間，從而節省更多的工作時(shí)間！多個(gè)項目可能使用相同的微控制器或WiFi /藍牙收發(fā)器，但需要不同的傳感器或執行器?？梢栽O計一個(gè)板，其中包括所有這些設備的電路板和連接，但實(shí)際上只有某些板可以焊接到板上以用于不同的應用。一個(gè)微控制器外設（例如某個(gè)GPIO引腳，模擬輸入等）甚至可以連接到多個(gè)設備，只要一次只安裝一個(gè)即可。

但是，在為多種應用設計一塊電路板時(shí)，應格外小心，以確保剩余的電路“樁”不會(huì )引起任何問(wèn)題。存根是僅連接在一端的電路走線(xiàn)。沒(méi)有人居住的電路就是這樣：電路走線(xiàn)無(wú)處可通。這些痕跡可能是USB等高速數字應用中潛在的故障點(diǎn)。這些信號線(xiàn)上的存根會(huì )導致信號通過(guò)線(xiàn)路反射回去，從而破壞了其中嵌入的信息。 

(USB連接器，上面就有不放置的組件)

測試其他配置

選擇是否焊接某些組件，可使電路設計人員無(wú)需設計全新的電路板即可更改其電路的功能。對于具有一個(gè)或多個(gè)應用程序的電路板，通過(guò)啟用定制PCB上的原型設計，保留DNP元件焊盤(pán)可以使設計過(guò)程更快，更輕松，并且成本更低。它還使設計人員能夠簡(jiǎn)化其電路調試過(guò)程，并限制他們必須進(jìn)行的復雜返工量。

電源設計中的DNP組件

DNP組件在設計電源時(shí)可能會(huì )有所幫助。容易出現瞬態(tài)的電路可能會(huì )需要額外的電容才能正常工作，在瞬態(tài)中，電路所需的電流突然尖峰。

即使電源可以處理一定的峰值電流，在非?？焖俚母咚矐B(tài)期間，其輸出電壓也可能不會(huì )保持穩定。這可以通過(guò)增加額外的輸出電容來(lái)補償。無(wú)需測試許多不同的電容器，PCB設計人員可以將多個(gè)電容器的焊盤(pán)并聯(lián)放置。

工程師也不需要冒險不斷焊接和拆焊一個(gè)電容器來(lái)?yè)p壞電路板。對于在重新加工時(shí)不小心從板上撕下表面安裝墊的人來(lái)說(shuō)，這可以省去很多麻煩。另外，與大容量電容器相比，并聯(lián)的多個(gè)電容器的ESR（等效串聯(lián)電阻）更低。

匹配網(wǎng)絡(luò )設計中的DNP組件

DNP組件的另一個(gè)用例是匹配網(wǎng)絡(luò )設計。在不深入研究射頻（RF）設計細節的情況下，許多天線(xiàn)（例如與ESP8266等Wi-Fi設備一起使用的PCB跟蹤天線(xiàn)，或nRF52系列之類(lèi)的藍牙設備）都需要由電容器組成的阻抗匹配電路和電感器，位于天線(xiàn)和使用它的設備之間。

產(chǎn)品的外殼和使用環(huán)境會(huì )影響其無(wú)線(xiàn)性能，因此僅使用數據表計算最佳組件值可能不足以實(shí)現最佳性能。將其中一些組件指定為DNP可以實(shí)現更完整的天線(xiàn)匹配/調諧過(guò)程，從而允許測試不同的組件值和配置。 

(C22是用于天線(xiàn)調諧的DNP，而C10是用于可選電源去耦的DNP)

分離負載

設計電源時(shí)，具有將電源與負載（將向其供電的設備）分開(kāi)的能力會(huì )有所幫助。一種常見(jiàn)的實(shí)現方法是在源極和負載之間放置一個(gè)0歐姆電阻（有時(shí)稱(chēng)為跳線(xiàn)）的焊盤(pán)。降壓和升壓轉換器之類(lèi)的電路在面包板上制作原型并不簡(jiǎn)單。造成這種復雜情況的原因之一是IC通常很小，且表面安裝。即使使用轉接板，也需要精確布置這些電路以獲得最佳性能，并且需要PCB。

當使用不熟悉的設備或測試新的電源架構時(shí)，未安裝的跳線(xiàn)允許設計人員在將電源的輸出暴露于潛在的敏感設備之前，對電源的輸出進(jìn)行測試和調試，如果存在設計缺陷，可能會(huì )損壞該電源。給電路板上電后，可以用萬(wàn)用表檢查電源電路的輸出。設計人員還可以考慮添加一個(gè)“虛擬負載”電阻器（另一個(gè)DNP組件?。?，以確保電路在提供電流的同時(shí)可以保持穩定的輸出電壓。經(jīng)過(guò)驗證后，可以卸下可選的負載電阻，并且可以使用0歐姆的跳線(xiàn)（或簡(jiǎn)稱(chēng)為焊接橋）將電源連接到電路的其余部分。

DNP組件提供了有用的工具

DNP組件是確保您的電路板第一次工作或使用難以使用的組件進(jìn)行原型設計的有用方法。通過(guò)限制設計迭代并允許一塊電路板為多種應用服務(wù)，它可以節省時(shí)間和金錢(qián)。盡管對于有經(jīng)驗的設計人員來(lái)說(shuō)似乎很明顯，但是那些不熟悉PCB設計的人可能沒(méi)有將未組裝的組件視為設計中可接受的選擇，但它們確實(shí)是一種有價(jià)值的工具。