如何在PCB设计中设置(DNP)禁止焊接组件

2020-04-02

PCB设计可(kě)能(néng)是一个艰巨的过程。与面包板電(diàn)路或穿孔板上制成的電(diàn)路不同，定制印刷電(diàn)路板的模块化程度要低得多(duō)。PCB上的错误可(kě)能(néng)更难解决。某些使用(yòng)不友好，小(xiǎo)包装的设备或对電(diàn)路板布局敏感的设备的電(diàn)路，如果没有(yǒu)定制的印刷電(diàn)路板，甚至可(kě)能(néng)无法原型制作。但是，可(kě)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）是指在電(diàn)路设计的时候留出一些可(kě)能(néng)放置，也可(kě)能(néng)不放置的组件。将这些组件整合到设计中可(kě)以进行模块化的PCB设计，并且返工更加容易。

在许多(duō)应用(yòng)中使用(yòng)同一块PCB

PCB布局并不是每个人都喜欢的爱好。设计可(kě)用(yòng)于多(duō)种应用(yòng)的電(diàn)路板可(kě)以限制在计算机前所花(huā)费的时间，从而节省更多(duō)的工作时间！多(duō)个项目可(kě)能(néng)使用(yòng)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(kě)以设计一个板，其中包括所有(yǒu)这些设备的電(diàn)路板和连接，但实际上只有(yǒu)某些板可(kě)以焊接到板上以用(yòng)于不同的应用(yòng)。一个微控制器外设（例如某个GPIO引脚，模拟输入等）甚至可(kě)以连接到多(duō)个设备，只要一次只安装一个即可(kě)。

但是，在為(wèi)多(duō)种应用(yòng)设计一块電(diàn)路板时，应格外小(xiǎo)心，以确保剩余的電(diàn)路“桩”不会引起任何问题。存根是仅连接在一端的電(diàn)路走線(xiàn)。没有(yǒu)人居住的電(diàn)路就是这样：電(diàn)路走線(xiàn)无处可(kě)通。这些痕迹可(kě)能(néng)是USB等高速数字应用(yòng)中潜在的故障点。这些信号線(xiàn)上的存根会导致信号通过線(xiàn)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(yǒu)不放置的组件)

测试其他(tā)配置

选择是否焊接某些组件，可(kě)使電(diàn)路设计人员无需设计全新(xīn)的電(diàn)路板即可(kě)更改其電(diàn)路的功能(néng)。对于具有(yǒu)一个或多(duō)个应用(yòng)程序的電(diàn)路板，通过启用(yòng)定制PCB上的原型设计，保留DNP元件焊盘可(kě)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(néng)够简化其電(diàn)路调试过程，并限制他(tā)们必须进行的复杂返工量。

電(diàn)源设计中的DNP组件

DNP组件在设计電(diàn)源时可(kě)能(néng)会有(yǒu)所帮助。容易出现瞬态的電(diàn)路可(kě)能(néng)会需要额外的電(diàn)容才能(néng)正常工作，在瞬态中，電(diàn)路所需的電(diàn)流突然尖峰。

即使電(diàn)源可(kě)以处理(lǐ)一定的峰值電(diàn)流，在非常快速的高瞬态期间，其输出電(diàn)压也可(kě)能(néng)不会保持稳定。这可(kě)以通过增加额外的输出電(diàn)容来补偿。无需测试许多(duō)不同的電(diàn)容器，PCB设计人员可(kě)以将多(duō)个電(diàn)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電(diàn)容器来损坏電(diàn)路板。对于在重新(xīn)加工时不小(xiǎo)心从板上撕下表面安装垫的人来说，这可(kě)以省去很(hěn)多(duō)麻烦。另外，与大容量電(diàn)容器相比，并联的多(duō)个電(diàn)容器的ESR（等效串联電(diàn)阻）更低。

匹配网络设计中的DNP组件

DNP组件的另一个用(yòng)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(duō)天線(xiàn)（例如与ESP8266等Wi-Fi设备一起使用(yòng)的PCB跟踪天線(xiàn)，或nRF52系列之类的蓝牙设备）都需要由電(diàn)容器组成的阻抗匹配電(diàn)路和電(diàn)感器，位于天線(xiàn)和使用(yòng)它的设备之间。

产品的外壳和使用(yòng)环境会影响其无線(xiàn)性能(néng)，因此仅使用(yòng)数据表计算最佳组件值可(kě)能(néng)不足以实现最佳性能(néng)。将其中一些组件指定為(wèi)DNP可(kě)以实现更完整的天線(xiàn)匹配/调谐过程，从而允许测试不同的组件值和配置。 

(C22是用(yòng)于天線(xiàn)调谐的DNP，而C10是用(yòng)于可(kě)选電(diàn)源去耦的DNP)

分(fēn)离负载

设计電(diàn)源时，具有(yǒu)将電(diàn)源与负载（将向其供電(diàn)的设备）分(fēn)开的能(néng)力会有(yǒu)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欧姆電(diàn)阻（有(yǒu)时称為(wèi)跳線(xiàn)）的焊盘。降压和升压转换器之类的電(diàn)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(hěn)小(xiǎo)，且表面安装。即使使用(yòng)转接板，也需要精确布置这些電(diàn)路以获得最佳性能(néng)，并且需要PCB。

当使用(yòng)不熟悉的设备或测试新(xīn)的電(diàn)源架构时，未安装的跳線(xiàn)允许设计人员在将電(diàn)源的输出暴露于潜在的敏感设备之前，对電(diàn)源的输出进行测试和调试，如果存在设计缺陷，可(kě)能(néng)会损坏该電(diàn)源。给電(diàn)路板上電(diàn)后，可(kě)以用(yòng)万用(yòng)表检查電(diàn)源電(diàn)路的输出。设计人员还可(kě)以考虑添加一个“虚拟负载”電(diàn)阻器（另一个DNP组件！），以确保電(diàn)路在提供電(diàn)流的同时可(kě)以保持稳定的输出電(diàn)压。经过验证后，可(kě)以卸下可(kě)选的负载電(diàn)阻，并且可(kě)以使用(yòng)0欧姆的跳線(xiàn)（或简称為(wèi)焊接桥）将電(diàn)源连接到電(diàn)路的其余部分(fēn)。

DNP组件提供了有(yǒu)用(yòng)的工具

DNP组件是确保您的電(diàn)路板第一次工作或使用(yòng)难以使用(yòng)的组件进行原型设计的有(yǒu)用(yòng)方法。通过限制设计迭代并允许一块電(diàn)路板為(wèi)多(duō)种应用(yòng)服務(wù)，它可(kě)以节省时间和金钱。尽管对于有(yǒu)经验的设计人员来说似乎很(hěn)明显，但是那些不熟悉PCB设计的人可(kě)能(néng)没有(yǒu)将未组装的组件视為(wèi)设计中可(kě)接受的选择，但它们确实是一种有(yǒu)价值的工具。