最佳IIoT高頻PCB布局指南

與互聯網類似，工業(yè)4.0或工業(yè)物聯網（IIoT）的簡稱是基于通過電子和高頻PCB組成的高速網絡將設備，設備，人員甚至工廠連接在一起的。在工廠內部，網絡上可能存在的設備類型取決于所生產的產品。這給協(xié)調和同步提出了挑戰(zhàn)，以確保所有基于電子的系統(tǒng)，無論是半自主的還是完全自主的，人員都及時接收生產操作所需的數據和信息。在大多數情況下，在系統(tǒng)之間執(zhí)行發(fā)送，處理和接收的板是高速或高頻的。

的 物聯網工業(yè)板開發(fā)要求您遵循準則以納入生產設施的環(huán)境條件。這對于高頻PCB布局也是必需的。讓我們看一下這些板的應用程序以及如何優(yōu)化其布局，但首先，讓我們嘗試清楚地定義什么是IIoT。

工業(yè)4.0，物聯網和IIoT

今天，我們正處于第四次工業(yè)革命的初期。當前商品生產的轉變，即工業(yè)4.0，不僅在改變產品的制造概念和過程，而且也在改變這些產品的制造方式。這包括新設備，系統(tǒng)功能和功能以及電子設備，以及PCB開發(fā)。

工業(yè)4.0有時是工業(yè)物聯網或IIoT的同義詞。在某些情況下，這種缺乏區(qū)分的理由可能是合理的，因為使用物聯網架構，系統(tǒng)和概念是實現智能，自主工廠運營和協(xié)作的重要組成部分。但是，花一點時間來澄清這些術語將對我們很有幫助。

l 工業(yè)4.0是指利用自動化，機器人技術，物聯網和數據集成來創(chuàng)建智能工廠。這些工廠采用設備，機器人和計算技術來以一定程度的自主權來管理和控制制造操作。

l 物聯網或物聯網是指使用軟件和計算來互連結構化體系結構中的設備，設備和過程，從而可以在設備和設備之間自主進行數據和信息傳輸，而無需人工監(jiān)督或干預。這包括遠程鏈接和控制操作，通常涉及云計算。

l IIoT或工業(yè)物聯網是指IoT概念，體系結構和設備的實施，以協(xié)助工廠或生產設施實現工廠內部和外部設備與設備之間的操作和通信自動化。

IIoT系統(tǒng)的主要要求是能夠傳輸，接收和處理高頻信號。這些功能由系統(tǒng)中使用的高頻板執(zhí)行。

高頻IIoT板應用

IIoT的高頻或高速可能包含以下信號類型：

IIoT高頻信號類型

l 來自電子，氣動或其他設備的數據或測量

l 來自傳感器的高分辨率圖像數據

l 來自攝像機的視頻，用于質量控制和過程安全

這些信號通常通過無線網絡進行處理，以在工廠內的設備，機器人或協(xié)作機器人與人員之間進行通信。因此，可能需要IIoT板以數十兆赫至數十GHz的速度處理多種信號類型以進行WiFi傳輸，更不用說功率分配可能包括大電流走線。為了有效運行，必須將這些信號聯網并分配到各個級別。物聯網架構 最佳。

如何針對IIoT應用優(yōu)化高頻PCB布局

在IIoT系統(tǒng)中使用的高速板必須遵循 高頻PCB布局指南遵守合同制造商的DFM約束。根據類型或布局的考慮，布局設計會更加復雜自動化水平。考慮到這些和其他環(huán)境因素，您的PCB布局設計必須遵循定義明確的準則，其中應包括以下內容：

IIoT板的高頻PCB布局指南

l 選擇適合環(huán)境的材料

工業(yè)環(huán)境中的電路板可能會受到振動或持續(xù)運動。為了提高耐用性，可以使用可承受這些壓力的柔性板。但是，建筑柔性板會削弱板材料，例如基本FR4。因此，您應該選擇用于高速信號傳播和耐用性的材料。

l 在緊湊性與EMI問題之間取得平衡

小型板幾乎可以安裝在任何地方，因此非常需要。但是，緊湊性意味著復雜性，可能給電路板制造帶來壓力。減小的空間還意味著走線，組件和其他電路板之間的間距較小，這增加了由于高頻信號和開關引起的EMI成為問題的可能性。因此，您必須在緊湊性和信號完整性之間取得平衡。

l 特別注意散熱和分配

無論您的電路板在工廠中位于何處，都可能要考慮高溫。當與電路板本身產生的熱量結合在一起時，散熱和分布可能會成為嚴重的問題，這可能會改變電路板的介電常數并進而改變其阻抗。對于高頻，這可能會對信號完整性產生負面影響。因此，您應該使用仿真來評估您的電路板在這些條件下的響應方式，并選擇材料，空間組件和元素，并在必要時包括散熱裝置。

l 使用足夠的保形涂料

水分，氧化以及諸如滴油之類的液體可能會對您的電路板造成危害，具體取決于其位置。如果這些液體或其他污染物落在電路板上，則會引起反射和折射，從而削弱信號流。最好的防御方法是采用保形涂層來保護您的組件和走線免受其環(huán)境的影響。

IIoT板要求具備高速傳輸數據和信息的能力。但是，這些PCB的布局還需要考慮其他大多數商業(yè)電路板設計所不需要的注意事項。通過遵循上面列出的準則，并與可以按要求的規(guī)格和質量構建電路板的CM合作，可以確保在工廠中部署后的可靠性。