1. Sistema de classificação de PCB
Classificação por camadas estruturais
| Tipo | Caraterísticas | Cenários de aplicação |
|---|
| Placa de uma face | Cablagem apenas de um lado, baixo custo, conceção simples | Circuitos básicos, como brinquedos, electrodomésticos simples |
| Placa de dupla face | Cablagem em ambos os lados, ligada através de vias, maior densidade de cablagem | Módulos de potência, equipamento de controlo industrial |
| Placa multicamada | 4 ou mais camadas condutoras laminadas, cablagem de alta densidade, forte anti-interferência | Dispositivos complexos como telemóveis, placas-mãe de computadores |
Classificação por material de base
| Tipo | Materiais de base | Caraterísticas e aplicações |
|---|
| Placa rígida | Resina epoxídica de fibra de vidro FR-4 | Equipamento fixo, como televisores, computadores de secretária |
| Placa flexível (FPC) | Poliimida (PI) | Aplicações que requerem dobragem, como ecrãs dobráveis, módulos de câmara |
| Placa Rigid-Flex | Materiais compósitos rígidos + flexíveis | Indústria aeroespacial, dispositivos médicos, equilíbrio entre força e flexibilidade |
| Placas de substrato especiais | Placas de alta-frequência Rogers, substratos de alumínio, substratos de cerâmica | Circuitos de alta frequência, requisitos de dissipação de calor elevados, ambientes de alta temperatura |
Classificação por processos especiais
- PCB HDI: Micro-via e tecnologia blind/buried via, cablagem fina, adequada para smartphones, dispositivos portáteis
- Substrato metálico: Excelente desempenho térmico, essencial para dispositivos de potência
- Placa de alta frequência e alta velocidade: Baixa constante dieléctrica (Dk), baixa perda (Df), adequado para circuitos RF/micro-ondas
2. Análise pormenorizada dos principais componentes electrónicos
2.1 Família de chips de controlo principal
Tabela de comparação de classificação e caraterísticas
| Tipo de chip | Caraterísticas principais | Aplicações típicas |
|---|
| MCU | CPU, memória e periféricos integrados, tamanho pequeno, baixo consumo de energia | Controlos remotos, sensores, sistemas incorporados |
| MPU | Núcleo de CPU potente, requer memória externa | PCs, servidores, smartphones |
| SoC | Altamente integrado, processa sinais mistos digitais/analógicos | Tablets, smartwatches, drones |
| DSP | Capacidade profissional de processamento de sinais digitais | Processamento de imagens em tempo real, controlo de movimentos |
| Chip de IA | Aceleração de algoritmos de IA dedicados | Reconhecimento de voz, reconhecimento de imagem |
| FPGA | Matriz de portas lógicas programáveis | Controlo lógico flexível, processamento de sinais |
Matriz de funções
- Controlo do sistema: Coordena os recursos de hardware, implementa o controlo global
- Processamento de dados: Processa dados de sensores, executa algoritmos de controlo
- Coordenação da comunicação: Assegura uma comunicação fiável entre sistemas
- Proteção de segurança: Proteção contra sobrecarga, proteção contra curto-circuito e paragem de emergência
- Gestão de energia: Optimiza os parâmetros de funcionamento, melhora a eficiência energética
2.2 Sistema de chips de condutor
Especialização em acionamento de motores
- Acionamento por motor de passo: A4988, DRV8825 (controlo preciso da posição)
- Acionamento de motor DC: L298N, L293D (controlo de velocidade e direção)
- Acionamento do motor sem escovas: DRV10983 (controlo de motor de alta eficiência)
- Acionamento de servo-motor: Controlo de precisão em circuito fechado de nível industrial
Ecrã e unidade de potência
- Unidade LCD/OLED: ILI9341, SSD1306 (controlo do ecrã)
- Acionamento de LED: Tecnologia de regulação de corrente constante/PWM
- Gestão de energia: Conversão DC-DC, regulação linear
2.3 Chips de gestão de energia
Arquitetura de classificação
Chips de gestão de energia
Chips de Conversão AC/DC (AC para DC)
Chips de Conversão DC/DC
├─── Conversor Boost
├─── Conversor Buck
│ └── Conversor Buck-Boost
Reguladores Lineares (LDO)
Chips de gerenciamento de bateria
Chips de proteção (OVP/OCP/OTP)
Chips de protocolo de carregamento rápido
Chips de correção do fator de potência PFC
Parâmetros técnicos principais
- Eficiência de conversão: >90% (conceção de alta eficiência)
- Ruído de ondulação: <10mV (aplicações de precisão)
- Regulação de carga: ±1% (saída estável)
- Faixa de temperatura: -40℃~125℃ (grau industrial)
2.4 Especificações técnicas dos componentes passivos
Indicadores técnicos de resistências
- Especificações da embalagem: 0201, 0402, 0603, 0805 (resistências SMD)
- Graus de precisão: ±1%, ±5%, ±10%
- Tipos especiais: Termistores (NTC/PTC), varistores, fotorresistências
Sistema de tecnologia de condensadores
Classificação Tabela de aplicações
| Tipo de condensador | Caraterísticas | Cenários de aplicação |
|---|
| Condensador eletrolítico | Grande capacidade, polarizada | Filtragem de energia, armazenamento de energia |
| Condensador de cerâmica (MLCC) | Não polarizado, boas caraterísticas de alta frequência | Desacoplamento, filtragem de alta frequência |
| Condensador de película | Alta estabilidade, baixa perda | Temporização de precisão, circuitos de áudio |
Sistema de conversão de capacidade
1F = 10³mF = 10⁶μF = 10⁹nF = 10¹²pF
Indutores e osciladores de cristal
- Funções do indutor: Armazenamento de energia, filtragem, casamento de impedâncias
- Funções do oscilador de cristal: Geração do sinal de relógio, controlo da temporização, referência
- Parâmetros-chave: Valor da indutância (H), fator de qualidade Q, frequência auto-ressonante
2.5 Dispositivos discretos de semicondutores
Caraterísticas técnicas do díodo
- Díodos rectificadores: Conversão de CA para CC
- Diodos Zener: Regulação da tensão de rutura inversa
- Díodos Schottky: Baixa queda de tensão de avanço, comutação de alta velocidade
- LEDs: Emissão de luz visível/IR
Matriz de tecnologia de transístores
Estados de funcionamento do BJT
- Região de corte: Ib=0, completamente desligado
- Região ativa: Ic=β×Ib, amplificação linear
- Região de saturação: Totalmente ligado, função de comutação
Vantagens do MOSFET
- Dispositivo controlado por tensão, acionamento simples
- Velocidade de comutação rápida, alta eficiência
- Baixa resistência de ligação, pequena perda de potência
3. Tecnologia de ligação dos conectores
Sistema de classificação estrutural
Conectores circulares
- Caraterísticas: Excelente vedação, resistência à vibração
- Aplicações: Ambientes industriais agressivos
Conectores rectangulares
- Caraterísticas: Alta densidade, transmissão multi-sinal
- Aplicações: Eletrónica de consumo, equipamento de comunicação
Conectores de placa a placa
- Conectores FPC: Ligações de circuitos flexíveis
- Placa a placa: Ligações inter-placas de alta densidade
Conectores de aplicações profissionais
Conectores de alta velocidade
- Correspondência de impedância: padrões de 50Ω/75Ω
- Controlo de diafonia: <-40dB@10GHz
- Índice de perda de inserção: <0,5dB/polegada
Conectores RF
- Interfaces SMA/BNC: Transmissão de sinal RF
- Impedância caraterística: 50Ω padrão
- Gama de frequências: DC~18GHz
Conectores de fibra ótica
- Interfaces LC/SC/ST: Transmissão de sinal ótico
- Perda de inserção: <0,3dB
- Perda de retorno: >50dB
4. Terminologia profissional do sector
Terminologia de fabrico de PCB
- IDH: Interligação de alta densidade
- Controlo de impedância: ±10% tolerância
- ENIG/HASL: Processos de acabamento de superfícies
- Vias cegas/enterradas: Estruturas de via especiais em placas multicamadas
Terminologia de embalagem de componentes
- SMD: Dispositivo de montagem em superfície
- DIP: Pacote duplo em linha
- QFP/BGA: Formas de embalagem de alta densidade
Sistema de unidades de medida
- Resistência: Ω, kΩ, MΩ
- Capacitância: pF, nF, μF, F
- Indutância: nH, μH, mH, H