ثنائي الفينيل متعدد الكلور ( لوحة الدوائر المطبوعة ) تلعب الأسلاك دورًا رئيسيًا في الدوائر عالية السرعة. تناقش هذه الورقة بشكل أساسي مشكلة الأسلاك في الدوائر عالية السرعة من وجهة نظر عملية. الغرض الرئيسي هو مساعدة المستخدمين الجدد على إدراك العديد من المشكلات المختلفة التي يجب مراعاتها عند تصميم أسلاك PCB للدوائر عالية السرعة. والغرض الآخر هو توفير مادة تنشيطية للعملاء الذين لم يتعرضوا لأسلاك ثنائي الفينيل متعدد الكلور لبعض الوقت. نظرًا لضيق المساحة ، لا يمكن تغطية جميع المشكلات بالتفصيل في هذه المقالة ، ولكننا سنناقش الأجزاء الرئيسية التي لها أكبر تأثير على تحسين أداء الدائرة وتقليل وقت التصميم وتوفير وقت التعديل.

كيفية تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور من وجهة نظر عملية

على الرغم من أن التركيز هنا ينصب على الدوائر المتعلقة بمضخمات التشغيل عالية السرعة ، فإن المشكلات والطرق التي تمت مناقشتها هنا قابلة للتطبيق عمومًا على الأسلاك لمعظم الدوائر التناظرية عالية السرعة الأخرى. عندما تعمل مكبرات الصوت التشغيلية في نطاقات تردد لاسلكي عالية جدًا (RF) ، فإن أداء الدائرة يعتمد إلى حد كبير على أسلاك PCB. ما يبدو وكأنه تصميم دائري جيد وعالي الأداء على “لوحة الرسم” يمكن أن ينتهي بأداء متوسط ​​إذا كانت تعاني من الأسلاك غير المتقنة. سيساعد التفكير المسبق والاهتمام بالتفاصيل المهمة خلال عملية الأسلاك على ضمان أداء الدائرة المطلوب.

رسم تخطيطى

على الرغم من أن المخططات الجيدة لا تضمن توصيلات جيدة ، إلا أن الأسلاك الجيدة تبدأ بتخطيطات جيدة. يجب رسم المخطط التخطيطي بعناية ويجب مراعاة اتجاه إشارة الدائرة بأكملها. إذا كان لديك تدفق إشارة طبيعي وثابت من اليسار إلى اليمين في التخطيطي ، فيجب أن يكون لديك تدفق إشارة جيد على PCB. قدم أكبر قدر ممكن من المعلومات المفيدة عن التخطيطي. نظرًا لعدم توفر مهندس تصميم الدوائر في بعض الأحيان ، سيطلب منا العميل المساعدة في حل مشكلة الدائرة. سيكون المصممون والفنيون والمهندسون الذين يقومون بهذا العمل ممتنين للغاية ، بما في ذلك نحن.

بالإضافة إلى المعرفات المرجعية المعتادة ، واستهلاك الطاقة ، والتفاوتات في الخطأ ، ما هي المعلومات الأخرى التي يجب تقديمها في التخطيطي؟ فيما يلي بعض الاقتراحات لتحويل التخطيطي العادي إلى تخطيطي من الدرجة الأولى. إضافة شكل موجة ، معلومات ميكانيكية عن الغلاف ، طول الخط المطبوع ، مساحة فارغة ؛ حدد المكونات التي يجب وضعها على ثنائي الفينيل متعدد الكلور ؛ أعط معلومات الضبط ، نطاق قيمة المكون ، معلومات تبديد الحرارة ، خطوط مقاومة التحكم المطبوعة ، ملاحظات ، وصف موجز لعمل الدائرة … (من بين أمور أخرى).

لا تثق بأحد

إذا لم تقم بتصميم الأسلاك الخاصة بك ، فتأكد من إتاحة متسع من الوقت لمضاعفة التحقق من تصميم الكابلات. القليل من الوقاية هنا تساوي مائة مرة كعلاج. لا تتوقع أن يفهم الشخص المسؤول ما تفكر فيه. المدخلات والإرشادات الخاصة بك هي الأكثر أهمية في بداية عملية تصميم الأسلاك. كلما زادت المعلومات التي يمكنك تقديمها وكلما زادت مشاركتك في عملية الأسلاك ، كلما كان ثنائي الفينيل متعدد الكلور أفضل نتيجة لذلك. قم بتعيين نقطة إكمال مؤقتة لمهندس تصميم الكابلات – فحص سريع لتقرير تقدم الكابلات الذي تريده. يمنع نهج “الحلقة المغلقة” هذا الأسلاك من الانحراف وبالتالي يقلل من إمكانية إعادة العمل.

تتضمن الإرشادات لمهندسي الأسلاك: وصفًا موجزًا ​​لوظائف الدائرة ، ورسومات PCB التي تشير إلى مواضع الإدخال والإخراج ، ومعلومات متتالية لـ PCB (على سبيل المثال ، مدى سماكة اللوحة ، وعدد الطبقات الموجودة ، وتفاصيل كل طبقة إشارة ومستوى تأريض – استهلاك الطاقة والإشارات الأرضية والتناظرية والرقمية و RF) ؛ تحتاج الطبقات إلى تلك الإشارات ؛ تتطلب وضع المكونات الهامة ؛ الموقع الدقيق لعنصر الالتفافية ؛ ما هي الخطوط المطبوعة المهمة ؛ ما هي الخطوط التي تحتاج إلى التحكم في الخطوط المطبوعة ذات المعاوقة ؛ الخطوط التي يجب أن تتطابق مع الطول ؛ أبعاد المكونات ما هي الخطوط المطبوعة التي يجب أن تكون بعيدة (أو قريبة) من بعضها البعض ؛ الخطوط التي يجب أن تكون بعيدة (أو قريبة) عن بعضها البعض ؛ المكونات التي يجب وضعها بعيدًا عن (أو بالقرب) من بعضها البعض ؛ ما المكونات التي يجب وضعها في الأعلى وأيها في الجزء السفلي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور؟ لا تشكو أبدًا من الاضطرار إلى إعطاء شخص ما الكثير من المعلومات – القليل جدًا؟ يكون؛ كثير جدا؟ لا على الإطلاق.

درس تعليمي واحد: منذ حوالي 10 سنوات ، قمت بتصميم لوحة دوائر متعددة الطبقات مثبتة على السطح – تحتوي اللوحة على مكونات على كلا الجانبين. يتم تثبيت الألواح في غلاف من الألومنيوم المطلي بالذهب (بسبب المواصفات الصارمة لمقاومة الصدمات). الدبابيس التي توفر تحيز تغذية تمر عبر اللوحة. يتم توصيل الدبوس بـ PCB بواسطة سلك لحام. إنه جهاز معقد للغاية. تُستخدم بعض المكونات الموجودة على السبورة لإعداد الاختبار (SAT). لكنني حددت بالضبط مكان وجود هذه المكونات. هل يمكنك تخمين مكان تثبيت هذه المكونات؟ تحت اللوح بالمناسبة. لا يشعر مهندسو وفنيو المنتج بالسعادة عندما يتعين عليهم تفكيك كل شيء وإعادة تجميعه بعد الانتهاء من إعداده. لم أرتكب هذا الخطأ منذ ذلك الحين.

موقع

كما هو الحال في PCB ، الموقع هو كل شيء. حيث يتم وضع دائرة على PCB ، حيث يتم تثبيت مكونات الدائرة المحددة الخاصة بها ، وما هي الدوائر الأخرى المجاورة لها كلها مهمة جدًا.

عادة ، يتم تحديد مواقع الإدخال والإخراج ومصدر الطاقة مسبقًا ، ولكن يجب أن تكون الدوائر بينهما “إبداعية”. هذا هو السبب في أن الانتباه إلى تفاصيل الأسلاك يمكن أن يحقق أرباحًا ضخمة. ابدأ بموقع المكونات الرئيسية ، ضع في اعتبارك الدائرة وثنائي الفينيل متعدد الكلور بالكامل. يساعد تحديد موقع المكونات الرئيسية ومسار الإشارات من البداية على ضمان عمل التصميم على النحو المنشود. يؤدي الحصول على التصميم الصحيح في المرة الأولى إلى تقليل التكلفة والإجهاد – وبالتالي دورات التطوير.

تجاوز مصدر الطاقة

يعد تجاوز جانب الطاقة في مكبر الصوت لتقليل الضوضاء جانبًا مهمًا من عملية تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور – لكل من مضخمات التشغيل عالية السرعة والدوائر الأخرى عالية السرعة. هناك نوعان من التكوينات الشائعة لمضخمات التشغيل عالية السرعة.

تأريض الطاقة: هذه الطريقة هي الأكثر فاعلية في معظم الحالات ، باستخدام مكثفات تحويل متعددة لتأريض دبابيس الطاقة الخاصة بمكبر الصوت مباشرة. تكفي مكثفات التحويل بشكل عام – لكن إضافة مكثفات التحويل قد تكون مفيدة لبعض الدوائر.

تساعد المكثفات الموازية ذات قيم السعة المختلفة على ضمان أن دبابيس إمداد الطاقة لا ترى سوى مقاومة منخفضة للتيار المتردد عبر نطاق عريض. هذا مهم بشكل خاص عند تردد التوهين لنسبة نبذ قدرة المضخم التشغيلي (PSR). يساعد المكثف في تعويض انخفاض PSR لمكبر الصوت. ستساعد مسارات التأريض التي تحافظ على مقاومة منخفضة عبر العديد من نطاقات tenx على ضمان عدم دخول الضوضاء الضارة إلى مكبر التشغيل. يوضح الشكل 1 مزايا استخدام حاويات كهربائية متعددة متزامنة. عند الترددات المنخفضة ، توفر المكثفات الكبيرة وصولاً منخفض المقاومة إلى الأرض. ولكن بمجرد أن تصل الترددات إلى ترددها الرنيني ، تصبح المكثفات أقل سعوية وتكتسب المزيد من الجاذبية. هذا هو السبب في أنه من المهم أن يكون لديك مكثفات متعددة: عندما تبدأ استجابة التردد لمكثف واحد في الانخفاض ، فإن استجابة التردد للمكثف الآخر تلعب دورًا ، وبالتالي الحفاظ على مقاومة منخفضة للغاية للتيار المتردد عبر العديد من عشرة أوكتافات.

ابدأ مباشرة من دبوس الطاقة لمضخم التشغيل ؛ يجب وضع المكثفات ذات السعة الدنيا والحجم المادي الأدنى على نفس الجانب من ثنائي الفينيل متعدد الكلور مثل مكبر الصوت التشغيلي – في أقرب مكان ممكن من مكبر الصوت. يجب توصيل طرف تأريض المكثف مباشرة بمستوى التأريض باستخدام أقصر دبوس أو سلك مطبوع. يجب أن تكون وصلة التأريض المذكورة أعلاه قريبة من نهاية الحمل للمضخم قدر الإمكان لتقليل التداخل بين الطاقة وطرف التأريض. يوضح الشكل 2 طريقة الاتصال هذه.

يجب تكرار هذه العملية للمكثفات الصغيرة. من الأفضل البدء بحد أدنى من السعة قدره 0.01 μF ووضع مكثف إلكتروليتي بمقاومة سلسلة مكافئة منخفضة (ESR) تبلغ 2.2 μF (أو أكثر) بالقرب منه. مكثف 0.01 μF مع حجم مبيت 0508 لديه محاثة سلسلة منخفضة للغاية وأداء ممتاز عالي التردد.

Power-to-power: يستخدم تكوين آخر واحدًا أو أكثر من المكثفات الالتفافية المتصلة بين طرفي الطاقة الموجبة والسالبة لمكبر التشغيل. تُستخدم هذه الطريقة غالبًا عندما يكون من الصعب تكوين أربعة مكثفات في الدائرة. العيب هو أن حجم مبيت المكثف قد يزداد لأن الجهد عبر المكثف يساوي ضعف قيمة طريقة تجاوز الطاقة المفردة. تتطلب زيادة الجهد زيادة جهد الانهيار المقنن للجهاز ، مما يعني زيادة حجم الهيكل. ومع ذلك ، يمكن لهذا النهج تحسين أداء PSR والتشويه.

نظرًا لاختلاف كل دائرة وأسلاك ، فإن قيمة التكوين والعدد والسعة للمكثفات ستعتمد على متطلبات الدائرة الفعلية.

آثار طفيلية

التأثيرات الطفيلية هي حرفيًا مواطن الخلل التي تتسلل إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور وتسبب الفوضى والصداع والخراب غير المبرر على الدائرة. إنها المكثفات والمحثات الطفيلية المخفية التي تتسرب إلى الدوائر عالية السرعة. والذي يتضمن الحث الطفيلي الذي شكله دبوس العبوة والسلك المطبوع طويل جدًا ؛ السعة الطفيلية تتشكل بين الوسادة إلى الأرض ، والوسادة إلى مستوى الطاقة والوسادة لطباعة الخط ؛ التفاعلات بين الثقوب والعديد من التأثيرات الأخرى المحتملة.