PCB ( çap devre ) yüksək sürətli sxemlərdə naqillər əsas rol oynayır. Bu məqalədə əsasən praktik baxımdan yüksək sürətli sxemlərin naqillər problemi müzakirə olunur. Əsas məqsəd, yeni istifadəçilərə yüksək sürətli sxemlər üçün PCB məftillərinin dizaynı zamanı nəzərə alınması lazım olan bir çox fərqli məsələdən xəbərdar olmalarına kömək etməkdir. Başqa bir məqsəd, bir müddətdir PCB naqillərinə məruz qalmamış müştərilər üçün bir yeniləmə materialı təqdim etməkdir. Yerin məhdud olması səbəbindən bu yazıda bütün məsələləri ətraflı şəkildə əhatə etmək mümkün deyil, ancaq dövrə performansını yaxşılaşdırmağa, dizayn müddətini azaltmağa və modifikasiya müddətinə qənaət etməyə ən çox təsir edən əsas hissələri müzakirə edəcəyik.

PCB -ni praktiki baxımdan necə dizayn etmək olar

Burada yüksək sürətli əməliyyat gücləndiriciləri ilə əlaqəli sxemlərə diqqət yetirilsə də, burada müzakirə olunan problemlər və üsullar ümumiyyətlə digər yüksək sürətli analog sxemlərin naqillərinə tətbiq olunur. Əməliyyat gücləndiriciləri çox yüksək radio tezliyi (RF) diapazonlarında işlədikdə, dövrənin performansı əsasən PCB naqillərindən asılıdır. “Rəsm lövhəsində” yaxşı bir yüksək performanslı dövrə dizaynına bənzəyən şey, səliqəsiz naqillərdən əziyyət çəkirsə, orta performansla nəticələnə bilər. Kablolama prosesində vacib detallara əvvəlcədən baxılması və diqqət edilməsi, istədiyiniz dövrə performansını təmin etməyə kömək edəcəkdir.

Sxematik diagram

Yaxşı sxemlər yaxşı naqillərə zəmanət verməsə də, yaxşı naqillər yaxşı sxemlərdən başlayır. Şematik diaqram diqqətlə tərtib edilməli və bütün dövrənin siqnal istiqaməti nəzərə alınmalıdır. Şematik olaraq soldan sağa normal, sabit bir siqnal axını varsa, PCB -də eyni yaxşı bir siqnal axını olmalıdır. Şematik olaraq mümkün qədər çox faydalı məlumat verin. Bəzən dövrə dizayn mühəndisi olmadığından müştəri dövrənin problemini həll etməyimiz üçün kömək istəyəcək. Bu işi yerinə yetirən dizaynerlər, texniki işçilər və mühəndislər, bizim də aramızda çox minnətdar olacaqlar.

Adi istinad identifikatorlarından, enerji istehlakından və səhv toleranslarından başqa, sxematik olaraq başqa hansı məlumatlar verilməlidir? Adi bir şematikin birinci dərəcəli bir sxemə çevrilməsi üçün bəzi təkliflər. Dalğa forması, qabıq haqqında mexaniki məlumatlar, çap xətti uzunluğu, boş sahə əlavə edin; PCB -yə hansı komponentlərin qoyulması lazım olduğunu göstərin; Düzəliş məlumatları, komponent dəyər aralığı, istilik yayılma məlumatları, nəzarət empedansı çap xətləri, qeydlər, qısa dövrə hərəkəti təsviri … (başqaları arasında).

Heç kimə etibar etməyin

Öz məftillərinizi dizayn etmirsinizsə, kabelin dizaynını iki dəfə yoxlamaq üçün çox vaxt ayırdığınızdan əmin olun. Kiçik bir qarşısının alınması burada yüz dəfə müalicə etməyə dəyər. Kabel çəkən şəxsin nə düşündüyünüzü başa düşməsini gözləməyin. Giriş və rəhbərliyiniz, kabel qurma prosesinin əvvəlində ən vacibdir. Nə qədər çox məlumat verə bilsəniz və kabel çəkmə prosesində iştirak etsəniz, nəticədə PCB daha yaxşı olar. Kabel dizaynı mühəndisi üçün müvəqqəti bir tamamlama nöqtəsi təyin edin – istədiyiniz kabel işlərinin gedişatı hesabatını tez bir şəkildə yoxlayın. Bu “qapalı döngə” yanaşması, naqillərin yoldan çıxmasını qarşısını alır və beləliklə yenidən işlənmə ehtimalını minimuma endirir.

Kabel mühəndislərinə verilən təlimatlara aşağıdakılar daxildir: dövrə funksiyalarının qısa təsviri, giriş və çıxış mövqelərini göstərən PCB eskizləri, PCB kaskad məlumatları (məsələn, lövhənin nə qədər qalın olması, neçə təbəqənin olması, hər siqnal qatının və topraklama təyyarəsinin detalları – enerji istehlakı) , yer, analoq, rəqəmsal və RF siqnalları); Qatlar bu siqnallara ehtiyac duyur; Mühüm komponentlərin yerləşdirilməsini tələb edin; Bypass elementinin dəqiq yeri; Hansı çap xətləri vacibdir; Hansı xətlər empedanslı çap xətlərini idarə etməlidir; Hansı xətlər uzunluğa uyğun olmalıdır; Komponentlərin ölçüləri; Hansı çap xətlərinin bir -birindən uzaq (və ya yaxın) olması lazımdır; Hansı xətlərin bir -birindən uzaq (və ya yaxın) olması lazımdır; Hansı komponentlərin bir -birindən uzaq (və ya yaxın) yerləşməsi lazımdır; Hansı komponentlər PCB -nin altına, hansının altına qoyulmalıdır? Heç kimə çox məlumat verməkdən şikayət etmə – çox az? Var; Həddindən artıq çox? Əsla.

Bir öyrənmə dərsi: Təxminən 10 il əvvəl, çox qatlı bir səthə montaj elektron lövhəsi hazırladım-lövhənin hər iki tərəfində komponentlər var idi. Plitələr qızılla örtülmüş alüminium qabığa bərkidilir (ciddi zərbəyə davamlı xüsusiyyətlərə görə). Yanlış keçid təmin edən pinlər lövhədən keçir. Pin PCB -yə bir qaynaq teli ilə bağlanır. Çox mürəkkəb bir cihazdır. Göyərtədəki bəzi komponentlər test qəbulu (SAT) üçün istifadə olunur. Ancaq bu komponentlərin tam olaraq harada olduğunu təyin etdim. Bu komponentlərin harada quraşdırıldığını təxmin edə bilərsinizmi? Yeri gəlmişkən, lövhənin altında. Məhsul mühəndisləri və texniki işçiləri, hər şeyi ayırıb qurmağı bitirdikdən sonra yenidən bir yerə yığmaq məcburiyyətində qaldıqda xoşbəxt deyillər. O vaxtdan bəri bu səhvi etməmişəm.

yeri

PCB -də olduğu kimi, yer hər şeydir. PCB -yə bir dövrə qoyulduğu, onun xüsusi dövrə komponentlərinin quraşdırıldığı və ona bitişik olan digər sxemlərin hamısı çox vacibdir.

Normalda giriş, çıxış və enerji təchizatı mövqeləri əvvəlcədən təyin olunur, lakin aralarındakı sxem “yaradıcı” olmalıdır. Bu səbəbdən naqillərin təfərrüatlarına diqqət yetirmək böyük dividendlər verə bilər. Əsas komponentlərin yeri ilə başlayın, dövrə və bütün PCB -ni nəzərdən keçirin. Əsas komponentlərin yerini və siqnalların yolunu əvvəldən təyin etmək, dizaynın istədiyi kimi işləməsini təmin edir. Dizaynı ilk dəfə düzgün əldə etmək, xərcləri və stressi azaldır – beləliklə inkişaf dövrlərini.

Enerji təchizatını atlayın

Səs-küyü azaltmaq üçün gücləndiricinin güc tərəfini keçmək PCB dizayn prosesinin vacib bir tərəfidir-həm yüksək sürətli əməliyyat gücləndiriciləri, həm də digər yüksək sürətli sxemlər üçün. Yüksək sürətli əməliyyat gücləndiricilərinin iki ümumi konfiqurasiyası var.

Güclü topraklama: Bu üsul, əksər hallarda, çoxlu şant kondansatörlərindən istifadə edərək, op amperinin güc sancaqlarını birbaşa torpaqlayır. İki şunt kondansatörü ümumiyyətlə kifayətdir – lakin şunt kondansatörlərinin əlavə edilməsi bəzi sxemlər üçün faydalı ola bilər.

Fərqli tutum dəyərləri olan kondansatörlərin paralelləşdirilməsi, enerji təchizatı pinlərinin geniş bir bant üzərində yalnız aşağı AC empedansını görməsini təmin etməyə kömək edir. Bu, əməliyyat gücləndiricisinin güc rədd nisbəti (PSR) azalma tezliyində xüsusilə vacibdir. Kondansatör gücləndiricinin azalmış PSR -ni kompensasiya etməyə kömək edir. Bir çox onx aralığında aşağı empedansı qoruyan topraklama yolları, zərərli səsin əməliyyat gücləndiricisinə girməməsini təmin edəcək. Şəkil 1, birdən çox elektrik konteynerinin istifadəsinin üstünlüklərini göstərir. Aşağı tezliklərdə, böyük kondansatörler aşağı empedanslı yerə girişi təmin edir. Ancaq tezliklər rezonans tezliyinə çatdıqda, kondansatörlər daha az tutumlu olur və daha çox həssaslıq qazanır. Bu səbəbdən birdən çox kondansatörün olması vacibdir: bir kondansatörün tezlik reaksiyası azalmağa başlayanda, digər kondansatörün tezlik reaksiyası işə düşür və beləliklə bir çox on oktava üzərində çox aşağı AC empedansını qoruyur.

Əməliyyat gücləndiricisinin güc pinindən birbaşa başlayın; Minimum kapasitansa və minimum fiziki ölçüyə malik kondansatörler PCB -nin əməliyyat gücləndiricisi ilə eyni tərəfə – gücləndiriciyə mümkün qədər yaxın yerləşdirilməlidir. Kondansatörün topraklama terminalı, ən qısa pin və ya çaplı tel ilə birbaşa topraklama təyyarəsinə bağlanmalıdır. Yuxarıda göstərilən topraklama bağlantısı, güc və topraklama ucu arasındakı müdaxiləni minimuma endirmək üçün gücləndiricinin yük ucuna mümkün qədər yaxın olmalıdır. Şəkil 2 bu əlaqə üsulunu göstərir.

Böyük ölçülü kondansatörler üçün bu proses təkrarlanmalıdır. Minimum 0.01 μF kapasitansla başlamaq və ona yaxın ekvivalent seriyalı müqavimət (ESR) 2.2 μF (və ya daha çox) olan bir elektrolitik kondansatör qoymaq daha yaxşıdır. 0.01 korpus ölçülü 0508 μF kondansatör çox aşağı seriyalı endüktansa və əla yüksək tezlikli performansa malikdir.

Gücdən gücə: Başqa bir konfiqurasiya, əməliyyat gücləndiricisinin müsbət və mənfi güc ucları arasında bağlanmış bir və ya daha çox bypass kondansatöründən istifadə edir. Bu üsul, bir dövrədə dörd kondansatörü konfiqurasiya etmək çətin olduqda istifadə olunur. Dezavantaj, kondansatörün gövdəsinin ölçüsünün arta bilməsidir, çünki kondansatör üzərindəki gərginlik tək güc bypass metodundan iki dəfə çoxdur. Gərginliyi artırmaq üçün cihazın nominal qəza gərginliyini artırmaq lazımdır ki, bu da korpusun ölçüsünü artırmaq deməkdir. Ancaq bu yanaşma PSR və təhrif performansını artıra bilər.

Hər bir dövrə və naqillər fərqli olduğundan kondansatörlərin konfiqurasiyası, sayı və tutum dəyəri faktiki dövrənin tələblərindən asılı olacaq.

Parazitar təsirlər

Parazitar təsirlər, PCB -yə girən və dövranı pozan, baş ağrısı və izah edilməyən dağıntılara səbəb olan qüsurlardır. Yüksək sürətli sxemlərə sızan gizli parazitar kondansatörlər və induktorlardır. Paket pimi və çox uzun çaplı telin yaratdığı parazitar endüktans daxildir; Yastıqdan yerə, yastıqdan güc təyyarəsinə və çap xəttindən yastıq arasında yaranan parazitar tutum; Deliklər arasındakı qarşılıqlı təsirlər və bir çox digər mümkün təsirlər.