PCB ( tavulatu di circuitu stampatu ) u cablu ghjoca un rolu chjave in i circuiti à grande velocità. Questu articulu discute principalmente u prublema di cablaggio di circuiti à grande velocità da un puntu di vista praticu. U scopu principale hè di aiutà i novi utilizatori à piglià cuscenza di e numerose questioni chì devenu esse cunsiderate quandu si cuncepisce u cablatu PCB per circuiti à grande velocità. Un altru scopu hè di furnisce un materiale di rinfrescamentu per i clienti chì ùn sò micca stati esposti à u cablaggio PCB da qualchì tempu. A causa di u spaziu limitatu, ùn hè micca pussibule di copre tutti i prublemi in dettu in questu articulu, ma discuteremu e parti chjave chì anu u più grande impattu annantu à u miglioramentu di e prestazioni di u circuitu, a riduzione di u tempu di cuncepimentu è u risparmiu di u tempu di mudificazione.

Cumu cuncepisce PCB da un puntu di vista praticu

Ancu se u focus quì hè nantu à i circuiti relativi à amplificatori operativi à grande velocità, i prublemi è i metudi discututi quì sò generalmente applicabili à u cablaggio per a maggior parte di l’altri circuiti analogichi à grande velocità. Quandu l’amplificatori operativi operanu in bande di frequenza radio (RF) assai alte, e prestazioni di u circuitu dipendenu largamente da u cablu PCB. Ciò chì pare un bon cuncezzione di circuitu à prestazioni elevate nantu à u “pianu di disegnu” pò finisce cun prestazioni mediocre se soffre di cablaggio sloppy. Pre-cunsiderazione è attenzione à i dettagli impurtanti in tuttu u prucessu di cablaggio aiutanu à assicurà e prestazioni di u circuitu desideratu.

Diagramma schematica

Benchì i boni schemi ùn garantiscanu micca un bon cablaggio, un bonu cablaggio inizia cù boni schemi. U schema schematicu deve esse attentamente disegnatu è a direzzione di u signale di tuttu u circuitu deve esse cunsiderata. Sì avete un flussu di signale nurmale è stabile da manca à diritta in u schema, duverete avè un bonu flussu di signale annantu à u PCB. Dà a più infurmazione utile pussibule nantu à u schema. Perchè qualchì volta l’ingegnere di cuncezzione di circuiti ùn hè micca dispunibile, u cliente ci dumanderà di aiutà à risolve u prublema di u circuitu. I cuncettori, tecnichi è ingegneri chì facenu stu travagliu seranu assai grati, ancu noi.

Al di là di i soliti identificatori di riferimentu, cunsumazione di energia, è tolleranze d’errore, chì altre informazioni devenu esse date in un schema? Eccu alcuni suggerimenti per trasfurmà un schema ordinariu in un schema di prima classe. Aghjunghjite forma d’onda, infurmazione meccanica nantu à u cunchju, lunghezza di linea stampata, area in biancu; Indicate chì cumpunenti devenu esse piazzati nantu à u PCB; Dà infurmazione di regolazione, intervallu di valore di cumpunente, informazioni di dissipazione di calore, impedenza di cuntrollu linee stampate, note, descrizione concisa di l’azione di u circuitu … (entre àutri).

Ùn fidate micca di nimu

Se ùn cuncepite micca i vostri propri cablaggi, assicuratevi di lascià assai tempu per verificà dinò u cuncepimentu di u cabler. Un pocu di prevenzione vale centu volte un rimediu quì. Ùn aspettate micca chì a persona cablata capisca ciò chì pensate. U vostru input è guida hè u più impurtante à l’iniziu di u prucessu di cuncepimentu di cablaggio. U più infurmazione pudete furnisce è u più implicatu sì in u prucessu di cablaggio, u megliu serà u PCB sarà per via di u risultatu. Impostate un puntu di cumplimentazione tentativu per l’ingegneru di cuncepimentu di cavi – una verifica rapida di u rapportu di prugressu di cablaggio chì vulete. Stu approcciu à “ciclu chjosu” impedisce u filatu di smarrisce è cusì minimizeghja a pussibilità di ripruduzzione.

L’istruzzioni à l’ingegneri di fili includenu: una breve descrizzione di e funzioni di u circuitu, schizzi di PCB chì indicanu pusizioni d’entrata è di surtita, informazioni in cascata di PCB (per esempiu, quantu hè spessa a tavula, quanti strati ci sò, dettagli di ogni stratu di signale è pianu di messa à terra – cunsumu d’energia , signali terrestri, analogichi, numerichi è RF); I strati necessitanu quelli signali; Richiede u piazzamentu di cumpunenti impurtanti; A situazione esatta di l’elementu bypass; Chì linee stampate sò impurtanti; Chì linee anu bisognu di cuntrullà e linee stampate da impedenza; Chì linee anu bisognu à currisponde à a lunghezza; Dimensioni di cumpunenti; Chì linee stampate devenu esse luntane (o vicine) l’una da l’altra; Chì linee devenu esse luntane (o vicine) l’una da l’altra; Chì cumpunenti devenu esse situati luntanu (o vicinu) l’uni di l’altri; Chì cumpunenti devenu esse piazzati in cima è chì in u fondu di u PCB? Ùn vi lagnate mai di avè da dà à qualcunu troppu informazioni – troppu pocu? Hè; Troppu? Manca appena.

Una lezzione d’amparera: Circa 10 anni fà, aghju cuncepitu un circuitu di montaggio in superficie à più strati – a tavula avia cumpunenti da i dui lati. I piatti sò imbullonati à una cunchiglia in alluminiu placcatu in oru (per via di e specifiche strette à prova di scossa). I pins chì furniscenu passu di passaghju attraversu u bordu. U pin hè cunnessu à u PCB da un filu di saldatura. Hè un dispositivu assai cumplicatu. Alcuni di i cumpunenti nantu à u bordu sò aduprati per a messa in prova (SAT). Ma aghju definitu esattamente induve sò questi cumpunenti. Pudete induvinà induve sò stallati questi cumpunenti? Sottu à u bordu, à propositu. L’ingegneri è i tecnichi di i prudutti ùn sò micca cuntenti quandu anu da separà tuttu u fattu è rimettelu dopu avè finitu di stallallu. Ùn aghju micca fattu quellu sbagliu dapoi.

insignamentu

Cum’è in PCB, a situazione hè tuttu. Induve un circuitu hè piazzatu nantu à u PCB, induve sò stallati i so cumpunenti di circuitu specificu, è chì altri circuiti sò adiacenti ad ellu sò tutti assai impurtanti.

Normalmente, e pusizioni di entrata, uscita è alimentazione sò predeterminate, ma u circuitu trà elli deve esse “creativu”. Hè per quessa chì l’attenzione à i dettagli di u cablaggio pò pagà enormi dividendi. Cumincià cù a situazione di cumpunenti chjave, cunzidira u circuitu è ​​tuttu u PCB. Specificà a situazione di i cumpunenti chjave è u percorsu di i signali da u principiu aiuta à assicurà chì u cuncepimentu funziona cum’è previstu. Uttene u cuncepimentu currettu a prima volta riduce i costi è u stress – è cusì i cicli di sviluppu.

Ignora l’alimentazione

Oltre u latu di putenza di l’amplificatore per riduce u rumu hè un aspettu impurtante di u prucessu di cuncepimentu di PCB – sia per amplificatori operativi à grande velocità sia per altri circuiti à alta velocità. Ci sò duie cunfigurazioni cumuni di bypass amplificatori operativi à grande velocità.

Messa à terra di a putenza: Stu metudu hè u più efficiente in a maiò parte di i casi, aduprendu più condensatori di shunt per mette direttamente a terra i pin di potenza di l’amperatore op. Dui condensatori di shunt sò generalmente abbastanza – ma l’aggiunta di condensatori di shunt pò esse benefica per alcuni circuiti.

Condensatori paralleli cù diversi valori di capacità aiutanu à assicurà chì i pins di l’alimentazione ùn vedenu chè impedenza AC bassa nant’à una banda larga. Questu hè specialmente impurtante à a frequenza di attenuazione di u rapportu di rigettu di potenza di l’amplificatore operativu (PSR). U capacitore aiuta à cumpensà a PSR ridutta di l’amplificatore. I percorsi di messa à terra chì mantenenu bassa impedanza in parechje gamme di tenx aiutanu à assicurà chì u rumu dannosu ùn entre micca in l’amplificatore operativu. A Figura 1 illustra i vantaghji di aduprà più contenitori elettrichi simultanei. À basse frequenze, i grandi condensatori furniscenu accessu à terra à bassa impedenza. Ma una volta chì e frequenze ghjunghjenu à a so frequenza risonante, i condensatori diventanu menu capacitivi è piglianu più sensualità. Hè per quessa chì hè impurtante avè parechji condensatori: cume a risposta di frequenza di un condensatore cumincia à calà, a risposta di frequenza di l’altru condensatore entra in ghjocu, mantenendu cusì una impedenza AC assai bassa in parechje dece ottave.

Principià direttamente da u pin di putenza di l’amplificatore operativu; Condensatori cù capacità minima è dimensione fisica minima devenu esse piazzati nantu à u listessu latu di u PCB cum’è l’amplificatore operativu – u più vicinu à l’amplificatore pussibule. U terminale di messa à terra di u condensatore deve esse direttamente cunnessu à u pianu di messa à terra cù u pin più cortu o un filu stampatu. A cunnessione di messa à terra menzionata sopra deve esse u più vicina à l’estremità di carica di l’amplificatore per minimizà l’interferenze tra a putenza è a fine di messa à terra. A Figura 2 illustra stu metudu di cunnessione.

Stu prucessu deve esse ripetutu per condensatori sublargi. Hè megliu cumincià cù una capacità minima di 0.01 μF è piazzà un condensatore elettroliticu cù una resistenza di serie bassa equivalente (ESR) di 2.2 μF (o più) vicinu à ellu. U condensatore 0.01 μF cù dimensione di l’alloghju 0508 hà una induttanza di serie assai bassa è prestazioni eccellenti à alta frequenza.

Potenza à putenza: Una altra cunfigurazione usa unu o più condensatori di bypass cunnessi trà l’estremità di putenza pusitiva è negativa di l’amplificatore operativu. Stu metudu hè spessu usatu quandu hè difficiule di cunfigurà quattru condensatori in un circuitu. U svantaghju hè chì a dimensione di l’alloghju di u condensatore pò aumentà perchè a tensione attraversu u condensatore hè duie volte u valore di u metudu di bypass à una sola putenza. Aumentà a tensione richiede di aumentà a tensione nominale di ripartizione di u dispositivu, chì significa aumentà a dimensione di l’alloghju. Tuttavia, questu approcciu pò migliorà e prestazioni di PSR è di distorsione.

Perchè ogni circuitu è ​​cablaggio sò diversi, a configurazione, u numeru è u valore di capacità di i condensatori dipenderanu da i requisiti di u circuitu attuale.

Effetti parasiti

L’effetti parassiti sò letteralmente glitches chì si insinuanu in u vostru PCB è causanu distruzzioni, mal di testa, è distruzzioni inspiegabili in u circuitu. Sò i condensatori parasiti nascosti è l’induttori chì si filtranu in circuiti à grande velocità. Chì include l’induttanza parassita furmata da u pin di u pacchettu è u filu stampatu troppu longu; Capacità parassita furmata trà pad à terra, pad à pianu di putere è pad à linea di stampa; Interazzione trà fori attraversu, è assai altri effetti pussibuli.