Bwrdd cylched printiedig problemau ac atebion anodd

C: Fel y soniwyd yn gynharach am wrthyddion syml, rhaid bod rhai gwrthyddion y mae eu perfformiad yn union yr hyn yr ydym yn ei ddisgwyl. Beth sy’n digwydd i wrthwynebiad rhan o wifren?
A: Mae’r sefyllfa’n wahanol. Mae’n debyg eich bod chi’n cyfeirio at wifren neu fand dargludol mewn bwrdd cylched printiedig sy’n gweithredu fel gwifren. Gan nad oes uwch-ddargludyddion tymheredd ystafell ar gael eto, mae unrhyw hyd o wifren fetel yn gweithredu fel gwrthydd gwrthiant isel (sydd hefyd yn gweithredu fel cynhwysydd ac anwythydd), a rhaid ystyried ei effaith ar y gylched.
2. C: Rhaid i wrthwynebiad gwifren gopr fer iawn mewn cylched signal bach beidio â bod yn bwysig?
A: gadewch i ni ystyried ADC 16-did gyda rhwystriant mewnbwn o 5k ω. Tybiwch fod y llinell signal i’r mewnbwn ADC yn cynnwys bwrdd cylched printiedig nodweddiadol (0.038mm o drwch, 0.25mm o led) gyda band dargludol o 10cm o hyd. Mae ganddo wrthwynebiad o tua 0.18 ω ar dymheredd yr ystafell, sydd ychydig yn llai na 5K ω × 2 × 2-16 ac mae’n cynhyrchu gwall ennill o 2LSB ar radd lawn.
Gellir dadlau y gellir lliniaru’r broblem hon os yw band dargludol y bwrdd cylched PRINTED yn cael ei wneud yn ehangach, fel y mae eisoes. Mewn cylchedau analog, yn gyffredinol mae’n well defnyddio band ehangach, ond mae’n well gan lawer o ddylunwyr PCB (a dylunwyr PCB) ddefnyddio lleiafswm lled band i hwyluso lleoliad llinell signal. I gloi, mae’n bwysig cyfrifo gwrthiant y band dargludol a dadansoddi ei rôl ym mhob problem bosibl.
3. C: A oes problem gyda chynhwysedd y band dargludol gyda lled rhy fawr a’r haen fetel ar gefn y bwrdd cylched PRINTED?
A: Mae’n gwestiwn bach. Er bod cynhwysedd o fand dargludol y bwrdd cylched PRINTED yn bwysig (hyd yn oed ar gyfer cylchedau amledd isel, a all gynhyrchu osciliadau parasitig amledd uchel), dylid ei amcangyfrif yn gyntaf bob amser. Os nad yw hyn yn wir, nid yw hyd yn oed band dargludol eang sy’n ffurfio cynhwysedd mawr yn broblem. Os bydd problemau’n codi, gellir tynnu darn bach o’r awyren ddaear i leihau’r cynhwysedd i’r ddaear.
C: Gadewch y cwestiwn hwn am eiliad! Beth yw’r awyren sylfaen?
A: Os defnyddir ffoil copr ar ochr gyfan bwrdd cylched ARGRAFFU (neu ryngosodwr cyfan bwrdd cylched printiedig amlhaenog) ar gyfer sylfaen, yna dyma beth rydyn ni’n ei alw’n awyren sylfaen. Rhaid trefnu unrhyw wifren ddaear gyda’r gwrthiant a’r inductance lleiaf posibl. Os yw system yn defnyddio awyren ddaearol, mae’n llai tebygol o gael ei heffeithio gan sŵn daearol. Yn ogystal, mae gan yr awyren sylfaen swyddogaeth cysgodi ac oeri
C: Mae’r awyren sylfaen a grybwyllir yma yn anodd i weithgynhyrchwyr, dde?
A: Roedd rhai problemau 20 mlynedd yn ôl. Heddiw, oherwydd gwella rhwymwr, ymwrthedd sodr a thechnoleg sodro tonnau mewn byrddau cylched printiedig, mae cynhyrchu awyren ddaear wedi dod yn weithrediad arferol byrddau cylched printiedig.
C: Dywedasoch fod y posibilrwydd o ddatgelu system i sŵn daear trwy ddefnyddio awyren ddaear yn fach iawn. Pa olion o’r broblem sŵn daear na ellir eu datrys?
A: Mae gan gylched sylfaenol system sŵn dan ddaear awyren ddaear, ond nid yw ei gwrthiant a’i inductance yn sero – os yw’r ffynhonnell gyfredol allanol yn ddigon cryf, bydd yn effeithio ar union signalau. Gellir lleihau’r broblem hon trwy drefnu’r byrddau cylched printiedig yn iawn fel nad yw cerrynt uchel yn llifo i ardaloedd sy’n effeithio ar foltedd sylfaenol signalau manwl. Weithiau gall toriad neu hollt yn yr awyren ddaear ddargyfeirio cerrynt daear mawr o’r ardal sensitif, ond gall newid yr awyren ddaear yn rymus hefyd ddargyfeirio’r signal i’r ardal sensitif, felly mae’n rhaid defnyddio techneg o’r fath yn ofalus.
C: Sut ydw i’n gwybod y cwymp foltedd a gynhyrchir ar awyren dan ddaear?
A: fel arfer gellir mesur y cwymp foltedd, ond weithiau gellir gwneud cyfrifiadau yn seiliedig ar wrthwynebiad y deunydd yn yr awyren sylfaen (mae gan owns enwol 1 copr wrthwynebiad 045m ω / □) a hyd y band dargludol y mae’r cerrynt yn mynd drwyddo, er y gall cyfrifiadau fod yn gymhleth. Gellir mesur folteddau yn yr ystod dc i amledd isel (50kHz) gyda chwyddseinyddion offeryniaeth fel AMP02 neu AD620.
Gosodwyd enillion y mwyhadur ar 1000 a’i gysylltu ag osgilosgop gyda sensitifrwydd o 5mV / div. Gellir cyflenwi’r mwyhadur o’r un ffynhonnell bŵer â’r gylched dan brawf, neu o’i ffynhonnell bŵer ei hun. Fodd bynnag, os yw’r ddaear mwyhadur wedi’i gwahanu oddi wrth ei sylfaen bŵer, rhaid cysylltu’r osgilosgop â sylfaen pŵer y gylched bŵer a ddefnyddir.
Gellir mesur y gwrthiant rhwng unrhyw ddau bwynt ar yr awyren ddaear trwy ychwanegu stiliwr at y ddau bwynt. Mae’r cyfuniad o ennill mwyhadur a sensitifrwydd osgilosgop yn galluogi’r sensitifrwydd mesur i gyrraedd 5μV / div. Bydd sŵn o’r mwyhadur yn cynyddu lled cromlin tonffurf osgilosgop tua 3μV, ond mae’n dal yn bosibl cyflawni datrysiad o tua 1μV – digon i wahaniaethu’r mwyafrif o sŵn daear gyda hyder hyd at 80%.
C: Beth ddylid ei nodi am y dull prawf uchod?
A: Bydd unrhyw faes magnetig eiledol yn cymell foltedd ar blwm y stiliwr, y gellir ei brofi trwy gylchdroi’r stilwyr i’w gilydd yn fyr (a darparu llwybr gwyro i wrthwynebiad y ddaear) ac arsylwi tonffurf osgilosgop. Mae’r donffurf AC a welwyd oherwydd ymsefydlu a gellir ei lleihau trwy newid lleoliad y plwm neu drwy geisio dileu’r maes magnetig. Yn ogystal, mae angen sicrhau bod sylfaen y mwyhadur wedi’i gysylltu â sylfaen y system. Os oes gan y mwyhadur y cysylltiad hwn nid oes llwybr dychwelyd gwyro ac ni fydd y mwyhadur yn gweithio. Dylai’r sylfaen hefyd sicrhau nad yw’r dull sylfaen a ddefnyddir yn ymyrryd â dosbarthiad cyfredol y gylched dan brawf.
C: Sut i fesur y sŵn daearu amledd uchel?
A: Mae’n anodd mesur sŵn daear hf gyda mwyhadur offeryn band eang addas, felly mae stilwyr goddefol hf a VHF yn briodol. Mae’n cynnwys cylch magnetig ferrite (diamedr allanol o 6 ~ 8mm) gyda dwy coil o 6 ~ 10 tro yr un. I ffurfio newidydd ynysu amledd uchel, mae un coil wedi’i gysylltu â mewnbwn y dadansoddwr sbectrwm a’r llall i’r stiliwr.
Mae’r dull prawf yn debyg i’r achos amledd isel, ond mae’r dadansoddwr sbectrwm yn defnyddio cromliniau nodweddiadol amledd osgled i gynrychioli sŵn. Yn wahanol i briodweddau parth amser, gellir gwahaniaethu ffynonellau sŵn yn hawdd ar sail eu nodweddion amledd. Yn ogystal, mae sensitifrwydd y dadansoddwr sbectrwm o leiaf 60dB yn uwch na osgilosgop band eang.
C: Beth am anwythiad gwifren?
A: Ni ellir anwybyddu anwythiad dargludyddion a bandiau dargludol PCB ar amleddau uwch. Er mwyn cyfrifo anwythiad gwifren syth a band dargludol, cyflwynir dau amcangyfrif yma.
Er enghraifft, bydd band dargludol 1cm o hyd a 0.25mm o led yn ffurfio anwythiad o 10nH.
Anwythiad arweinydd = 0.0002LLN2LR-0.75 μH
Er enghraifft, inductance gwifren diamedr allanol 1mm o hyd 0.5mm yw 7.26nh (2R = 0.5mm, L = 1cm)
Anwythiad band dargludol = 0.0002LLN2LW + H + 0.2235W + HL + 0.5μH
Er enghraifft, inductance y band dargludol bwrdd cylched printiedig 1cm 0.25mm yw 9.59nh (H = 0.038mm, W = 0.25mm, L = 1cm).
Fodd bynnag, mae’r adweithedd anwythol fel arfer yn llawer llai na fflwcs parasitig a foltedd ysgogedig y gylched anwythol wedi’i dorri. Rhaid lleihau’r ardal dolen oherwydd bod y foltedd ysgogedig yn gymesur â’r ardal dolen. Mae hyn yn hawdd i’w wneud pan fo gwifrau’n bâr troellog.
Mewn byrddau cylched printiedig, dylai’r llwybrau plwm a dychwelyd fod yn agos at ei gilydd. Mae newidiadau gwifrau bach yn aml yn lleihau’r effaith, gweler ffynhonnell A ynghyd â dolen ynni isel B.
Bydd lleihau’r ardal dolen neu gynyddu’r pellter rhwng y dolenni cyplu yn lleihau’r effaith. Mae’r ardal dolen fel arfer yn cael ei lleihau i’r lleiafswm ac mae’r pellter rhwng y dolenni cyplu yn cael ei gynyddu i’r eithaf. Weithiau mae angen cysgodi magnetig, ond mae’n ddrud ac yn dueddol o fethiant mecanyddol, felly ceisiwch ei osgoi.
11. C: Mewn Holi ac Ateb ar gyfer Peirianwyr Cymwysiadau, sonnir yn aml am ymddygiad nad yw’n ddelfrydol cylchedau integredig. Dylai fod yn haws defnyddio cydrannau syml fel gwrthyddion. Esboniwch agosrwydd cydrannau delfrydol.
A: Rydw i eisiau i wrthydd fod yn ddyfais ddelfrydol, ond mae’r silindr byr ar dennyn gwrthydd yn gweithredu’n union fel gwrthydd pur. Mae’r gwrthydd go iawn hefyd yn cynnwys y gydran gwrthiant dychmygol – y gydran adweithedd. Mae gan y mwyafrif o wrthyddion gynhwysedd bach (1 i 3pF yn nodweddiadol) ochr yn ochr â’u gwrthiant. Er bod rhai gwrthyddion ffilm, mae torri rhigol helical yn eu ffilmiau gwrthiannol yn anwythol ar y cyfan, mae eu hadweithedd anwythol yn ddegau neu gannoedd o nahen (nH). Wrth gwrs, mae gwrthiannau clwyfau gwifren yn gyffredinol yn anwythol yn hytrach nag yn capacitive (ar amleddau isel o leiaf). Wedi’r cyfan, mae gwrthyddion clwyf gwifren wedi’u gwneud o goiliau, felly nid yw’n anghyffredin i wrthyddion clwyf gwifren gael inductances o sawl microhm (μH) neu ddegau o ficro, neu hyd yn oed wrthyddion clwyf gwifren “anwythol” fel y’u gelwir. (lle mae hanner y coiliau wedi’u clwyfo’n glocwedd a’r hanner arall yn wrthglocwedd). Fel bod yr inductance a gynhyrchir gan ddau hanner y coil yn canslo ei gilydd) hefyd yn cael 1μH neu fwy o inductance gweddilliol. Ar gyfer gwrthyddion clwyf gwifren gwerth uchel uwchlaw oddeutu 10k ω, mae’r gwrthyddion sy’n weddill yn gynhwysol yn hytrach nag yn anwythol, ac mae’r cynhwysedd hyd at 10pF, sy’n uwch na gwrthyddion ffilm denau safonol neu wrthyddion synthetig. Rhaid ystyried yr adweithedd hwn yn ofalus wrth ddylunio cylchedau amledd uchel sy’n cynnwys gwrthyddion.
C: Ond mae llawer o’r cylchedau rydych chi’n eu disgrifio yn cael eu defnyddio ar gyfer mesuriadau manwl gywir ar amleddau DC neu isel iawn. Mae anwythyddion strae a chynwysyddion crwydr yn amherthnasol yn y cymwysiadau hyn, dde?
A: ie. Oherwydd bod gan drawsyddyddion (arwahanol ac o fewn cylchedau integredig) led band eang iawn, gall osgiliadau ddigwydd weithiau yn y cannoedd neu filoedd o fandiau megahertz pan ddaw’r cylched i ben gyda llwyth anwythol. Mae’r camau gwrthbwyso a chywiro sy’n gysylltiedig ag osgiliadau yn cael effeithiau gwael ar gywirdeb a sefydlogrwydd amledd isel.
Yn waeth, efallai na fydd yr osgiliadau yn weladwy ar osgilosgop naill ai oherwydd bod lled band yr osgilosgop yn rhy isel o’i gymharu â lled band yr osgiliadau amledd uchel sy’n cael eu mesur, neu oherwydd bod gallu gwefr y stiliwr osgilosgop yn ddigonol i atal yr osgiliadau. Y dull gorau yw defnyddio dadansoddwr sbectrwm band eang (amledd isel i 15GHz uchod) i wirio’r system am osgiliadau parasitig. Dylai’r gwiriad hwn gael ei wneud pan fydd y mewnbwn yn amrywio dros yr ystod ddeinamig gyfan, oherwydd weithiau mae osgiliadau parasitig yn digwydd mewn ystod gul iawn o’r band mewnbwn.
C: A oes unrhyw gwestiynau am wrthyddion?
A: Nid yw gwrthiant gwrthydd yn sefydlog, ond mae’n amrywio yn ôl y tymheredd. Mae’r cyfernod tymheredd (TC) yn amrywio o ychydig PPM / ° C (miliynau fesul gradd Celsius) i filoedd o PPM / ° C. Y gwrthyddion mwyaf sefydlog yw gwrthyddion clwyf gwifren neu ffilm fetel, a’r gwaethaf yw gwrthyddion ffilm carbon synthetig.
Weithiau gall cyfernodau tymheredd mawr fod yn ddefnyddiol (gellir defnyddio gwrthydd + 3500ppm / ° C i wneud iawn am kT / Q yn hafaliad nodweddiadol y deuod cyffordd, fel y soniwyd yn flaenorol yn Q&AS ar gyfer Peirianwyr Cymwysiadau). Ond yn gyffredinol gall ymwrthedd â thymheredd fod yn ffynhonnell gwall mewn cylchedau manwl.
Os yw manwl gywirdeb y gylched yn dibynnu ar gyfatebiad dau wrthydd â chyfernodau tymheredd gwahanol, yna ni waeth pa mor dda y mae’n cyfateb ar un tymheredd, ni fydd yn cyfateb ar y llall. Hyd yn oed os yw cyfernodau tymheredd dau wrthydd yn cyfateb, nid oes unrhyw sicrwydd y byddant yn aros ar yr un tymheredd. Gall hunan-wres a gynhyrchir gan ddefnydd pŵer mewnol neu wres allanol a drosglwyddir o ffynhonnell wres yn y system achosi camgymhariadau tymheredd, gan arwain at wrthwynebiad. Gall hyd yn oed gwrthyddion clwyf gwifren neu ffilm fetel o ansawdd uchel gael camgymhariadau tymheredd o gannoedd (neu filoedd hyd yn oed) PPM / ℃. Yr ateb amlwg yw defnyddio dau wrthydd a adeiladwyd fel bod y ddau ohonyn nhw’n agos iawn at yr un matrics, fel bod cywirdeb y system yn cyfateb yn dda bob amser. Gall y swbstrad fod yn wafferi silicon sy’n efelychu cylchedau integredig manwl gywir, wafferi gwydr neu ffilmiau metel. Waeth beth fo’r swbstrad, mae’r ddau wrthydd yn cydweddu’n dda yn ystod y broses gynhyrchu, mae ganddynt gyfernodau tymheredd sy’n cyfateb yn dda, ac maent ar yr un tymheredd bron (oherwydd eu bod mor agos).