Kiel desegni PCB el praktika vidpunkto?

PCB ( presita cirkvito ) drataro ludas ŝlosilan rolon en rapidaj cirkvitoj. Ĉi tiu artikolo ĉefe diskutas la kabligan problemon de rapidaj cirkvitoj laŭ praktika vidpunkto. La ĉefa celo estas helpi novajn uzantojn konsciiĝi pri la multaj diversaj aferoj, kiujn oni devas konsideri dum projektado de PCB-drataro por altrapidaj cirkvitoj. Alia celo estas provizi refreŝigan materialon por klientoj, kiuj dum kelka tempo ne estis elmetitaj al PCB-drataro. Pro limigita spaco, ne eblas detale pritrakti ĉiujn aferojn en ĉi tiu artikolo, sed ni diskutos la ŝlosilajn partojn, kiuj havas la plej grandan efikon al plibonigo de cirkvita agado, reduktado de projektotempo kaj ŝparado de modifa tempo.

ipcb

Kiel desegni PCB el praktika vidpunkto

Kvankam la fokuso ĉi tie temas pri cirkvitoj rilataj al altrapidaj funkciaj amplifiloj, la problemoj kaj metodoj diskutitaj ĉi tie ĝenerale aplikeblas al drataro por plej multaj aliaj rapidrapidaj analogaj cirkvitoj. Kiam funkciaj amplifiloj funkcias en tre altaj radiofrekvencaj (RF) bandoj, la agado de la cirkvito plejparte dependas de PCB-drataro. Kio aspektas kiel bona altkvalita cirkvita projektado sur la “desegnotabulo” povas fini kun meznivela agado se ĝi suferas de malrapida drataro. Antaŭkonsidero kaj atento al gravaj detaloj dum la dratprocezo helpos certigi la deziratan cirkviton.

Skema diagramo

Kvankam bonaj skemoj ne garantias bonan kabligon, bona kabligado komenciĝas per bonaj skemoj. La skema diagramo devas esti zorge desegnita kaj la signala direkto de la tuta cirkvito devas esti konsiderata. Se vi havas normalan, konstantan signalfluon de maldekstre dekstren en la skemo, vi devas havi same bonan signalfluon sur la PCB. Donu kiel eble plej utilajn informojn pri la skemo. Ĉar kelkfoje la inĝeniero pri projektado de cirkvito ne disponeblas, la kliento petos nin helpi solvi la problemon de la cirkvito. La projektantoj, teknikistoj kaj inĝenieroj, kiuj faras ĉi tiun laboron, estos tre dankemaj, inkluzive nin.

Krom la kutimaj referencaj identigiloj, elektrokonsumo kaj eraraj toleremoj, kiajn aliajn informojn oni donu en skemo? Jen kelkaj sugestoj por igi ordinaran skemon en unuaklasan skemon. Aldonu ondformon, mekanikajn informojn pri la ŝelo, presitan linian longon, malplenan areon; Indiku, kiuj eroj devas esti metitaj sur la PCB; Donu informojn pri ĝustigo, komponentvalora gamo, informoj pri varma disipado, kontrolaj impedancoj presitaj linioj, notoj, konciza cirkvita aga priskribo … (inter aliaj).

Ne fidu iun ajn

Se vi ne projektas vian propran kablon, nepre lasu multe da tempo por duoble kontroli la projekton de la kablaro. Iom da preventado valoras centoble kuracilon ĉi tie. Ne atendu, ke la kabliganto komprenos, kion vi pensas. Via enigo kaj gvidado plej gravas komence de la procezo de kabligado. Ju pli da informoj vi povas provizi kaj ju pli vi okupiĝas pri la dratprocezo, des pli bona estos la PCB. Starigu provan kompletigan punkton por la inĝeniero pri kabliga projekto – rapida kontrolo de la kabliga progresa raporto, kiun vi volas. Ĉi tiu aliro al “fermita buklo” malebligas ke drataro eraras kaj tiel minimumigas la eblon reverki.

Instrukcioj al kablaj inĝenieroj inkluzivas: mallongan priskribon de cirkvitfunkcioj, PCB-skizoj indikantaj enirajn kaj elirajn poziciojn, PCB-kaskadajn informojn (ekz., Kiom dika la tabulo estas, kiom da tavoloj estas, detaloj de ĉiu signala tavolo kaj surtera planado – elektrokonsumo , teraj, analogaj, ciferecaj kaj RF-signaloj); La tavoloj bezonas tiujn signalojn; Postuli la lokon de gravaj eroj; La ĝusta loko de la pretervoja elemento; Kiuj presitaj linioj gravas; Kiuj linioj bezonas regi impedancajn presitajn liniojn; Kiuj linioj bezonas egali la longon; Dimensioj de komponantoj; Kiuj presitaj linioj devas esti malproksimaj (aŭ proksimaj) unu de la alia; Kiuj linioj devas esti malproksimaj (aŭ proksimaj) unu de la alia; Kiuj eroj devas situi for (aŭ proksime) unu de la alia; Kiuj komponantoj estu metitaj supre kaj kiuj sur la fundo de la PCB? Neniam plendu pri devi doni al iu tro multajn informojn – ĉu tro malmulte? Estas; Tro multe? Tute ne.

Unu lerna leciono: Antaŭ ĉirkaŭ 10 jaroj, mi projektis plurtavolan surfacan montan cirkvitan tabulon – la tabulo havis erojn ambaŭflanke. La platoj estas riglitaj al oro-tegita aluminia ŝelo (pro la striktaj ŝokrezistaj specifoj). Stiftoj, kiuj provizas antaŭjuĝajn trairejojn, trapasas la tabulon. La pinglo estas konektita al la PCB per velda drato. Ĝi estas tre komplika aparato. Iuj el la komponantoj sur la tabulo estas uzataj por testado (SAT). But I’ve defined exactly where these components are. Ĉu vi povas diveni, kie ĉi tiuj eroj estas instalitaj? Sub la tabulo, cetere. Produktaj inĝenieroj kaj teknikistoj ne ĝojas, kiam ili devas disigi la tutan aferon kaj kunmeti ĝin post kiam ili finkonstruis ĝin. Mi ne faris tiun eraron ekde tiam.

loko

Kiel en PCB, loko estas ĉio. Kie cirkvito estas metita sur la PCB, kie ĝiaj specifaj cirkvitaj komponantoj estas instalitaj, kaj kiaj aliaj cirkvitoj najbaras al ĝi, ĉio gravegas.

Kutime la eniraj, eliraj kaj elektroprovizaj pozicioj estas antaŭdestinitaj, sed la cirkvito inter ili devas esti “kreiva”. Jen kial atenti pri la detaloj de kabligado povas pagi grandegajn dividendojn. Komencu per la loko de ŝlosilaj eroj, konsideru la cirkviton kaj la tutan PCB. Specifi la lokon de ŝlosilaj komponantoj kaj la vojon de signaloj dekomence helpas certigi, ke la projektado funkcias kiel celite. Ĝustigi la projektadon la unuan fojon reduktas koston kaj streĉon – kaj tiel disvolvi ciklojn.

Preterpasu la elektroprovizon

Transiri la potencan flankon de la amplifilo por redukti bruon estas grava aspekto de la PCB-projektado – kaj por rapidaj funkciaj amplifiloj kaj aliaj rapidaj cirkvitoj. Ekzistas du oftaj agordoj de pretervojaj altrapidaj funkciaj amplifiloj.

Potenca terkonekto: Ĉi tiu metodo plej ofte efikas, uzante multoblajn ŝuntajn kondensilojn por rekte terenigi la potencajn stiftojn de la operacia ampero. Two shunt capacitors are generally sufficient – but adding shunt capacitors may be beneficial for some circuits.

Paralelaj kondensiloj kun malsamaj kapacitancaj valoroj helpas certigi, ke la elektroprovizaj pingloj vidas nur malaltan alternativon impedancan super larĝa bando. Ĉi tio estas speciale grava ĉe la ofteca amplifila potenca malakcepta proporcio (PSR) mildiga ofteco. La kondensilo helpas kompensi la reduktitan PSR de la amplifilo. Grounding paths that maintain low impedance over many tenx ranges will help ensure that harmful noise does not enter the operational amplifier. Figuro 1 ilustras la avantaĝojn de uzado de multaj samtempaj elektraj ujoj. Je malaltaj oftecoj, grandaj kondensiloj provizas teran aliron de malalta impedanco. Sed post kiam la frekvencoj atingas sian resonan oftecon, kondensiloj fariĝas malpli kapablaj kaj prenas pli da sensualeco. Tial gravas havi multoblajn kondensilojn: ĉar la ofteca respondo de unu kondensilo komencas malpliiĝi, la ofteca respondo de la alia kondensilo ekludas, tiel konservante tre malaltan alternativan impedancon super multaj dekoktavoj.

Komencu rekte de la potenca pinglo de la operacia amplifilo; Kondensiloj kun minimuma kapacitanco kaj minimuma fizika grandeco devas esti metitaj sur la saman flankon de la PCB kiel la funkcia amplifilo – kiel eble plej proksime al la amplifilo. La tera finaĵo de la kondensilo devas esti rekte konektita al la tera ebeno per la plej mallonga stifto aŭ presita drato. La surtera konekto menciita supre estu kiel eble plej proksima al la ŝarĝa fino de la amplifilo por minimumigi enmiksiĝon inter la potenco kaj terkonekto. Figuro 2 ilustras ĉi tiun ligmetodon.

Ĉi tiu procezo ripetiĝu por sublargaj kondensiloj. Plej bone komencu kun minimuma kapacitanco de 0.01 μF kaj metu elektrolizan kondensilon kun malalta ekvivalenta seria rezisto (ESR) de 2.2 μF (aŭ pli) proksime al ĝi. La 0.01 μF-kondensilo kun 0508-doma grandeco havas tre malaltan serian induktancon kaj bonegan altfrekvencan rendimenton.

Potenco-al-potenco: Alia agordo uzas unu aŭ plurajn kromangiajn kondensilojn konektitajn inter la pozitiva kaj negativa potenco finiĝas de la funkcia amplifilo. Ĉi tiu metodo estas ofte uzata kiam malfacilas agordi kvar kondensilojn en cirkvito. La malavantaĝo estas, ke la grandeco de la kondensila loĝejo povas pliiĝi, ĉar la tensio trans la kondensilo estas duoble pli valora ol la unu-potenca pretervoja metodo. Pliigi la tension necesas pliigi la indican kolapson de la aparato, kio signifas pliigi la loĝejan grandecon. Tamen ĉi tiu aliro povas plibonigi PSR kaj distordan rendimenton.

Ĉar ĉiu cirkvito kaj drataro estas malsamaj, la agordo, nombro kaj kapacitanca valoro de kondensiloj dependos de la postuloj de la reala cirkvito.

Parazitaj efikoj

Parazitaj efikoj estas laŭvorte problemetoj, kiuj enŝteliĝas en vian PCB kaj kaŭzas detruojn, kapdolorojn kaj neklarigeblajn detruojn en la cirkvito. Ili estas la kaŝitaj parazitaj kondensiloj kaj induktiloj, kiuj enfluas en rapidajn cirkvitojn. Kiu inkluzivas la parazitan induktancon formitan de la paka pinglo kaj presita drato tro longa; Parazita kapacitanco formita inter kuseneto al tero, kuseneto al potenca aviadilo kaj kuseneto al preslinio; Interagoj inter truoj, kaj multaj aliaj eblaj efikoj.