Aunque placa de circuito impreso El cableado (PCB) juega un papel clave en los circuitos de alta velocidad, a menudo es solo uno de los últimos pasos en el proceso de diseño del circuito. Hay muchos aspectos del cableado de PCB de alta velocidad. Hay mucha literatura sobre este tema como referencia. Este artículo analiza principalmente los problemas de cableado de los circuitos de alta velocidad desde un punto de vista práctico. El objetivo principal es ayudar a los nuevos usuarios a prestar atención a muchos problemas diferentes que deben tenerse en cuenta al diseñar el cableado de PCB de circuitos de alta velocidad. Otro propósito es proporcionar un material de revisión para los clientes que no han tocado el cableado de PCB durante un tiempo. Limitado por el diseño del artículo, este artículo no puede discutir todos los problemas en detalle, pero el artículo discutirá las partes clave que tienen el mayor efecto en mejorar el rendimiento del circuito, acortar el tiempo de diseño y ahorrar tiempo de modificación.

Aunque este artículo se centra en circuitos relacionados con amplificadores operacionales de alta velocidad, los problemas y métodos discutidos en este artículo son generalmente aplicables al cableado utilizado en la mayoría de los otros circuitos analógicos de alta velocidad. Cuando el amplificador operacional funciona en una banda de frecuencia de radiofrecuencia (RF) muy alta, el rendimiento del circuito depende en gran medida del diseño de la PCB. El diseño del circuito de alto rendimiento que se ve bien en el dibujo solo puede obtener un rendimiento normal si se ve afectado por un cableado descuidado y descuidado. Por lo tanto, la consideración previa y la atención a los detalles importantes durante todo el proceso de cableado ayudarán a garantizar el rendimiento esperado del circuito. Esquema Aunque un buen esquema no garantiza un buen cableado, un buen cableado comienza con un buen esquema. Al dibujar el diagrama esquemático, debemos pensar con cuidado y debemos considerar la dirección de la señal de todo el circuito. Si hay un flujo de señal normal y estable de izquierda a derecha en el esquema, entonces debería haber un flujo de señal igualmente bueno en la PCB. Proporcione tanta información útil como sea posible sobre el esquema. De esta manera, incluso si el ingeniero de diseño del circuito no puede resolver algunos problemas, los clientes también pueden buscar otros canales para ayudar a resolver los problemas del circuito. Además de los identificadores de referencia comunes, el consumo de energía y la tolerancia a errores, ¿qué otra información se debe proporcionar en el esquema? A continuación se ofrecen algunas sugerencias para convertir los esquemas ordinarios en los mejores esquemas. Agregue formas de onda, información mecánica sobre la carcasa, longitud de las líneas impresas y áreas en blanco; indicar qué componentes deben colocarse en la PCB; dar información de ajuste, rangos de valores de componentes, información de disipación de calor, líneas impresas de impedancia de control, comentarios y circuitos breves Descripción de la acción y otra información, etc. No crea que si no diseña el cableado usted mismo, debe dejar tiempo suficiente para verificar cuidadosamente el diseño de la persona encargada del cableado. Una pequeña prevención puede valer cien veces más que el remedio. No espere que la persona que realiza el cableado comprenda las ideas del diseñador. Las primeras opiniones y orientación en el proceso de diseño del cableado son las más importantes. Cuanta más información se pueda proporcionar y cuanto más involucrado esté en todo el proceso de cableado, mejor será la PCB resultante. Establezca un punto de finalización tentativo para el ingeniero de diseño de cableado y verifique rápidamente de acuerdo con el informe de progreso de cableado deseado. Este método de circuito cerrado puede evitar que el cableado se desvíe, minimizando así la posibilidad de rediseño. Las instrucciones que se deben dar al ingeniero de cableado incluyen: una breve descripción de la función del circuito, un diagrama esquemático de la PCB que indica las ubicaciones de entrada y salida, información de apilamiento de la PCB (por ejemplo, el grosor de la placa, cuántas capas hay información detallada sobre cada capa de señal y plano de tierra: consumo de energía, cable de tierra, señal analógica, señal digital y señal de RF, etc.); qué señales se requieren para cada capa; se requiere la colocación de componentes importantes; la ubicación exacta de los componentes de derivación; esas líneas impresas son importantes; qué líneas necesitan controlar las líneas impresas de impedancia; Qué líneas deben coincidir con la longitud; el tamaño de los componentes; qué líneas impresas deben estar alejadas entre sí (o cerca); qué líneas deben estar alejadas entre sí (o cerca); qué componentes deben estar alejados entre sí (o cerca); qué componentes deben colocarse en la placa de circuito impreso de arriba, cuáles se colocan debajo. Los ingenieros de diseño de cableado nunca pueden quejarse de demasiada información que se debe proporcionar. Nunca hay demasiada información. A continuación, compartiré una experiencia de aprendizaje: hace unos 10 años, llevé a cabo un proyecto de diseño de una placa de circuito de montaje en superficie multicapa con componentes en ambos lados de la placa de circuito. Use muchos tornillos para fijar la placa en una carcasa de aluminio chapada en oro (porque existen estándares muy estrictos para la resistencia a los golpes). Los pines que proporcionan alimentación de polarización pasan a través de la placa. Este pin está conectado a la PCB soldando cables. Este es un dispositivo muy complicado. Some components on the board are used for test setting (SAT). Pero el ingeniero ha definido claramente la ubicación de estos componentes. ¿Dónde están instalados estos componentes? Justo debajo del tablero. Cuando los ingenieros y técnicos de producto tienen que desmontar todo el dispositivo y volver a montarlos después de completar la configuración, este procedimiento se vuelve muy complicado. Therefore, such errors must be minimized as much as possible. Position is just like in the PCB, position is everything. Dónde colocar un circuito en la PCB, dónde instalar sus componentes de circuito específicos y qué otros circuitos adyacentes son, todos los cuales son muy importantes. Por lo general, las posiciones de entrada, salida y fuente de alimentación están predeterminadas, pero los circuitos entre ellos deben ser creativos. Es por eso que prestar atención a los detalles del cableado tendrá un impacto significativo en la fabricación posterior. Comience con la ubicación de los componentes clave y considere el circuito específico y toda la PCB. Especificar la ubicación de los componentes clave y la ruta de la señal desde el principio ayuda a garantizar que el diseño logre los objetivos de trabajo esperados. Obtener el diseño correcto una vez puede reducir los costos y la presión y, por lo tanto, acortar el ciclo de desarrollo. Fuente de alimentación de derivación Establecer una fuente de alimentación de derivación en el extremo de alimentación del amplificador para reducir el ruido es una dirección muy importante en el proceso de diseño de PCB, incluso para amplificadores operacionales de alta velocidad y otros circuitos de alta velocidad. Hay dos métodos de configuración comunes para eludir amplificadores operacionales de alta velocidad. * Este método de conexión a tierra del terminal de la fuente de alimentación es el más eficaz en la mayoría de los casos, ya que utiliza varios condensadores en paralelo para conectar a tierra directamente la clavija de la fuente de alimentación del amplificador operacional. En términos generales, dos capacitores en paralelo son suficientes, pero agregar capacitores en paralelo puede traer beneficios a algunos circuitos. La conexión en paralelo de condensadores con diferentes valores de capacitancia ayuda a garantizar que el pin de la fuente de alimentación tenga una impedancia de corriente alterna (CA) muy baja en una amplia banda de frecuencia. Esto es especialmente importante en la frecuencia de atenuación de la relación de rechazo de la fuente de alimentación del amplificador operacional (PSR). Este condensador ayuda a compensar el PSR reducido del amplificador. Mantener una ruta de tierra de baja impedancia en muchos rangos de diez octavas ayudará a garantizar que no pueda entrar ruido dañino en el amplificador operacional. (Imagen 1) muestra las ventajas de utilizar varios condensadores en paralelo. A bajas frecuencias, los condensadores grandes proporcionan una ruta de tierra de baja impedancia. Pero una vez que la frecuencia alcanza su propia frecuencia de resonancia, la compatibilidad del condensador se debilitará y gradualmente parecerá inductiva.