Kuigi trükkplaat (PCB) juhtmestik mängib kiiretes vooluahelates võtmerolli, sageli on see vaid üks viimastest etappidest vooluringide kavandamise protsessis. Kiire PCB juhtmestikul on palju aspekte. Selleteemalist kirjandust on viitamiseks palju. Selles artiklis käsitletakse peamiselt kiirahelate juhtmestiku probleeme praktilisest vaatenurgast. Peamine eesmärk on aidata uutel kasutajatel pöörata tähelepanu paljudele erinevatele probleemidele, mida tuleb kiire vooluahela PCB juhtmestiku kavandamisel arvestada. Teine eesmärk on pakkuda ülevaatematerjali klientidele, kes pole mõnda aega PCB juhtmeid puudutanud. Artikli paigutuse tõttu ei saa see artikkel kõiki probleeme üksikasjalikult käsitleda, kuid artiklis käsitletakse peamisi osi, millel on suurim mõju ahela jõudluse parandamisele, projekteerimisaja lühendamisele ja muutmisaja säästmisele.

Kuigi see artikkel keskendub kiirete operatiivvõimenditega seotud vooluringidele, on selles artiklis käsitletud probleemid ja meetodid üldiselt rakendatavad enamikes teistes kiiretes analoogahelates kasutatavate juhtmete puhul. Kui operatiivvõimendi töötab väga kõrgel raadiosagedusel (RF), sõltub ahela jõudlus suuresti PCB paigutusest. Suure jõudlusega vooluahela disain, mis joonisel hea välja näeb, saab tavalise jõudluse ainult siis, kui seda mõjutab hooletu ja hooletu juhtmestik. Seetõttu aitab eelnev läbimõtlemine ja olulistele detailidele tähelepanu pööramine kogu juhtmestiku protsessi vältel tagada vooluahela eeldatava jõudluse. Skeem Kuigi hea skeem ei taga head juhtmestikku, algab hea juhtmestik heast skeemist. Skemaatilise diagrammi joonistamisel peame hoolikalt mõtlema ja peame arvestama kogu vooluahela signaali suunda. Kui skeemil on normaalne ja stabiilne signaali voog vasakult paremale, siis peaks trükkplaadil olema sama hea signaali voog. Andke skeemil võimalikult palju kasulikku teavet. Sel viisil, isegi kui vooluringi projekteerija ei suuda mõnda probleemi lahendada, saavad kliendid otsida vooluringiprobleemide lahendamiseks teisi kanaleid. Millist muud teavet tuleks skeemil esitada lisaks ühistele viiteidentifikaatoritele, energiatarbimisele ja veataluvusele? Järgnevalt on toodud mõned soovitused, kuidas muuta tavalised skeemid parimateks skeemideks. Lisage lainekujusid, mehaanilist teavet korpuse, prinditud joonte pikkuse ja tühjade alade kohta; näidata, millised komponendid tuleb PCB-le asetada; anda reguleerimisteavet, komponentide väärtuste vahemikke, teavet soojuse hajumise kohta, juhttakistuse prinditud read, kommentaarid ja lühiahelad Toimingute kirjeldus ja muu teave jne. Ärge uskuge, et kui te juhtmeid ise ei projekteeri, peate jätma piisavalt aega juhtmestiku konstruktsiooni hoolikalt kontrollimiseks. Väike ennetus võib olla sada korda väärt abinõu. Ärge oodake, et juhtmestik mõistaks disaineri ideid. Kõige olulisemad on varajased arvamused ja juhised juhtmestiku projekteerimise protsessis. Mida rohkem teavet saab esitada ja mida rohkem kogu juhtmestiku protsessi kaasatakse, seda parem on saadud PCB. Määrake juhtmestiku projekteerimisinsenerile esialgne lõpetamise punkt ja kontrollige kiiresti vastavalt soovitud juhtmestiku edenemisaruandele. See suletud ahela meetod võib takistada juhtmestiku eksimist, vähendades seeläbi ümberkujundamise võimalust. Juhtmestiku insenerile tuleb anda järgmised juhised: vooluringi funktsiooni lühikirjeldus, trükkplaadi skemaatiline diagramm, mis näitab sisendi ja väljundi asukohti, trükkplaatide virnastamise teave (näiteks plaadi paksus, mitu kihti seal on üksikasjalik teave iga signaalikihi ja maapinna kohta: energiatarve, maandusjuhe, analoogsignaal, digitaalsignaal ja RF-signaal jne); milliseid signaale on vaja iga kihi jaoks; vajalik on oluliste komponentide paigutamine; möödaviigu komponentide täpne asukoht; need trükitud read on olulised; millised read vajavad impedantsi prinditud joonte juhtimiseks; Millised read peavad pikkusega sobima; komponentide suurus; millised prinditud read peavad olema üksteisest kaugel (või lähedal); millised jooned peavad olema üksteisest kaugel (või lähedal); millised komponendid peavad olema üksteisest kaugel (või lähedal); millised komponendid tuleb PCB-le paigutada ülal, millised allapoole. Juhtmete projekteerimisinsenerid ei saa kunagi kurta liiga suure teabe üle, mida tuleb anda. Infot pole kunagi liiga palju. Järgmisena jagan õpikogemust: umbes 10 aastat tagasi viisin läbi mitmekihilise pindmontaažiga trükkplaadi projekteerimisprojekti, mille komponendid on mõlemal pool trükkplaati. Kasutage palju kruvisid, et kinnitada plaat kullatud alumiiniumkorpusesse (kuna löögikindlusele kehtivad väga ranged standardid). Nööpnõelad, mis tagavad eelpinge läbimise, läbivad tahvli. See tihv on ühendatud PCB-ga jootmisjuhtmete abil. See on väga keeruline seade. Mõnda tahvli komponenti kasutatakse testi seadistamiseks (SAT). Kuid insener on selgelt määratlenud nende komponentide asukoha. Kuhu need komponendid on paigaldatud? Vahetult tahvli all. Kui tooteinsenerid ja -tehnikud peavad pärast seadistuste lõpetamist kogu seadme lahti võtma ja uuesti kokku panema, muutub see protseduur väga keeruliseks. Seetõttu tuleb selliseid vigu võimalikult palju minimeerida. Positsioon on nagu PCB-l, asend on kõik. Kuhu panna vooluring PCB-le, kuhu paigaldada selle konkreetsed vooluahela komponendid ja millised on teised külgnevad vooluringid, mis kõik on väga olulised. Tavaliselt on sisendi, väljundi ja toiteallika asukohad ette määratud, kuid nendevahelised ahelad peavad olema loomingulised. Seetõttu mõjutab juhtmestiku detailidele tähelepanu pööramine märkimisväärselt edasist tootmist. Alustage võtmekomponentide asukohast ja kaaluge konkreetset vooluringi ja kogu PCB-d. Võtmekomponentide asukoha ja signaali tee algusest peale täpsustamine aitab tagada, et disain saavutab oodatud tööeesmärgid. Õige disaini üks kord hankimine võib vähendada kulusid ja survet ning seega lühendada arendustsüklit. Möödaviigu toiteallikas Möödaviigu toiteallika seadistamine võimendi toiteotsas müra vähendamiseks on PCB projekteerimise protsessi väga oluline suund, sealhulgas kiirete operatiivvõimendite ja muude kiirete vooluahelate puhul. Kiiretest operatiivvõimenditest möödahiilimiseks on kaks levinumat konfiguratsioonimeetodit. * See toiteploki maandusmeetod on enamikul juhtudel kõige tõhusam, kasutades mitut paralleelset kondensaatorit, et maandada operatiivvõimendi toiteallika kontakti. Üldiselt piisab kahest paralleelsest kondensaatorist, kuid paralleelsete kondensaatorite lisamine võib mõnele vooluringile kasu tuua. Erinevate mahtuvusväärtustega kondensaatorite paralleelühendus aitab tagada, et toiteallika kontaktil on väga madal vahelduvvoolu (AC) takistus laias sagedusalas. See on eriti oluline operatiivvõimendi toiteallika tagasilükkamise suhte (PSR) sumbumissageduse puhul. See kondensaator aitab kompenseerida võimendi vähenenud PSR-i. Madala takistusega maandustee säilitamine paljudes kümne oktaavi vahemikes aitab tagada, et kahjulik müra ei pääse operatiivvõimendisse. (Pilt 1) näitab mitme kondensaatori paralleelse kasutamise eeliseid. Madalatel sagedustel pakuvad suured kondensaatorid madala takistusega maandustee. Kuid kui sagedus jõuab oma resonantssageduseni, nõrgeneb kondensaatori ühilduvus ja see muutub järk-järgult induktiivseks.