Inprimatutako zirkuitu taula arazo eta konponbide zailak

G: Erresistentzia sinpleei buruz lehen aipatu bezala, erresistentzia batzuk egon behar dira, haien errendimendua espero duguna hain zuzen ere. Zer gertatzen da hari atal baten erresistentziarekin?
E: Egoera desberdina da. Ustez, hari gisa jokatzen duen zirkuitu inprimatuko plaka bateko hari edo banda eroale bat aipatzen ari zara. Giro-tenperaturako supereroaleak oraindik erabilgarri ez daudenez, edozein metalezko harilen luzerak erresistentzia txikiko erresistentzia gisa jokatzen du (kondentsadore eta induktore gisa ere funtzionatzen du), eta kontuan hartu behar da zirkuituan duen eragina.
2. G: Seinale txikiko zirkuitu bateko kobrezko hari oso labur baten erresistentziak ez du garrantzitsua izan behar?
A: azter dezagun 16 bit-eko ADC bat 5k ω-ko sarrera inpedantzia duena. Demagun ADC sarrerako seinalearen lerroa zirkuitu inprimatuko ohiko plaka batez osatuta dagoela (0.038 mm lodi, 0.25 mm zabal) 10cm-ko luzera duen banda eroalearekin. Giro tenperaturan 0.18 about inguruko erresistentzia du, hau da, 5K ω × 2 × 2-16 baino pixka bat txikiagoa da eta 2LSB irabaziko errorea sortzen du gradu osoz.
Dudarik gabe, arazo hau arindu egin daiteke PRINTED zirkuitu-plakaren banda eroalea zabalagoa bada. Zirkuitu analogikoetan, oro har, hobe da banda zabalagoa erabiltzea, baina PCB diseinatzaile askok (eta PCB diseinatzaileek) nahiago dute banda zabalera minimo bat erabiltzea seinalearen linea kokatzea errazteko. Bukatzeko, garrantzitsua da banda eroalearen erresistentzia kalkulatzea eta arazo posible guztietan duen papera aztertzea.
3. G: Arazoren bat al dago zabalera handiegia duen banda eroalearen kapazitatearekin eta PRINTED zirkuitu-plakaren atzeko aldean dagoen metalezko geruzarekin?
E: Galdera txikia da. PRINTED zirkuitu-plakaren banda eroalearen kapazitantzia garrantzitsua bada ere (maiztasun baxuko zirkuituetarako ere, maiztasun handiko oszilazio parasitoak sor ditzakete), beti ere lehenengoa kalkulatu beharko litzateke. Hala ez bada, kapazitantzia handia eratzen duen banda eroale zabal bat ere ez da arazoa. Arazoak sortzen badira, lurreko planoaren eremu txiki bat kendu daiteke lurrera kapazitatea murrizteko.
G: Utzi galdera hau une batez! Zer da lurreko planoa?
E: INPRIMATUTAKO zirkuitu-plaka baten (edo geruza anitzeko inprimatutako zirkuitu-plaka baten geruza arteko) kobre-papera erabiltzen bada lurrerako, orduan hau da lurreko planoa deitzen dioguna. Lurreko edozein hari ahalik eta erresistentzia eta induktantzia txikienarekin antolatuko da. Sistema batek lurrerako plano bat erabiltzen badu, lurrerako zaratak gutxiago eragingo du. Gainera, lurreko planoak babes eta hozte funtzioa ere badu
G: Hemen aipatutako lurrerako planoa zaila da fabrikatzaileentzat, ezta?
E: Duela 20 urte arazo batzuk egon ziren. Gaur egun, zirkuitu inprimatuetako aglutinatzaile, soldadura erresistentzia eta olatuen soldadura teknologia hobetu dela eta, lurreko planoaren fabrikazioa zirkuitu inprimatuen ohiko funtzionamendua bihurtu da.
G: Esan duzu lurreko planoa erabiliz sistema bat lurreko zarataren eraginpean jartzeko aukera oso txikia dela. Zer geratzen da konpondu ezin den lurreko zarataren arazoaz?
E: Lurreko zarata sistema baten oinarrizko zirkuituak lurreko planoa du, baina bere erresistentzia eta induktantzia ez dira nuluak – kanpoko korronte iturria nahikoa indartsua bada, seinale zehatzei eragingo die. Arazo hau minimizatu daiteke zirkuitu inprimatuen plakak behar bezala antolatuta, korronte handia zehaztasun seinaleen lurrerako tentsioan eragina duten guneetara joan ez dadin. Batzuetan lurreko planoan etenaldi edo zirrikitu batek lurrerako korronte handia desbideratu dezake eremu sentikorretik, baina lurreko planoa indarrez aldatzeak seinalea eremu sentikorrera ere desbideratu dezake, beraz, teknika hori kontu handiz erabili behar da.
G: Nola jakin lurreko plano batean sortutako tentsio jaitsiera?
A: normalean tentsio-jaitsiera neur daiteke, baina batzuetan kalkuluak egin daitezke lurreko planoan materialak duen erresistentzian oinarrituta (kobre 1 ontza nominala 045m ω / □ -ko erresistentzia du) eta korrontea zeharkatzen duen banda eroalea, kalkuluak korapilatsuak izan daitezkeen arren. DC maiztasun baxuko (50kHz) bitarteko tentsioak instrumentazio anplifikadoreekin neur daitezke, hala nola AMP02 edo AD620.
Anplifikadorearen irabazia 1000-n ezarri zen eta 5mV / div-eko sentsibilitatea duen osziloskopio batera konektatu zen. Anplifikadorea probatutako zirkuituaren energia iturri beretik edo bere energia iturritik hornitu daiteke. Hala ere, anplifikadorearen lurra bere potentzia oinarritik bereizita badago, osziloskopioak erabilitako potentzia zirkuituaren potentzia oinarriari konektatu behar zaio.
Lurreko planoan edozein punturen arteko erresistentzia neur daiteke bi puntuei zunda bat gehituz. Anplifikadorearen irabaziaren eta osziloskopioaren sentsibilitatea konbinatuta, neurketaren sentikortasuna 5μV / div irits daiteke. Anplifikadorearen zaratak osziloskopioaren uhin formaren kurbaren zabalera 3μV inguru handituko du, baina hala ere posible da 1μV inguruko bereizmena lortzea – ​​nahikoa da lurreko zarata gehienak% 80 arteko konfiantzarekin bereizteko.
G: Zer aipatu behar da goiko proba metodoari buruz?
E: Alternatzen den edozein eremu magnetikok tentsio bat sortuko du zundaren berunean, probatu ahal izateko zundak elkarri zirkuitulaburrean eginez (eta lurreko erresistentziari desbideratze bidea emanez) eta osziloskopioaren uhin forma behatuz. Ikusitako korronte alternoko uhin-indukzioa indukzioari zor zaio eta minimizatu egin daiteke berunaren posizioa aldatuz edo eremu magnetikoa ezabatzen saiatuz. Horrez gain, beharrezkoa da anplifikadorearen lurreratzea sistemaren lurrera konektatuta dagoela ziurtatzea. Anplifikadoreak konexio hau baldin badu ez dago desbideratze bide itzulerarik eta anplifikadoreak ez du funtzionatuko. Lurrak jartzeak bermatu beharko luke erabilitako lurreko metodoak probatzen duen zirkuituaren korronte banaketa oztopatzen ez duela.
G: Nola neurtu maiztasun handiko lurreko zarata?
A: Zaila da hf lurreko zarata banda zabaleko instrumentazio anplifikadore egoki batekin neurtzea, beraz, hf eta VHF zundak pasiboak egokiak dira. Ferrita eraztun magnetikoz osatuta dago (6 ~ 8mm-ko kanpoko diametroa) 6 ~ 10 bira bakoitzeko bi bobina dituena. Maiztasun handiko isolamendu transformadorea osatzeko, bobina bat espektro-analizatzailearen sarrerarekin konektatzen da eta bestea zundarekin.
Proba-metodoa maiztasun baxuko kasuaren antzekoa da, baina espektro-analizatzaileak anplitude-maiztasuneko kurba ezaugarriak erabiltzen ditu zarata irudikatzeko. Denboraren domeinuaren propietateek ez bezala, zarata iturriak erraz bereiz daitezke haien maiztasun ezaugarrien arabera. Gainera, espektro-analizatzailearen sentsibilitatea banda zabaleko osziloskopioarena baino gutxienez 60dB handiagoa da.
G: Zer alanbre baten induktantziarekin?
A: Eroaleen eta PCB banden eroaleen induktantzia ezin da ahaztu maiztasun altuagoetan. Hari zuzen baten eta banda eroale baten induktantzia kalkulatzeko, bi hurbilketa aurkezten dira hemen.
Adibidez, 1 cm luze eta 0.25 mm zabal den banda eroaleak 10nH-ko induktantzia osatuko du.
Eroalearen induktantzia = 0.0002LLN2LR-0.75 μH
Adibidez, 1 cm-ko luzerako 0.5 cm-ko luzerako hari baten induktantzia 7.26 nh da (2R = 0.5 mm, L = 1 cm)
Banda induktantzia eroalea = 0.0002LLN2LW + H + 0.2235W + HL + 0.5μH
Adibidez, 1 cm zabaleko 0.25 mm-ko zirkuitu inprimatuko banda eroalearen induktantzia 9.59 nh-koa da (H = 0.038 mm, W = 0.25 mm, L = 1 cm).
Hala ere, erreaktantzia induktiboa ebakitako zirkuitu induktiboaren fluxu parasitoa eta induzitutako tentsioa baino askoz txikiagoa izan ohi da. Begizta-eremua minimizatu behar da, eragindako tentsioa begizta-arearekiko proportzionala delako. Erraza da hori egitea kablea bihurrituta dagoenean.
Zirkuitu inprimatuetako plaketan, berun eta itzulerako bideak elkarren ondoan egon behar dira. Kableen aldaketa txikiek askotan eragina gutxitzen dute.
Begiztaren eremua murrizteak edo akoplamendu begizten arteko distantzia handitzeak efektua minimizatuko du. Begizta-eremua gutxienez gutxienez murrizten da eta akoplamendu-begizten arteko distantzia maximizatzen da. Pantaila magnetikoa beharrezkoa da batzuetan, baina garestia da eta mekanikoki matxuratzeko joera du; beraz, saihestu.
11. G: Aplikazio ingeniarientzako galdera-erantzunetan, zirkuitu integratuen portaera ez-ideala aipatu ohi da. Erresistentziak bezalako osagai errazak erabiltzea errazagoa izan beharko litzateke. Osagai idealen hurbiltasuna azaldu.
E: Erresistentzia gailu aproposa izatea nahi dut, baina erresistentzia baten buruan dagoen zilindro motzak erresistentzia huts baten antzera jokatzen du. Benetako erresistentziak irudizko erresistentzia osagaia ere badu – erreaktantzia osagaia. Erresistentzia gehienek kapazitantzia txikia dute (normalean 1 eta 3pF), haien erresistentziarekin paraleloan. Zenbait film erresistentzia izan arren, beren film erresistiboetan zirrikitu helikoidala moztea gehienetan induktiboa da, haien erreaktibitate induktiboa hamar edo ehunka nahen (nH) da. Noski, alanbreen zaurien erresistentziak induktiboak izaten dira gaitasunak baino (gutxienez maiztasun baxuetan). Azken finean, haril-harilkatutako erresistentziak bobinez osatuta daude, beraz, ez da ohikoa haril-harilkatutako erresistentziek hainbat mikrohm (μH) edo hamarnaka mikrohm-ko indukzioak izatea, edo hari-harrizko erresistentzia “ez induktiboak” deiturikoak ere. (bobinen erdia erlojuaren orratzen noranzkoan eta beste erdia erlojuaren orratzen noranzkoan). Bobinaren bi erdiek sortutako induktantziak elkar baliogabetzen du) 1μH edo gehiagoko induktantzia ere badu. Gutxi gorabehera 10k ω-tik gorako balio handiko haril-zauritutako erresistentzientzat, gainerako erresistentziak induktiboak baino gehiago kapazitiboak dira, eta kapazitantzia 10pF-ra artekoa da, film mehe estandarra edo erresistentzia sintetikoak baino handiagoa. Erreaktantzia hori arretaz kontuan hartu behar da erresistentziak dituzten maiztasun handiko zirkuituak diseinatzerakoan.
G: Baina deskribatzen dituzun zirkuitu asko DC edo maiztasun oso baxuko neurketa zehatzak egiteko erabiltzen dira. Indukzio kaltegarriak eta kondentsadore kaltegarriak ez dute garrantzirik aplikazio hauetan, ezta?
A: bai. Transistoreek (diskretuak zein zirkuitu integratuen barruan) banda zabalera oso zabala dutenez, zenbaitetan oszilazioak gerta daitezke ehunka edo milaka megahertz bandatan zirkuitua karga induktibo batekin amaitzen denean. Oszilazioekin lotutako desplazamendu eta zuzentze ekintzek eragin txarrak dituzte maiztasun baxuko zehaztasunean eta egonkortasunean.
Okerrena, baliteke oszilazioak osziloskopio batean ikusgai ez izatea, osziloskopioaren banda zabalera txikiegia delako neurtzen ari diren maiztasun handiko oszilazioen banda zabalerarekin alderatuta, edo osziloskopioaren zundaren karga ahalmena oszilazioak geldiarazteko nahikoa delako. Metodorik onena banda zabal bat (frekuentzia baxua 1-5 GHz-ra goitik) erabiltzea da, sistema oszilazio parasitoak dauden egiaztatzeko. Egiaztapen hau sarrera barruti dinamiko osoan aldatzen denean egin behar da, zenbaitetan sasidura oszilazioak sarrera bandaren oso barruti txikian gertatzen direlako.
G: Ba al dago zalantzarik erresistentziei buruz?
A: Erresistentzia baten erresistentzia ez da finkoa, baina tenperaturaren arabera aldatzen da. Tenperatura koefizientea (TC) PPM / ° C (milioika gradu Celsius bakoitzeko) eta milaka PPM / ° C arteko aldatzen da. Erresistentzia egonkorrenak alanbrea edo metalezko filmeko erresistentziak dira eta okerrenak karbonozko film sintetikoen erresistentziak dira.
Tenperatura koefiziente handiak baliagarriak izan daitezke batzuetan (+ 3500ppm / ° C erresistentzia erabil daiteke kT / Q konpentsatzeko juntura diodoaren ekuazio ezaugarrian, aurretik Aplikazio Ingeniarientzako Q&AS-en aipatu bezala). Baina, oro har, tenperaturarekiko erresistentzia akats iturri izan daiteke zehaztasun zirkuituetan.
Zirkuituaren zehaztasuna tenperatura-koefiziente desberdineko bi erresistentziaren arteko loturaren menpe badago, orduan tenperatura batean bat datorren arren, ez da bestean bat etorriko. Bi erresistentziaren tenperatura koefizienteak bat datozen arren, ez dago bermerik tenperatura berean mantenduko direnik. Barne energia kontsumoak edo sistemako bero iturri batetik igorritako kanpoko beroak sortutako auto-beroak tenperatura desorekak sor ditzake eta, ondorioz, erresistentzia sortzen da. Kalitate handiko harilak edo metalezko filmeko erresistentziek ere ehunka (edo milaka) PPM / temperature desoreka ditzakete. Bistako irtenbidea da eraikitako bi erresistentziak erabiltzea, biak matrize beretik oso gertu egon daitezen, sistemaren zehaztasuna uneoro egoki egon dadin. Substratua zirkuitu integratu zehatzak, beirazko hostoak edo metalezko filmak simulatzen dituzten siliziozko obleak izan daitezke. Substratua edozein dela ere, bi erresistentziak ondo datoz fabrikazioan, tenperatura koefiziente egokiak dituzte eta ia tenperatura berean daude (oso hurbil daudelako).