هر چند تخته مدار چاپی سیم کشی (PCB) نقش کلیدی در مدارهای پرسرعت دارد، اغلب تنها یکی از آخرین مراحل در فرآیند طراحی مدار است. سیم کشی PCB با سرعت بالا جنبه های زیادی دارد. ادبیات زیادی در مورد این موضوع برای مرجع وجود دارد. این مقاله به طور عمده مشکلات سیم کشی مدارهای پرسرعت را از نقطه نظر عملی مورد بحث قرار می دهد. هدف اصلی کمک به کاربران جدید برای توجه به بسیاری از مسائل مختلف است که باید هنگام طراحی سیم‌کشی مدار مدار چاپی پرسرعت در نظر گرفته شوند. هدف دیگر ارائه یک مطلب بررسی برای مشتریانی است که برای مدتی به سیم‌کشی PCB دست نزده‌اند. محدود به طرح مقاله، این مقاله نمی تواند همه مسائل را با جزئیات مورد بحث قرار دهد، اما این مقاله به بخش های کلیدی که بیشترین تأثیر را در بهبود عملکرد مدار، کوتاه شدن زمان طراحی و صرفه جویی در زمان اصلاح دارند، می پردازد.

اگرچه این مقاله بر مدارهای مربوط به تقویت کننده های عملیاتی با سرعت بالا تمرکز دارد، مسائل و روش های مورد بحث در این مقاله به طور کلی برای سیم کشی مورد استفاده در اکثر مدارهای آنالوگ پرسرعت دیگر قابل استفاده است. هنگامی که تقویت کننده عملیاتی در یک باند فرکانس فرکانس رادیویی بسیار بالا (RF) کار می کند، عملکرد مدار تا حد زیادی به طرح PCB بستگی دارد. طراحی مدار با کارایی بالا که در نقشه خوب به نظر می رسد تنها در صورتی می تواند عملکرد معمولی داشته باشد که تحت تأثیر سیم کشی بی دقت و بی دقت باشد. بنابراین، از قبل در نظر گرفتن و توجه به جزئیات مهم در طول کل فرآیند سیم کشی به اطمینان از عملکرد مدار مورد انتظار کمک می کند. شماتیک اگرچه یک شماتیک خوب سیم کشی خوب را تضمین نمی کند، یک سیم کشی خوب با یک شماتیک خوب شروع می شود. هنگام ترسیم نمودار شماتیک باید به دقت فکر کنیم و جهت سیگنال کل مدار را در نظر بگیریم. اگر یک جریان سیگنال عادی و پایدار از چپ به راست در شماتیک وجود داشته باشد، باید یک جریان سیگنال به همان اندازه خوب در PCB وجود داشته باشد. تا آنجا که ممکن است اطلاعات مفیدی در مورد طرحواره ارائه دهید. به این ترتیب، حتی اگر برخی از مشکلات توسط مهندس طراحی مدار قابل حل نباشد، مشتریان می توانند به دنبال کانال های دیگری برای کمک به حل مشکلات مدار باشند. In addition to the common reference identifiers, power consumption, and error tolerance, what other information should be given in the schematic? در ادامه چند پیشنهاد برای تبدیل شماتیک های معمولی به بهترین شماتیک ها ارائه خواهد شد. شکل موج، اطلاعات مکانیکی در مورد پوشش، طول خطوط چاپ شده، و مناطق خالی را اضافه کنید. مشخص کنید که کدام قطعات باید روی PCB قرار گیرند. اطلاعات تنظیم، محدوده مقدار اجزاء، اطلاعات اتلاف حرارت، خطوط چاپی امپدانس کنترل، نظرات و مدارهای مختصر شرح عملکرد و سایر اطلاعات و غیره را ارائه دهید. باور نکنید که اگر خودتان سیم کشی را طراحی نمی کنید، باید زمان کافی برای بررسی دقیق طراحی شخص سیم کش بگذارید. یک پیشگیری کوچک می تواند صد برابر درمان ارزش داشته باشد. انتظار نداشته باشید که شخص سیم کش ایده های طراح را درک کند. نظرات اولیه و راهنمایی در فرآیند طراحی سیم کشی مهم ترین هستند. هرچه بتوان اطلاعات بیشتری ارائه کرد و در کل فرآیند سیم کشی بیشتر دخالت کرد، PCB به دست آمده بهتر خواهد بود. یک نقطه تکمیل آزمایشی برای مهندس طراحی سیم کشی تعیین کنید و به سرعت مطابق گزارش پیشرفت سیم کشی مورد نظر بررسی کنید. این روش حلقه بسته می تواند از بیراهه رفتن سیم کشی جلوگیری کند و در نتیجه امکان طراحی مجدد را به حداقل برساند. دستورالعمل هایی که باید به مهندس سیم کشی داده شود عبارتند از: شرح کوتاهی از عملکرد مدار، نمودار شماتیک PCB که مکان های ورودی و خروجی را نشان می دهد، اطلاعات روی هم چیدن PCB (مثلاً ضخامت برد، چند لایه است. اطلاعات دقیق در مورد هر لایه سیگنال و صفحه زمین وجود دارد: مصرف برق، سیم زمین، سیگنال آنالوگ، سیگنال دیجیتال و سیگنال RF و غیره). کدام سیگنال برای هر لایه لازم است. قرار دادن اجزای مهم مورد نیاز است. محل دقیق اجزای بای پس؛ آن خطوط چاپ شده مهم هستند. کدام خطوط نیاز به کنترل خطوط چاپی امپدانس دارند. کدام خطوط باید با طول مطابقت داشته باشند. اندازه اجزاء؛ کدام خطوط چاپ شده باید از یکدیگر دور باشند (یا نزدیک به). کدام خطوط باید از یکدیگر دور باشند (یا نزدیک به). کدام اجزا باید از یکدیگر دور باشند (یا نزدیک به)؛ کدام قطعات باید روی PCB قرار گیرند در بالا، کدام یک در زیر قرار داده شده است. مهندسان طراحی سیم کشی هرگز نمی توانند از اطلاعات زیادی که باید داده شود شکایت کنند. There is never too much information. در مرحله بعد، من یک تجربه یادگیری را به اشتراک خواهم گذاشت: حدود 10 سال پیش، من یک پروژه طراحی یک برد مدار چندلایه نصب سطحی با اجزای دو طرف برد مدار انجام دادم. از پیچ های زیادی برای ثابت کردن برد در محفظه آلومینیومی با روکش طلا استفاده کنید (زیرا استانداردهای بسیار دقیقی برای مقاومت در برابر ضربه وجود دارد). پین‌هایی که جریان سوگیری را فراهم می‌کنند از تخته عبور می‌کنند. این پین توسط سیم های لحیم کاری به PCB متصل می شود. این یک دستگاه بسیار پیچیده است. Some components on the board are used for test setting (SAT). اما مهندس محل این قطعات را به وضوح مشخص کرده است. این قطعات کجا نصب می شوند؟ درست زیر تخته زمانی که مهندسان و تکنسین های محصول باید کل دستگاه را جدا کرده و پس از تکمیل تنظیمات دوباره سرهم کنند، این روش بسیار پیچیده می شود. Therefore, such errors must be minimized as much as possible. Position is just like in the PCB, position is everything. مدار را روی PCB کجا قرار دهیم، اجزای مدار خاص آن را کجا نصب کنیم و مدارهای مجاور دیگری که همه اینها بسیار مهم هستند. معمولاً موقعیت های ورودی، خروجی و منبع تغذیه از قبل تعیین شده است، اما مدارهای بین آنها باید خلاقانه باشد. به همین دلیل است که توجه به جزئیات سیم کشی تاثیر بسزایی در ساخت بعدی خواهد داشت. با محل قطعات کلیدی شروع کنید و مدار خاص و کل PCB را در نظر بگیرید. تعیین محل اجزای کلیدی و مسیر سیگنال از ابتدا کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که طراحی به اهداف کاری مورد انتظار می رسد. یک بار گرفتن طراحی مناسب می تواند هزینه ها و فشار را کاهش دهد و در نتیجه چرخه توسعه را کوتاه کند. منبع تغذیه بای پس تنظیم منبع تغذیه بای پس در انتهای قدرت تقویت کننده برای کاهش نویز جهت بسیار مهمی در فرآیند طراحی PCB است، از جمله برای تقویت کننده های عملیاتی با سرعت بالا و سایر مدارهای پرسرعت. دو روش پیکربندی رایج برای دور زدن تقویت کننده های عملیاتی با سرعت بالا وجود دارد. * این روش اتصال به زمین ترمینال منبع تغذیه در بیشتر موارد موثرترین است، با استفاده از چندین خازن موازی برای اتصال مستقیم پایه منبع تغذیه تقویت کننده عملیاتی. به طور کلی، دو خازن موازی کافی است، اما افزودن خازن های موازی ممکن است برای برخی مدارها مزایایی داشته باشد. اتصال موازی خازن‌ها با مقادیر ظرفیت خازنی مختلف به اطمینان از اینکه پایه منبع تغذیه دارای امپدانس جریان متناوب (AC) بسیار کم در یک باند فرکانس وسیع است کمک می‌کند. این امر به ویژه در فرکانس تضعیف نسبت رد منبع تغذیه تقویت کننده عملیاتی (PSR) مهم است. این خازن به جبران کاهش PSR تقویت کننده کمک می کند. حفظ یک مسیر زمینی با امپدانس کم در بسیاری از محدوده‌های ده اکتاو به اطمینان حاصل می‌شود که نویز مضر وارد آمپلی‌کننده عملیات نمی‌شود. (تصویر 1) مزایای استفاده از چند خازن به صورت موازی را نشان می دهد. در فرکانس‌های پایین، خازن‌های بزرگ یک مسیر زمینی با امپدانس کم ایجاد می‌کنند. But once the frequency reaches their own resonant frequency, the compatibility of the capacitor will be weakened and gradually appear inductive.