NYÁK ( nyomtatott áramkör ) a vezetékek kulcsszerepet játszanak a nagy sebességű áramkörökben. Ez a cikk gyakorlatilag a nagy sebességű áramkörök huzalozási problémáját tárgyalja. A fő cél az, hogy segítsen az új felhasználóknak megismerni azt a sok különböző kérdést, amelyeket figyelembe kell venni a nagysebességű áramkörök PCB-huzalozásának tervezésekor. Egy másik cél az, hogy frissítő anyagot nyújtson azoknak az ügyfeleknek, akik egy ideje nem voltak kitéve NYÁK -huzalozásnak. A korlátozott hely miatt ebben a cikkben nem lehet részletesen foglalkozni az összes kérdéssel, de megvitatjuk azokat a kulcsfontosságú részeket, amelyek a legnagyobb hatással vannak az áramkör teljesítményének javítására, a tervezési idő csökkentésére és a módosítási idő megtakarítására.

Hogyan tervezzünk PCB -t gyakorlati szempontból

Bár a hangsúly itt a nagysebességű műveleti erősítőkhöz kapcsolódó áramkörökön van, az itt tárgyalt problémák és módszerek általában alkalmazhatók a legtöbb más nagysebességű analóg áramkör kábelezésére. Amikor a műveleti erősítők nagyon magas rádiófrekvenciás (RF) sávokban működnek, az áramkör teljesítménye nagymértékben függ a NYÁK -kábelezéstől. Az, ami egy jó nagy teljesítményű áramköri kialakításnak tűnik a „rajztáblán”, közepes teljesítményt eredményezhet, ha hanyag kábelezést szenved. Az előzetes mérlegelés és a fontos részletek figyelése a bekötési folyamat során segít biztosítani a kívánt áramkörteljesítményt.

Sematikus ábrája

Bár a jó elrendezés nem garantálja a jó huzalozást, a jó huzalozás jó vázlatokkal kezdődik. A vázlatos diagramot gondosan meg kell rajzolni, és figyelembe kell venni a teljes áramkör jelirányát. Ha a vázlatban normál, egyenletes jeláramlás van balról jobbra, akkor ugyanolyan jó jelárammal kell rendelkeznie a NYÁK -on. Adjon meg minél több hasznos információt a vázlaton. Mivel az áramkör -tervező mérnök néha nem áll rendelkezésre, az ügyfél megkér minket, hogy segítsünk megoldani az áramkör problémáját. A tervezők, technikusok és mérnökök, akik ezt a munkát végzik, nagyon hálásak lesznek, köztük mi is.

A szokásos referenciaazonosítókon, az energiafogyasztáson és a hibatűréseken kívül milyen egyéb információkat kell megadni a vázlatban? Íme néhány javaslat arra, hogyan lehet egy közönséges vázlatot első osztályú sematikussá alakítani. Hullámforma, mechanikai információk hozzáadása a héjhoz, nyomtatott vonalhossz, üres terület; Jelölje meg, hogy mely alkatrészeket kell elhelyezni a NYÁK -on; Adja meg a beállítási információkat, az alkatrészérték -tartományt, a hőelvezetési információkat, a vezérlő impedancia nyomtatott vonalait, megjegyzéseket, a tömör áramkör leírását… (többek között).

Ne bízz senkiben

Ha nem saját vezetékeit tervezi, ügyeljen arra, hogy elegendő időt hagyjon a kábelek kialakításának ellenőrzésére. Egy kis megelőzés itt százszor is megér egy gyógymódot. Ne várja el, hogy a kábelező személy megértse, mire gondol. Az Ön hozzájárulása és útmutatása a legfontosabb a vezetékek tervezési folyamatának elején. Minél több információt tud megadni, és minél jobban részt vesz a bekötési folyamatban, annál jobb lesz a NYÁK. Állítson be egy kísérleti befejezési pontot a kábelezési tervező mérnök számára – gyorsan ellenőrizze a kívánt kábelezési folyamatjelentést. Ez a „zárt hurkú” megközelítés megakadályozza a vezetékek eltévelyedését, és ezáltal minimalizálja az újrafeldolgozás lehetőségét.

A kábelezési mérnököknek szóló utasítások a következők: az áramkör funkcióinak rövid leírása, a NYÁK -vázlatok a bemeneti és kimeneti pozíciókról, a NYÁK -lépcsőzetes információk (pl. Milyen vastag a lap, hány réteg van, az egyes jelrétegek és a földelési síkok részletei) , földi, analóg, digitális és RF jelek); A rétegeknek szükségük van ezekre a jelekre; Megköveteli a fontos alkatrészek elhelyezését; Az elkerülő elem pontos helye; Mely nyomtatott sorok fontosak; Mely soroknak kell szabályozni az impedancia nyomtatott sorokat; Mely soroknak kell megfelelniük a hosszúságnak; Az alkatrészek méretei; Mely nyomtatott soroknak kell messze (vagy közel) lenniük egymástól; Mely vonalaknak kell messze (vagy közel) lenniük egymástól; Mely alkatrészeket kell egymástól távol (vagy közel) elhelyezni; Mely alkatrészeket kell elhelyezni a NYÁK tetején és melyeket az alján? Soha ne panaszkodjon amiatt, hogy valakinek túl sok információt kell adnia – túl keveset? Van; Túl sok? Egyáltalán nem.

Egy tanulság: Körülbelül 10 évvel ezelőtt terveztem egy többrétegű felületre szerelhető áramköri lapot-a tábla mindkét oldalán alkatrészek voltak. A lemezek aranyozott alumínium héjhoz vannak csavarozva (a szigorú ütésálló előírások miatt). Az előfeszítést elősegítő csapok átmennek a táblán. A csapot hegesztőhuzal köti össze a NYÁK -val. Ez egy nagyon bonyolult készülék. A táblán található alkatrészek egy részét tesztbeállításra (SAT) használják. De pontosan meghatároztam, hol vannak ezek az összetevők. Kitalálod, hol vannak telepítve ezek az alkatrészek? A tábla alatt egyébként. A termékmérnökök és -technikusok nem örülnek, ha szét kell szedniük az egészet, és össze kell állítaniuk, miután befejezték a telepítést. Azóta nem követtem el ezt a hibát.

elhelyezkedés

A PCB -hez hasonlóan a hely minden. Nagyon fontos, hogy hol van egy áramkör a NYÁK -on, hol vannak az adott áramköri alkatrészei, és milyen más áramkörök vannak mellette.

Általában a bemeneti, kimeneti és tápegységi pozíció előre meghatározott, de a köztük lévő áramkörnek „kreatívnak” kell lennie. Éppen ezért a vezetékek részleteire való odafigyelés hatalmas osztalékot fizethet. Kezdje a kulcskomponensek helyével, vegye figyelembe az áramkört és a teljes NYÁK -t. A kulcskomponensek helyének és a jelek útvonalának a kezdetektől történő megadása segít biztosítani a tervezés rendeltetésszerű működését. A tervezés első alkalommal történő rendezése csökkenti a költségeket és a stresszt – és ezáltal a fejlesztési ciklusokat.

Kerülje el a tápegységet

Az erősítő teljesítményoldalának megkerülése a zaj csökkentése érdekében fontos szempont a NYÁK tervezési folyamatában-mind a nagysebességű műveleti erősítők, mind más nagysebességű áramkörök esetében. Két gyakori konfigurációja van a bypass nagysebességű műveleti erősítőknek.

Tápellátás földelése: Ez a módszer a legtöbb esetben a leghatékonyabb, több sönt kondenzátor használatával közvetlenül földelni kell az erősítő tápcsatlakozóit. Két shunt kondenzátor általában elegendő – de a shunt kondenzátorok hozzáadása előnyös lehet egyes áramkörök számára.

A különböző kapacitásértékekkel rendelkező párhuzamos kondenzátorok segítenek abban, hogy a tápegység csapjai csak alacsony váltóáramú impedanciát lássanak széles sávban. Ez különösen fontos a műveleti erősítő teljesítmény -elutasítási arány (PSR) csillapítási frekvenciájánál. A kondenzátor kompenzálja az erősítő csökkentett PSR -jét. A földelési utak, amelyek sok tenx tartományban alacsony impedanciát tartanak fenn, segítenek abban, hogy a káros zaj ne kerüljön be a műveleti erősítőbe. Az 1. ábra szemlélteti a több párhuzamos elektromos tartály használatának előnyeit. Alacsony frekvenciákon a nagy kondenzátorok alacsony impedanciájú földi hozzáférést biztosítanak. De amint a frekvenciák elérték rezonanciafrekvenciájukat, a kondenzátorok kevésbé lesznek kapacitívak és érzékenyebbek. Ezért fontos, hogy több kondenzátor legyen: mivel az egyik kondenzátor frekvenciaválasza csökkenni kezd, a másik kondenzátor frekvenciaválasza lép életbe, ezáltal nagyon alacsony AC impedanciát tart fenn sok tíz oktáv felett.

Indítsa el közvetlenül a műveleti erősítő tápcsatlakozójából; A minimális kapacitású és minimális fizikai méretű kondenzátorokat a NYÁK ugyanazon oldalára kell helyezni, mint a műveleti erősítőt – a lehető legközelebb az erősítőhöz. A kondenzátor földelőcsatlakozóját közvetlenül a földelési síkhoz kell csatlakoztatni a legrövidebb tűvel vagy nyomtatott huzallal. A fent említett földelőcsatlakozásnak a lehető legközelebb kell lennie az erősítő terhelési végéhez, hogy minimálisra csökkentse a tápellátás és a földelés vége közötti interferenciát. A 2. ábra ezt a csatlakozási módot szemlélteti.

Ezt a folyamatot meg kell ismételni a kisebb méretű kondenzátoroknál. A legjobb, ha legalább 0.01 μF kapacitással kezdi, és egy elektrolitikus kondenzátort helyez el, amelynek alacsony egyenértékű soros ellenállása (ESR) 2.2 μF (vagy több). A 0.01 μF -os kondenzátor 0508 házmérettel nagyon alacsony soros induktivitással és kiváló nagyfrekvenciás teljesítménnyel rendelkezik.

Teljesítmény-teljesítmény: Egy másik konfiguráció egy vagy több bypass kondenzátort használ a műveleti erősítő pozitív és negatív tápellátása között. Ezt a módszert gyakran használják, ha nehéz négy kondenzátort konfigurálni egy áramkörben. Hátránya, hogy a kondenzátorház mérete megnövekedhet, mivel a kondenzátor feszültsége kétszerese az egy teljesítményű bypass módszer értékének. A feszültség növelése megköveteli a készülék névleges meghibásodási feszültségének növelését, ami a ház méretének növelését jelenti. Ez a megközelítés azonban javíthatja a PSR -t és a torzítást.

Mivel minden áramkör és huzalozás eltérő, a kondenzátorok konfigurációja, száma és kapacitása az aktuális áramkör követelményeitől függ.

Parazita hatások

A parazita hatások szó szerint olyan hibák, amelyek behatolnak a PCB -be, és pusztítást, fejfájást és megmagyarázhatatlan pusztítást okoznak az áramkörben. Ezek a rejtett parazita kondenzátorok és induktivitások, amelyek nagy sebességű áramkörökbe szivárognak. Amely magában foglalja a csomagolócsap és a nyomtatott huzal által kialakított parazita induktivitást; Parazita kapacitás képződött a pad és a föld között, a pad a táp sík és a pad a nyomtatási vonal között; Az átmenő lyukak közötti kölcsönhatások és sok más lehetséges hatás.