PCB ( PRINTED CIRCUIT խորհուրդը ) էլեկտրագծերը առանցքային դեր են խաղում արագընթաց սխեմաներում: Այս հոդվածը հիմնականում քննարկում է արագընթաց սխեմաների միացման խնդիրը գործնական տեսանկյունից: Հիմնական նպատակն է օգնել նոր օգտվողներին տեղյակ լինել բազմաթիվ տարբեր խնդիրների մասին, որոնք պետք է հաշվի առնել արագընթաց սխեմաների համար PCB- ի էլեկտրագծերի նախագծման ժամանակ: Մյուս նպատակը թարմացնող նյութ տրամադրել այն հաճախորդների համար, ովքեր որոշ ժամանակ չեն ենթարկվել PCB- ի էլեկտրագծերին: Սահմանափակ տարածքի պատճառով այս հոդվածում հնարավոր չէ մանրամասն անդրադառնալ բոլոր հարցերին, բայց մենք կքննարկենք այն հիմնական մասերը, որոնք ամենամեծ ազդեցությունն ունեն շրջանագծի աշխատանքի բարելավման, դիզայնի ժամանակի կրճատման և փոփոխման ժամանակի խնայողության վրա:

Ինչպես նախագծել PCB գործնական տեսանկյունից

Չնայած այստեղ շեշտը դրված է բարձր արագության գործառնական ուժեղացուցիչների հետ կապված սխեմաների վրա, այստեղ քննարկված խնդիրներն ու մեթոդները, ընդհանուր առմամբ, կիրառելի են բարձր արագությամբ այլ անալոգային սխեմաների էլեկտրագծերի համար: Երբ գործառնական ուժեղացուցիչները գործում են շատ բարձր ռադիոհաճախականության (ՌԴ) տիրույթներում, սխեմայի աշխատանքը մեծապես կախված է PCB- ի էլեկտրագծերից: Այն, ինչ կարծես «լավ գծանշման» վրա բարձրորակ սխեմայի դիզայն է, կարող է ավարտվել միջակ կատարմամբ, եթե այն տառապում է անփույթ լարերից: Էլեկտրագծերի ամբողջ ընթացքում կարևոր մանրամասների նախօրոք դիտարկումը և ուշադրությունը կօգնեն ապահովել շրջանի ցանկալի աշխատանքը:

Սխեմատիկ դիագրամ

Չնայած լավ սխեմաները չեն երաշխավորում լավ էլեկտրագծեր, լավ էլեկտրագծերը սկսվում են լավ սխեմաներից: Սխեմատիկ դիագրամը պետք է ուշադիր կազմվի և հաշվի առնվի ամբողջ շրջանի ազդանշանային ուղղությունը: Եթե ​​սխեմայում ձախից աջ ունեք նորմալ, կայուն ազդանշանային հոսք, ապա PCB- ի վրա պետք է ունենաք նույնքան լավ ազդանշանային հոսք: Տվեք հնարավորինս օգտակար տեղեկատվություն սխեմատիկայով: Քանի որ երբեմն սխեմայի նախագծման ինժեները մատչելի չէ, հաճախորդը մեզանից կխնդրի օգնել լուծել սխեմայի խնդիրը: Այս աշխատանքը կատարող դիզայներները, տեխնիկները և ինժեներները շատ շնորհակալ կլինեն, այդ թվում և մենք:

Սովորական տեղեկատուի նույնացուցիչներից, էներգիայի սպառումից և սխալի հանդուրժողականությունից բացի, ի՞նչ այլ տեղեկություններ պետք է տրվեն սխեմատիկորեն: Ահա մի քանի առաջարկ ՝ սովորական սխեմատիկան առաջին կարգի սխեմատիկ դարձնելու համար: Ավելացնել ալիքի ձև, կեղևի մասին մեխանիկական տեղեկատվություն, տպված տողի երկարություն, դատարկ տարածք; Նշեք, թե որ բաղադրիչներն են պետք տեղադրել PCB- ի վրա. Տվեք ճշգրտման տեղեկատվություն, բաղադրիչի արժեքի տիրույթ, ջերմության տարածման տեղեկատվություն, վերահսկվող դիմադրողականության տպագիր տողեր, նշումներ, սխեմայի գործողությունների կարճ նկարագրություն… (ուրիշների մեջ).

Ոչ ոքի մի վստահիր

Եթե ​​դուք չեք նախագծում ձեր սեփական լարերը, համոզվեք, որ շատ ժամանակ թույլ կտաք կրկնակի ստուգել մալուխի դիզայնը: Մի փոքր կանխարգելումն այստեղ հարյուր անգամ արժե բուժում: Մի ակնկալեք, որ մալուխագործը կհասկանա, թե ինչ եք մտածում: Ձեր ներդրումն ու ուղեցույցը ամենակարևորն են էլեկտրագծերի նախագծման գործընթացի սկզբում: Որքան ավելի շատ տեղեկատվություն կարող եք տրամադրել, և որքան ավելի շատ ներգրավված լինեք էլեկտրամոնտաժման գործընթացում, արդյունքում PCB- ն ավելի լավը կլինի: Մալուխների նախագծման ինժեների համար սահմանեք փորձնական ավարտման կետ `ձեր ուզած մալուխների առաջընթացի արագ ստուգում: «Փակ հանգույցի» այս մոտեցումը թույլ չի տալիս լարերը մոլորվել և այդպիսով նվազագույնի է հասցնում վերամշակման հնարավորությունը:

Հաղորդալարերի ինժեներներին տրվող ցուցումները ներառում են `միացման գործառույթների կարճ նկարագրություն, PCB էսքիզներ, որոնք ցույց են տալիս մուտքի և ելքի դիրքերը, PCB- ի կասկադային տեղեկատվությունը (օրինակ, թե որքան հաստ է տախտակը, քանի շերտ կա, յուրաքանչյուր ազդանշանային շերտի և հիմնավորման հարթության մանրամասները. Էներգիայի սպառումը , գրունտային, անալոգային, թվային և ՌԴ ազդանշաններ); Շերտերն այդ ազդանշանների կարիքն ունեն. Պահանջել կարևոր բաղադրիչների տեղադրում; Շրջանցման տարրի ճշգրիտ վայրը. Որ տպագիր տողերն են կարևոր. Ո՞ր տողերն են պետք վերահսկել տպագրված գծերի դիմադրողականությունը. Որ տողերը պետք է համապատասխանեն երկարությանը; Բաղադրիչների չափերը; Որ տպագիր տողերը պետք է միմյանցից հեռու (կամ մոտ) լինեն. Ո՞ր տողերը պետք է միմյանցից հեռու (կամ մոտ) լինեն. Ո՞ր բաղադրիչներն են պետք միմյանցից հեռու (կամ մոտ) տեղակայվել. Ո՞ր բաղադրիչները պետք է տեղադրվեն վերևում, իսկ որոնք ՝ հատակի ստորին մասում: Երբեք մի բողոքեք, որ ստիպված եք ինչ -որ մեկին չափազանց շատ տեղեկություններ տալ `չափազանց քիչ: Է; Չափից շատ? Ամենեւին.

Ուսուցման մեկ դաս. Մոտ 10 տարի առաջ ես նախագծեցի բազմաշերտ մակերևույթի վրա տեղադրող տպատախտակ. Տախտակը երկու կողմերում էլ բաղադրիչներ ուներ: Թիթեղները ամրացված են ոսկով պատված ալյումինե պատյանով (խիստ հարվածապաշտպան տեխնիկական բնութագրերի պատճառով): Կողմերը, որոնք ապահովում են կողմնակալության հոսք, անցնում են տախտակի միջով: Քորոցը միացված է PCB- ին եռակցման մետաղալարով: Դա շատ բարդ սարք է: Գրատախտակի որոշ բաղադրիչներ օգտագործվում են փորձարկման կարգավորման համար (SAT): But I’ve defined exactly where these components are. Կարո՞ղ եք գուշակել, թե որտեղ են տեղադրված այս բաղադրիչները: Ի դեպ, տախտակի տակ: Արտադրանքի ինժեներներն ու տեխնիկները գոհ չեն, երբ ստիպված են լինում ամբողջը առանձնացնել և նորից դնել միասին ՝ այն տեղադրելուց հետո: Այդ ժամանակվանից ես այդ սխալը թույլ չեմ տվել:

գտնվելու վայրը

Ինչպես PCB- ում, գտնվելու վայրը ամեն ինչ է: Այնտեղ, որտեղ միացում է տեղադրված PCB- ի վրա, որտեղ տեղադրված են դրա հատուկ միացման բաղադրիչները և ինչ այլ սխեմաներ են դրան կից, բոլորը շատ կարևոր են:

Սովորաբար, մուտքի, ելքի և էներգիայի մատակարարման դիրքերը կանխորոշված ​​են, սակայն դրանց միջև միացումը պետք է լինի «ստեղծագործական»: Ահա թե ինչու էլեկտրագծերի մանրամասներին ուշադրություն դարձնելը կարող է հսկայական շահաբաժիններ վճարել: Սկսեք հիմնական բաղադրիչների տեղադրությունից, հաշվի առեք սխեման և ամբողջ PCB- ն: Հիմնական բաղադրիչների գտնվելու վայրը և ազդանշանների ուղին ի սկզբանե նշելը օգնում է ապահովել, որ դիզայնը գործի ըստ նախատեսվածի: Առաջին անգամ դիզայնի ճիշտ կատարումը նվազեցնում է ծախսերն ու սթրեսը, և, հետևաբար, զարգացման ցիկլերը:

Շրջանցեք սնուցման աղբյուրը

Աղմուկը նվազեցնելու համար ուժեղացուցիչի ուժային կողմը շրջանցելը PCB- ի նախագծման գործընթացի կարևոր կողմն է `ինչպես արագագործ գործառնական ուժեղացուցիչների, այնպես էլ այլ բարձր արագությամբ սխեմաների համար: Գոյություն ունեն շրջանցման բարձր արագության գործառնական ուժեղացուցիչների երկու ընդհանուր կոնֆիգուրացիա:

Էլեկտրաէներգիայի հիմնավորում. Այս մեթոդը շատ դեպքերում ամենաարդյունավետն է `օգտագործելով բազմաթիվ շունտային կոնդենսատորներ` անմիջապես ուժեղացուցիչի էլեկտրահաղորդիչի էլեկտրահաղորդիչներն ամրացնելու համար: Երկու շունտային կոնդենսատորներ, ընդհանուր առմամբ, բավարար են, բայց շունտային կոնդենսատորների ավելացումը կարող է ձեռնտու լինել որոշ սխեմաների համար:

Տարբեր հզորության արժեքներով կոնդենսատորներին զուգահեռելը օգնում է ապահովել, որ էլեկտրամատակարարման պինները լայն միջակայքում տեսնում են միայն ցածր AC դիմադրողականություն: Սա հատկապես կարևոր է գործառնական ուժեղացուցիչի ուժի մերժման հարաբերակցության (PSR) թուլացման հաճախականության դեպքում: Կոնդենսատորը օգնում է փոխհատուցել ուժեղացուցիչի նվազեցված PSR- ի համար: Grounding paths that maintain low impedance over many tenx ranges will help ensure that harmful noise does not enter the operational amplifier. Նկար 1 -ը ցույց է տալիս միաժամանակ մի քանի էլեկտրական տարաների օգտագործման առավելությունները: Lowածր հաճախականությունների դեպքում խոշոր կոնդենսատորներն ապահովում են ցածր դիմադրողականություն դեպի գետնին: Բայց երբ հաճախականությունները հասնում են իրենց ռեզոնանսային հաճախականությանը, կոնդենսատորները դառնում են ավելի քիչ տարողունակ և ավելի զգայականություն են ընդունում: Ահա թե ինչու է կարևոր ունենալ բազմաթիվ կոնդենսատորներ. Քանի որ մի կոնդենսատորի հաճախականության արձագանքը սկսում է նվազել, մյուս կոնդենսատորի հաճախականության պատասխանը ուժի մեջ է մտնում ՝ դրանով իսկ պահպանելով շատ ցածր AC դիմադրություն շատ տասը օկտավաների վրա:

Սկսեք անմիջապես գործառնական ուժեղացուցիչի հոսանքի քորոցից; Նվազագույն հզորությամբ և նվազագույն ֆիզիկական չափերով կոնդենսատորները պետք է տեղադրվեն PCB- ի նույն կողմում, ինչ գործառնական ուժեղացուցիչը `որքան հնարավոր է ուժեղացուցիչին մոտ: Կոնդենսատորի հիմնավորման տերմինալը պետք է անմիջականորեն միացված լինի հիմնավորման հարթությանը ամենակարճ պինով կամ տպագիր մետաղալարով: Վերոնշյալ հիմնավորման միացումը պետք է հնարավորինս մոտ լինի ուժեղացուցիչի բեռնվածքի ծայրին `նվազեցնելու հոսանքի և հիմնավորման վերջի միջև միջամտությունը: Նկար 2 -ը ցույց է տալիս կապի այս մեթոդը:

Այս գործընթացը պետք է կրկնվել մեծ կոնդենսատորների դեպքում: Ավելի լավ է սկսել 0.01 μF նվազագույն հզորությամբ և տեղադրել դրան մոտ 2.2 μF (կամ ավելի) ցածր համարժեք սերիայի դիմադրությամբ (ESR) էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատոր: 0.01 μF կոնդենսատորը 0508 բնակարանային չափսերով ունի շատ ցածր շարքի ինդուկտիվություն և գերազանց բարձր հաճախականության կատարում:

Power-to-power: Մեկ այլ կոնֆիգուրացիա օգտագործում է մեկ կամ մի քանի շրջանցող կոնդենսատորներ, որոնք կապված են գործառնական ուժեղացուցիչի դրական և բացասական հզորությունների ծայրերի միջև: Այս մեթոդը հաճախ օգտագործվում է, երբ մի կոնդենսատորում դժվար է միացնել չորս կոնդենսատոր: Թերությունն այն է, որ կոնդենսատորի պատյան չափը կարող է մեծանալ, քանի որ կոնդենսատորի լարումը երկու անգամ գերազանցում է մեկ հզորության շրջանցման մեթոդի արժեքը: Լարման բարձրացումը պահանջում է բարձրացնել սարքի անվանական խզման լարումը, ինչը նշանակում է բարձրացնել բնակարանի չափը: Այնուամենայնիվ, այս մոտեցումը կարող է բարելավել PSR- ն և խեղաթյուրման աշխատանքը:

Քանի որ յուրաքանչյուր միացում և էլեկտրագծեր տարբեր են, կոնդենսատորների կոնֆիգուրացիան, թիվը և հզորության արժեքը կախված կլինեն իրական սխեմայի պահանջներից:

Մակաբուծական էֆեկտներ

Մակաբուծային էֆեկտները բառացիորեն այն խափանումներն են, որոնք ներխուժում են ձեր PCB- ի մեջ և ավերածություններ, գլխացավեր և անբացատրելի ավերածություններ առաջացնում շրջանի վրա: Նրանք թաքնված մակաբույծ կոնդենսատորներն ու ինդուկտորներն են, որոնք ներթափանցում են բարձր արագության սխեմաներ: Որը ներառում է փաթեթավորման քորոցից և չափազանց երկար տպված մետաղալարից ձևավորված մակաբույծ ինդուկտիվություն; Մակաբուծական հզորություն, որը ձևավորվում է պահոցից գետնին, պահոցից մինչև հոսանքի հարթություն և պահոցից դեպի տպման գիծ; Փոխազդեցություններ անցքերի միջև և շատ այլ հնարավոր հետևանքներ: