למרות המעגל המודפס חיווט (PCB) ממלא תפקיד מפתח במעגלים מהירים, לרוב זה רק אחד השלבים האחרונים בתהליך תכנון המעגל. ישנם היבטים רבים של חיווט PCB במהירות גבוהה. יש הרבה ספרות בנושא זה לעיון. מאמר זה דן בעיקר בבעיות החיווט של מעגלים מהירים מנקודת מבט מעשית. המטרה העיקרית היא לעזור למשתמשים חדשים לשים לב לנושאים רבים ושונים שיש לקחת בחשבון בעת ​​תכנון חיווט PCB של מעגלים מהירים. מטרה נוספת היא לספק חומר סקירה ללקוחות שלא נגעו בחיווט PCB במשך זמן מה. מוגבל על ידי פריסת המאמר, מאמר זה אינו יכול לדון בפירוט בכל הנושאים, אך המאמר ידון בחלקי המפתח שיש להם את ההשפעה הגדולה ביותר על שיפור ביצועי המעגל, קיצור זמן התכנון וחיסכון בזמן השינוי.

למרות שמאמר זה מתמקד במעגלים הקשורים למגברים תפעוליים מהירים, הבעיות והשיטות הנדונות במאמר זה ישימות בדרך כלל לחיווט המשמש ברוב המעגלים האנלוגיים המהירים האחרים. כאשר המגבר התפעולי פועל ברצועת תדר רדיו גבוהה מאוד (RF), ביצועי המעגל תלויים במידה רבה בפריסת ה-PCB. עיצוב המעגלים בעל הביצועים הגבוהים שנראה טוב בציור יכול להשיג ביצועים רגילים רק אם הוא מושפע מחיווט רשלני ולא זהיר. לכן, התחשבות מוקדמת ותשומת לב לפרטים חשובים במהלך כל תהליך החיווט יסייעו להבטיח את ביצועי המעגל הצפויים. Schematic Although a good schematic does not guarantee a good wiring, a good wiring starts with a good schematic. When drawing the schematic diagram, we must think carefully, and we must consider the signal direction of the entire circuit. אם יש זרימת אות תקינה ויציבה משמאל לימין בסכמטי, אזי צריכה להיות זרימת אות טובה באותה מידה על ה-PCB. תן כמה שיותר מידע שימושי על הסכימה. בדרך זו, גם אם לא ניתן לפתור בעיות מסוימות על ידי מהנדס תכנון המעגלים, לקוחות יכולים גם לחפש ערוצים אחרים שיעזרו לפתור את בעיות המעגל. In addition to the common reference identifiers, power consumption, and error tolerance, what other information should be given in the schematic? להלן יספקו כמה הצעות להפיכת סכמות רגילות לסכמטיקה הטובה ביותר. הוסף צורות גל, מידע מכני על המעטפת, אורך השורות המודפסות ואזורים ריקים; לציין אילו רכיבים יש למקם על ה-PCB; תן מידע התאמה, טווחי ערכי רכיבים, מידע על פיזור חום, קווים מודפסים בעכבת בקרה, הערות ומעגלים קצרים תיאור פעולה ומידע אחר וכו’. אל תאמינו שאם אינכם מתכננים את החיווט בעצמכם, עליכם לתת מספיק זמן לבדוק היטב את העיצוב של איש החיווט. מניעה קטנה יכולה להיות שווה פי מאה מהתרופה. אל תצפו מהחיווט להבין את הרעיונות של המעצב. דעות מוקדמות והדרכה בתהליך תכנון החיווט הם החשובים ביותר. The more information that can be provided, and the more involved in the entire wiring process, the better the resulting PCB will be. קבעו נקודת השלמה טנטטיבית למהנדס תכנון החיווט, ובדקו במהירות בהתאם לדוח התקדמות החיווט הרצוי. שיטת לולאה סגורה זו יכולה למנוע מהחיווט לעלות שולל, ובכך למזער את האפשרות לתכנון מחדש. ההוראות שיש לתת למהנדס החיווט כוללות: תיאור קצר של תפקוד המעגל, דיאגרמה סכמטית של ה-PCB המציינת את מיקומי הקלט והפלט, מידע ערימת PCB (לדוגמה, כמה עובי הלוח, כמה שכבות יש מידע מפורט על כל שכבת אות ומישור הארקה: צריכת חשמל, חוט הארקה, אות אנלוגי, אות דיגיטלי ואות RF וכו’); אילו אותות נדרשים עבור כל שכבה; המיקום של רכיבים חשובים נדרש; המיקום המדויק של רכיבי עוקף; השורות המודפסות הללו חשובות; אילו קווים צריכים לשלוט על קווים מודפסים בעכבה; אילו קווים צריכים להתאים את האורך; גודל הרכיבים; אילו קווים מודפסים צריכים להיות רחוקים זה מזה (או קרובים אליהם); אילו קווים צריכים להיות רחוקים זה מזה (או קרובים אליהם); אילו רכיבים צריכים להיות רחוקים אחד מהשני (או קרובים אליהם); אילו רכיבים צריכים להיות ממוקמים על ה-PCB למעלה, אילו מהם ממוקמים למטה. מהנדסי תכנון חיווט לעולם לא יכולים להתלונן על מידע רב מדי שצריך לתת. There is never too much information. Next, I will share a learning experience: about 10 years ago, I carried out a design project of a multi-layer surface mount circuit board with components on both sides of the circuit board. השתמשו בהרבה ברגים כדי לקבע את הלוח במארז אלומיניום מצופה זהב (מכיוון שיש תקנים מחמירים מאוד לעמידות בפני זעזועים). הפינים המספקים הזנה הטיה עוברים דרך הלוח. This pin is connected to the PCB by soldering wires. זהו מכשיר מסובך מאוד. Some components on the board are used for test setting (SAT). אבל המהנדס הגדיר בבירור את מיקומם של רכיבים אלה. היכן מותקנים את הרכיבים הללו? ממש מתחת ללוח. When product engineers and technicians have to disassemble the entire device and reassemble them after completing the settings, this procedure becomes very complicated. Therefore, such errors must be minimized as much as possible. Position is just like in the PCB, position is everything. היכן לשים מעגל על ​​ה-PCB, היכן להתקין את רכיבי המעגל הספציפיים שלו, ומהם עוד מעגלים סמוכים, כל אלה חשובים מאוד. בדרך כלל, מיקומי הקלט, הפלט ואספקת החשמל נקבעים מראש, אך המעגלים ביניהם צריכים להיות יצירתיים. זו הסיבה לתשומת לב לפרטי החיווט תהיה השפעה משמעותית על הייצור הבא. התחל עם המיקום של רכיבי מפתח והתחשב במעגל הספציפי ואת כל ה-PCB. Specifying the location of key components and the path of the signal from the beginning helps ensure that the design achieves the expected work goals. קבלת העיצוב הנכון פעם אחת יכולה להפחית עלויות ולחץ, ולכן לקצר את מחזור הפיתוח. ספק כוח עוקף הגדרת ספק כוח עוקף בקצה הכוח של המגבר כדי להפחית רעש היא כיוון חשוב מאוד בתהליך תכנון ה-PCB, כולל עבור מגברים תפעוליים במהירות גבוהה ומעגלים מהירים אחרים. ישנן שתי שיטות תצורה נפוצות לעקוף מגברים תפעוליים מהירים. * שיטה זו של הארקה של מסוף אספקת החשמל היא היעילה ביותר ברוב המקרים, תוך שימוש במספר קבלים מקבילים להארקה ישירה של פין אספקת החשמל של המגבר התפעולי. באופן כללי, שני קבלים מקבילים מספיקים, אך הוספת קבלים מקבילים עשויה להביא יתרונות למעגלים מסוימים. חיבור מקביל של קבלים עם ערכי קיבול שונים עוזר להבטיח שלפין אספקת הכוח יש עכבת זרם חילופין (AC) נמוך מאוד על פני פס תדרים רחב. זה חשוב במיוחד בתדירות ההנחתה של יחס דחיית אספקת הכוח של המגבר התפעולי (PSR). קבל זה עוזר לפצות על ה-PSR המופחת של המגבר. שמירה על נתיב הארקה בעל עכבה נמוכה בטווחים רבים של עשר אוקטבות תסייע להבטיח שרעש מזיק לא יוכל להיכנס למגבר ההפעלה. (תמונה 1) מציגה את היתרונות של שימוש במספר קבלים במקביל. בתדרים נמוכים, קבלים גדולים מספקים נתיב הארקה עם עכבה נמוכה. But once the frequency reaches their own resonant frequency, the compatibility of the capacitor will be weakened and gradually appear inductive.