しかし プリント回路基板 （PCB）配線は高速回路で重要な役割を果たし、回路設計プロセスの最後のステップのXNUMXつにすぎないことがよくあります。 高速PCB配線には多くの側面があります。 参考までに、このトピックに関する多くの文献があります。 この記事では、主に高速回路の配線の問題について実用的な観点から説明します。 主な目的は、新しいユーザーが高速回路PCB配線を設計するときに考慮する必要のあるさまざまな問題に注意を払うのを支援することです。 もうXNUMXつの目的は、PCB配線にしばらく触れていない顧客にレビュー資料を提供することです。 記事のレイアウトによって制限されるため、この記事ではすべての問題を詳細に説明することはできませんが、回路のパフォーマンスの向上、設計時間の短縮、および変更時間の節約に最も効果的な主要部分について説明します。

この記事では高速オペアンプに関連する回路に焦点を当てていますが、この記事で説明する問題と方法は、他のほとんどの高速アナログ回路で使用される配線に一般的に適用できます。 オペアンプが非常に高い無線周波数（RF）周波数帯域で動作する場合、回路の性能はPCBレイアウトに大きく依存します。 図面上で見栄えのする高性能回路設計は、不注意な配線の影響を受けた場合にのみ通常の性能を得ることができます。 したがって、配線プロセス全体で事前に検討し、重要な詳細に注意を払うことで、期待される回路性能を確保できます。 回路図良い回路図は良い配線を保証するものではありませんが、良い配線は良い回路図から始まります。 スケマティックダイアグラムを描くときは、慎重に考え、回路全体の信号方向を考慮する必要があります。 回路図の左から右への正常で安定した信号の流れがある場合、PCB上でも同様に良好な信号の流れがあるはずです。 回路図面でできるだけ多くの有用な情報を提供してください。 このようにして、回路設計エンジニアが解決できない問題があったとしても、顧客は回路の問題を解決するために他のチャネルを探すこともできます。 共通の参照識別子、消費電力、およびエラー許容度に加えて、回路図で他にどのような情報を提供する必要がありますか？ 以下は、通常の回路図を最良の回路図に変えるためのいくつかの提案を提供します。 波形、ケーシングに関する機械的情報、印刷された行の長さ、および空白領域を追加します。 PCBに配置する必要のあるコンポーネントを示します。 調整情報、コンポーネント値の範囲、熱放散情報、制御インピーダンスの印刷行、コメント、および簡単な回路を提供します。アクションの説明およびその他の情報など。 自分で配線を設計しない場合は、配線担当者の設計を注意深く確認するために十分な時間をとる必要があるとは思わないでください。 小さな予防は、治療のXNUMX倍の価値があります。 配線担当者が設計者のアイデアを理解することを期待しないでください。 配線設計プロセスにおける初期の意見とガイダンスが最も重要です。 提供できる情報が多ければ多いほど、また配線プロセス全体に関与するほど、結果として得られるPCBは優れたものになります。 配線設計技術者の仮完成点を設定し、希望の配線進捗報告書に従って迅速に確認してください。 この閉ループ方式により、配線の迷いを防ぎ、再設計の可能性を最小限に抑えることができます。 配線エンジニアに与える必要のある指示には、回路機能の簡単な説明、入力と出力の位置を示すPCBの概略図、PCBのスタッキング情報（ボードの厚さ、層の数など）が含まれます。各信号層と接地面に関する詳細情報があります：消費電力、接地線、アナログ信号、デジタル信号とRF信号など。 各層に必要な信号。 重要なコンポーネントの配置が必要です。 バイパスコンポーネントの正確な位置。 それらの印刷された線は重要です。 どのラインがインピーダンス印刷ラインを制御する必要があるか; どの行が長さに一致する必要があるか。 コンポーネントのサイズ。 どの印刷行が互いに遠く離れている（または近くにある）必要があるか。 どの線が互いに遠く離れている（または近くにある）必要があるか。 どのコンポーネントが互いに遠く離れている（または近くにある）必要があるか。 どのコンポーネントを上のPCBに配置する必要があり、どのコンポーネントを下に配置する必要があります。 配線設計エンジニアは、提供する必要のある情報が多すぎることについて文句を言うことはできません。 情報が多すぎることはありません。 次に、学習経験を共有します。約10年前、回路基板の両側にコンポーネントを備えた多層表面実装回路基板の設計プロジェクトを実施しました。 金メッキされたアルミニウムハウジングにボードを固定するには、多くのネジを使用します（耐衝撃性には非常に厳しい基準があるため）。 バイアスフィードスルーを提供するピンは、ボードを通過します。 このピンは、はんだ付けワイヤによってPCBに接続されています。 これは非常に複雑なデバイスです。 ボード上の一部のコンポーネントは、テスト設定（SAT）に使用されます。 しかし、エンジニアはこれらのコンポーネントの場所を明確に定義しています。 これらのコンポーネントはどこにインストールされていますか？ ボードのすぐ下。 製品エンジニアや技術者が設定完了後にデバイス全体を分解して再組み立てする必要がある場合、この手順は非常に複雑になります。 したがって、このようなエラーは可能な限り最小限に抑える必要があります。 位置はPCBの場合と同じで、位置がすべてです。 PCBのどこに回路を配置するか、その特定の回路コンポーネントをどこにインストールするか、および他の隣接する回路は何か、これらはすべて非常に重要です。 通常、入力、出力、電源の位置はあらかじめ決められていますが、それらの間の回路は創造的である必要があります。 そのため、配線の細部に注意を払うことは、その後の製造に大きな影響を及ぼします。 重要なコンポーネントの場所から始めて、特定の回路とPCB全体を検討します。 重要なコンポーネントの場所と信号のパスを最初から指定すると、設計が期待される作業目標を確実に達成するのに役立ちます。 適切な設計を一度取得することで、コストとプレッシャーを軽減できるため、開発サイクルを短縮できます。 バイパス電源アンプの電源端にバイパス電源を設定してノイズを低減することは、高速オペアンプやその他の高速回路を含むPCB設計プロセスにおいて非常に重要な方向です。 高速オペアンプをバイパスするためのXNUMXつの一般的な構成方法があります。 ※電源端子を接地するこの方法は、ほとんどの場合、複数の並列コンデンサを使用してオペアンプの電源ピンを直接接地するのが最も効果的です。 一般的には、XNUMXつの並列コンデンサで十分ですが、並列コンデンサを追加すると、一部の回路にメリットがもたらされる場合があります。 異なる静電容量値を持つコンデンサの並列接続は、電源ピンが広い周波数帯域にわたって非常に低い交流（AC）インピーダンスを持つことを保証するのに役立ちます。 これは、オペアンプの電源除去比（PSR）の減衰周波数で特に重要です。 このコンデンサは、アンプのPSRの低下を補うのに役立ちます。 多くのXNUMXオクターブ範囲で低インピーダンスのグランドパスを維持すると、有害なノイズがオペアンプに侵入しないようにするのに役立ちます。 （写真1）は、複数のコンデンサを並列に使用する利点を示しています。 低周波数では、大きなコンデンサが低インピーダンスのグランドパスを提供します。 しかし、周波数がそれ自体の共振周波数に達すると、コンデンサの互換性が弱まり、徐々に誘導性に見えます。