Papan sirkuit sing dicithak masalah lan solusi angel

P: Kaya sing wis kasebut sadurunge babagan resistor sederhana, mesthine kudu ana sawetara resistor sing prestasine persis kaya sing kita ngarepake. Apa sing kedadeyan karo resistensi bagean kabel?
A: Kahanan beda. Kayane sampeyan nuduhake kabel utawa pita konduktif ing papan sirkuit cetak sing tumindak minangka kawat. Amarga superconduktor suhu kamar durung kasedhiya, dawa kabel logam dadi resistor resistensi rendah (sing uga dadi kapasitor lan induktor), lan efek ing sirkuit kudu dipikirake.
2. P: resistensi kabel tembaga sing cendhak banget ing sirkuit sinyal cilik mesthine ora penting?
A: ayo nimbang ADC 16-bit kanthi impedansi input 5k ω. Nganggep manawa garis sinyal menyang input ADC kalebu papan sirkuit cetak khas (kandel 0.038mm, ambane 0.25mm) kanthi pita konduktif dawane 10cm. Duwe resistensi udakara 0.18 ω ing suhu ruangan, sing kurang saka 5K ω × 2 × 2-16 lan ngasilake kesalahan 2LSB kanthi derajat penuh.
Bisa dibantah, masalah iki bisa dirampungake yen, kaya sing wis ana, pita konduktif papan sirkuit PRINTED digawe luwih jembar. Ing sirkuit analog, umume luwih disenengi nggunakake pita sing luwih jembar, nanging akeh desainer PCB (lan desainer PCB) luwih seneng nggunakake jembaré band minimal kanggo nggampangake panggunan garis sinyal. Minangka kesimpulan, penting kanggo ngetung resistensi pita konduktif lan nganalisa peran kasebut ing kabeh masalah sing bisa ditindakake.
3. P: Apa ana masalah karo kapasitansi pita konduktif kanthi jembar banget lan lapisan logam ing sisih mburi papan sirkuit PRINTED?
A: Pitakon cilik. Sanajan kapasitas saka pita konduktif papan sirkuit PRINTED iku penting (sanajan kanggo sirkuit frekuensi rendah, sing bisa ngasilake osilasi parasit frekuensi dhuwur), mula kudu diramal luwih dhisik. Yen ora ngono, band konduktif sing amba sing nggawe kapasitansi gedhe ora bakal dadi masalah. Yen ana masalah, area cilik ing bidang lemah bisa dicopot kanggo nyuda kapasitas ing bumi.
P: Ninggalake pitakon iki sedhela! Apa sing diarani grounding?
A: Yen foil tembaga ing sisih kabeh papan sirkuit PRINTED (utawa kabeh interlayer papan sirkuit cetak multilayer) digunakake kanggo grounding, mula iki sing diarani pesawat grounding. Kawat lemah apa wae bakal diatur kanthi resistensi lan induktansi sing paling cilik. Yen sistem nggunakake pesawat bumi, mesthine ora kena pengaruh gangguan swara ing bumi. Kajaba iku, pesawat grounding uga duwe fungsi tameng lan adhem
P: Pesawat dhasar sing kasebut ing kene angel kanggo pabrikan, bener?
A: Ana sawetara masalah 20 taun kepungkur. Saiki, amarga perbaikan binder, resistensi solder lan teknologi solder gelombang ing papan sirkuit cetak, pabrik pesawat grounding wis dadi operasi rutin papan sirkuit cetak.
P: Sampeyan ujar manawa kemungkinan nggawe sistem gangguan ing lemah kanthi nggunakake pesawat dhasar mung sethithik. Apa sisa masalah gangguan lemah sing ora bisa dirampungake?
A: Sirkuit dhasar sistem swara sing didhasarake duwe pesawat dhasar, nanging resistensi lan induktansi ora nol – yen sumber eksternal saiki cukup kuat, bakal mengaruhi sinyal sing tepat. Masalah iki bisa diminimalake kanthi ngatur papan sirkuit cetak kanthi bener supaya arus dhuwur ora mili menyang wilayah sing mengaruhi tegangan grounding saka sinyal presisi. Kadhangkala istirahat utawa irisan ing bidang dhasar bisa ngalihake arus dhasar sing gedhe saka wilayah sing sensitif, nanging kanthi cara ngganti pesawat dhasar kanthi paksa uga bisa ngalihake sinyal menyang wilayah sing sensitif, mula teknik kasebut kudu digunakake kanthi ati-ati.
P: Kepiye aku ngerti penurunan voltase sing digawe ing pesawat dhasar?
A: biasane gulung voltase bisa diukur, nanging kadang kalkulasi bisa digawe adhedhasar resistensi bahan ing bidang grounding (tembaga nominal 1 ons resistensi 045m ω / □) lan dawa band konduktif sing saiki dilewati, sanajan petungan bisa rumit. Tegangan ing dc nganti frekuensi kurang (50kHz) bisa diukur nganggo ampli instrumentasi kayata AMP02 utawa AD620.
Entuk penguat disetel ing 1000 lan disambungake menyang osiloskop kanthi sensitivitas 5mV / div. Amplifier bisa diwenehake saka sumber daya sing padha karo sirkuit sing dites, utawa saka sumber daya dhewe. Nanging, yen lemah ampli dipisahake saka pangkalane, osiloskop kudu disambungake menyang pangkal listrik sirkuit listrik sing digunakake.
Resistensi ing antarane rong titik ing bidang dhasar bisa diukur kanthi nambahake probe menyang rong titik kasebut. Gabungan gain amplifier lan sensitivitas osiloskop ngidini sensitivitas pangukuran nganti 5μV / div. Swara saka ampli bakal nambah jembaré kurva bentuk osiloskop udakara 3μV, nanging isih bisa nggayuh résolusi udakara 1μV – cukup kanggo mbedakake paling akeh kebisingan lemah kanthi kapercayan nganti 80%.
P: Apa sing kudu dicathet babagan metode tes ing ndhuwur?
A: Sembarang medan magnet sing gantian bakal nyebabake voltase ing timbal probe, sing bisa dites kanthi sirkuit cekak probe siji lan sijine (lan nyedhiyakake jalur defleksi menyang resistensi lemah) lan ngamati bentuk gelombang osiloskop. Formulir gelombang AC sing diamati amarga induksi lan bisa diminimalake kanthi ngganti posisi timbal utawa kanthi nyoba ngilangi medan magnet. Kajaba iku, perlu kanggo mesthekake manawa grounding saka amplifier disambungake karo grounding sistem. Yen ampli duwe sambungan iki, ora bakal ana jalur bali defleksi lan ampli ora bakal bisa digunakake. Grounding uga kudu mesthekake yen metode grounding sing digunakake ora ngganggu distribusi sirkuit sing saiki lagi dites.
P: Kepiye cara ngukur swara grounding frekuensi dhuwur?
A: Pancen angel ngukur swara ing lemah kanthi ampli instrumentasi wideband sing cocog, mula probe pasif hf lan VHF cocog. Iki kalebu cincin magnetik ferit (diameter njaba 6 ~ 8mm) kanthi rong gulungan kumparan masing-masing 6 ~ 10. Kanggo mbentuk trafo isolasi frekuensi dhuwur, siji kumparan disambungake karo input analis spektrum lan liyane menyang probe.
Cara tes padha karo kasus frekuensi rendah, nanging analisis spektrum nggunakake kurva karakteristik frekuensi-amplitudo kanggo makili gangguan. Ora kaya properti domain wektu, sumber swara bisa dibedakake kanthi gampang adhedhasar karakteristik frekuensi. Kajaba iku, sensitivitas analisa spektrum paling ora 60dB luwih dhuwur tinimbang osiloskop broadband.
P: Kepiye babagan induktansi kabel?
A: Induktansi konduktor lan pita konduktif PCB ora bisa diabaikan kanthi frekuensi sing luwih dhuwur. Kanggo ngetung induktansi kawat lurus lan pita konduktif, loro perkiraan diwenehake ing kene.
Contone, pita konduktif dawane 1cm lan ambane 0.25mm bakal wujud induktansi 10nH.
Induktansi konduktor = 0.0002LLN2LR-0.75 μH
Contone, induktansi kawat diameter njaba 1cm dawa 0.5cm yaiku 7.26nh (2R = 0.5mm, L = 1cm)
Induktansi pita konduktif = 0.0002LLN2LW + H + 0.2235W + HL + 0.5μH
Contone, induktansi pita konduktif papan sirkuit cetak 1cm jembaré yaiku 0.25nh (H = 9.59mm, W = 0.038mm, L = 0.25cm).
Nanging, reaktansi induktif biasane luwih cilik tinimbang fluks parasit lan voltase sing nyebabake sirkuit induktif sing dipotong. Area loop kudu minimal amarga voltase induksi sebanding karo area loop. Iki gampang ditindakake nalika kabel dipasang ing tikungan.
Ing papan sirkuit sing dicithak, jalur timah lan bali kudu cedhak. Pangowahan kabel cilik asring nyuda pengaruh, deleng sumber A ditambah karo loop energi B. sing kurang.
Nyuda area loop utawa nambah jarak ing antarane loop kopling bakal nyilikake efek. Area loop biasane dikurangi minimal lan jarak antarane puteran kopling maksimal. Perisai magnetik kadhangkala dibutuhake, nanging larang lan gampang gagal mekanik, mula aja nganti uwal.
11. P: Ing Q&A kanggo Aplikasi Insinyur, tumindak sirkuit integral sing ora ideal asring kasebut. Sampeyan kudu luwih gampang nggunakake komponen sing gampang kayata resistor. Nerangake jarak komponen sing becik.
A: Aku mung pengin resistor dadi piranti sing becik, nanging silinder sing cendhak ing pucuk resistor tumindak persis kaya resistor murni. Resistor nyata uga ngemot komponen resistensi imajiner – komponen reaktansi. Umume resistor duwe kapasitansi cilik (biasane 1 nganti 3pF) sejajar karo resistensi. Sanajan sawetara resistor film, nglereni alur heliks ing film resistif umume induktif, reaktansi induktife puluhan utawa atusan nahen (nH). Mesthine, resistensi luka kawat umume induktif tinimbang kapasitif (paling ora kanthi frekuensi kurang). Penting, resistor luka kawat digawe saka gulungan, mula resistor tatu kawat ora duwe induktansi sawetara mikrohma (μH) utawa puluhan mikrohma, utawa uga resistor tatu kawat “non-induktif” (ing endi setengah saka gulungan kasebut tatu jarum jam lan setengah jarum jam liyane). Supaya induktansi sing diprodhuksi dening rong bagian coil mbatalake siji liyane) uga duwe 1μH utawa luwih induktansi residu. Kanggo resistor luka kawat sing regane dhuwur udakara 10k ω, resistor sing isih biasane kapasitif tinimbang induktif, lan kapasitansi nganti 10pF, luwih dhuwur tinimbang film tipis standar utawa resistor sintetis. Reaktansi iki kudu ditrapake kanthi tliti nalika ngrancang sirkuit frekuensi tinggi sing ngemot resistor.
P: Nanging akeh sirkuit sing sampeyan jelasake digunakake kanggo ngukur sing tepat ing DC utawa frekuensi sing sithik banget. Inductor stray lan kapasitor stray ora relevan ing aplikasi kasebut, bener?
A: nggih. Amarga transistor (kalorone diskret lan ing sirkuit terintegrasi) duwe jembaré band sing jembar banget, osilasi kadang bisa kedadeyan ing atusan utawa ewu pita megahertz nalika sirkuit rampung kanthi beban induktif. Tumindak sing nutup kerugian lan mbenerake sing ana gandhengane karo ayunan duwe pengaruh sing ala marang akurasi frekuensi rendah lan stabilitas.
Sing luwih elek, osilasi bisa uga ora katon ing osiloskop, amarga bandwidth osiloskop banget kurang dibandhingake karo bandwidth osilasi frekuensi dhuwur sing diukur, utawa amarga kapasitas muatan probe osiloskop cukup kanggo mungkasi osilasi. Cara paling apik yaiku nggunakake analisa spektrum pita lebar (frekuensi kurang nganti 15GHz ing ndhuwur) kanggo mriksa sistem osilasi parasit. Priksa iki kudu ditindakake nalika input beda-beda sajrone jangkoan dinamis, amarga osilasi parasit kadang-kadang kedadeyan ing band input sing sempit banget.
P: Apa ana pitakon babagan resistor?
A: Resistansi resistor ora tetep, nanging beda-beda karo suhu. Koefisien suhu (TC) beda-beda gumantung saka sawetara PPM / ° C (sejuta saben derajat Celcius) nganti pirang-pirang ewu PPM / ° C. Resistor sing paling stabil yaiku resistor kawat utawa film film logam, lan sing paling elek yaiku resistor film karbon sintetis.
Koefisien suhu sing gedhe kadang bisa migunani (resistor + 3500ppm / ° C bisa digunakake kanggo menehi ganti rugi kT / Q ing persamaan karakteristik diode persimpangan, kaya sing wis kasebut sadurunge ing Q&AS kanggo Engineers Aplikasi). Nanging ing umum resistensi karo suhu bisa dadi sumber kesalahan ing sirkuit presisi.
Yen presisi sirkuit gumantung karo loro resistor kanthi koefisien suhu sing beda, mula ora cocog yen cocog karo siji suhu, mula ora bakal cocog karo suhu liyane. Sanajan koefisien suhu loro resistor cocog, ora ana jaminan yen tetep ing suhu sing padha. Panas dhewe sing digawe dening konsumsi daya internal utawa panas eksternal sing ditularake saka sumber panas ing sistem kasebut bisa nyebabake katandhingake suhu, nyebabake resistensi. Malah resistor kabel-tatu utawa film logam kanthi kualitas apik bisa uga cocog karo suhu atusan (utawa malah ewonan) PPM / ℃. Solusi sing jelas yaiku nggunakake rong resistor sing dibangun saengga kalorone cedhak karo matriks sing padha, dadi akurasi sistem kasebut cocog banget ing kabeh wektu. Substrat bisa dadi wafer silikon sing simulasi sirkuit integral sing tepat, wafer kaca utawa film logam. Preduli saka substrat, loro resistor kasebut cocog banget sajrone nggawe, duwe koefisien suhu sing cocog, lan suhu padha meh padha (amarga wis cedhak).