PCB ( papan sirkuit cetak ) kabel nduweni peran penting ing sirkuit kecepatan tinggi. Makalah iki biasane mbahas babagan masalah kabel sirkuit kecepatan tinggi saka sudut pandang praktis. Tujuan utamane yaiku supaya pangguna anyar bisa ngerti macem-macem masalah sing kudu dipikirake nalika ngrancang kabel PCB kanggo sirkuit kecepatan tinggi. Tujuan liyane yaiku nyedhiyakake bahan sing luwih seger kanggo para pelanggan sing wis suwe ora nyambung karo kabel PCB. Amarga ruang sing winates, ora bisa ngrampungake kabeh masalah kanthi rinci ing artikel iki, nanging bakal ngrembug babagan bagean-bagean utama sing duweni pengaruh paling gedhe kanggo ningkatake kinerja sirkuit, nyuda wektu desain, lan ngirit wektu modifikasi.

Cara ngrancang PCB saka sudut pandang praktis

Although the focus here is on circuits related to high speed operational amplifiers, the problems and methods discussed here are generally applicable to wiring for most other high speed analog circuits. Nalika amplifier operasional nganggo pita frekuensi radio (RF) sing dhuwur banget, kinerja sirkuit kasebut gumantung banget karo kabel PCB. Kayane desain sirkuit kinerja tinggi sing apik ing “papan gambar” bisa diakhiri karo kinerja sing biasa yen ngalami kabel sing ceroboh. Pre-pertimbangan lan perhatian babagan rincian penting sajrone proses kabel bakal mbantu kinerja sirkuit sing dikarepake.

Diagram Skematik

Sanajan skema sing apik ora njamin kabel sing apik, kabel sing apik diwiwiti karo skema sing apik. The schematic diagram must be carefully drawn and the signal direction of the entire circuit must be considered. Yen duwe sinyal normal sing tetep saka kiwa menyang tengen ing skema, sampeyan kudu duwe sinyal kaya sing apik ing PCB. Menehi informasi sing migunani banget ing skema kasebut. Amarga kadang insinyur desain sirkuit ora kasedhiya, mula pelanggan njaluk tulung ngrampungake masalah sirkuit kasebut. Desainer, teknisi lan insinyur sing nindakake karya iki bakal ngucapake matur nuwun banget, kalebu kita.

Ngluwihi pengenal referensi sing biasa, konsumsi daya, lan toleransi kesalahan, apa informasi liyane sing kudu diwenehake ing skema? Mangkene sawetara saran supaya skema biasa dadi skema kelas pertama. Tambahake bentuk gelombang, informasi mekanik babagan cangkang, dawa garis sing dicithak, area kosong; Tandha komponen sing kudu diselehake ing PCB; Menehi informasi pangaturan, sawetara nilai komponen, informasi disipasi panas, garis dicetak impedansi kontrol, cathetan, deskripsi tumindak sirkuit ringkes… (antara liya).

Aja percaya karo sapa wae

Yen sampeyan ora ngrancang kabel dhewe, priksa manawa luwih akeh wektu kanggo mriksa desain cabler. Nyegah sithik regane bisa satus tikel dadi obat ing kene. Aja nganti wong cabling ngerti apa sing sampeyan pikirake. Input lan pandhuan sampeyan paling penting ing wiwitan proses desain kabel. Luwih akeh informasi sing bisa diwenehake lan luwih akeh melu proses kabel, PCB bakal dadi asil. Setel titik rampung sementara kanggo insinyur desain cabling – priksa cepet laporan kemajuan kabel sing dikarepake. Pendekatan “loop tertutup” iki nyegah kabel supaya ora kesasar lan kanthi mangkono minimalake kemungkinan nyusun ulang.

Instructions to wiring engineers include: a short description of circuit functions, PCB sketches indicating input and output positions, PCB cascading information (e.g., how thick the board is, how many layers there are, details of each signal layer and grounding plane — power consumption, ground, analog, digital and RF signals); The layers need those signals; Mbukak panggonan komponen penting; The exact location of the bypass element; Which printed lines are important; Garis endi sing kudu ngontrol garis dicetak impedansi; Garis endi sing kudu cocog karo dawa; Ukuran komponen; Garis sing dicithak kudu adoh (utawa cedhak) saka siji liyane; Which lines need to be far (or near) from each other; Komponen kasebut kudu dununge adoh saka (utawa cedhak) liyane; Komponen kasebut kudu diselehake ing sisih ndhuwur lan ing sisih ngisor PCB? Never complain about having to give someone too much information — too little? Yaiku; Kakehan? Ora ing kabeh.

Siji pelajaran sinau: Udakara 10 taun kepungkur, aku ngrancang papan sirkuit pemasangan permukaan multi-lapisan – papan kasebut duwe komponen ing loro-lorone. Piring kasebut dipasang menyang cangkang aluminium sing dilapis emas (amarga spesifikasi sing ketat kejut). Pin sing nyedhiyakake feed-through bias liwat papan. Pin kasebut disambungake menyang PCB kanthi kabel las. Piranti kasebut rumit banget. Some of the components on the board are used for test setting (SAT). But I’ve defined exactly where these components are. Apa sampeyan bisa ngira ing endi komponen kasebut diinstal? Ing ngisor papan, kanthi cara. Insinyur produk lan teknisi ora seneng yen kudu ngrampungake kabeh lan pulih maneh sawise rampung diatur. Aku ora nggawe kesalahan kasebut wiwit saiki.

lokasi

Kaya ing PCB, dununge kabeh. Nalika sirkuit dilebokake ing PCB, ing endi komponen sirkuit tartamtu dipasang, lan sirkuit liyane sing jejer kasebut penting banget.

Biasane, posisi input, output lan sumber daya wis ditemtokake, nanging sirkuit ing antarane kudu “kreatif”. Pramila nggatekake rincian kabel bisa mbayar deviden gedhe. Miwiti lokasi komponen utama, pikirake sirkuit lan kabeh PCB. Nemtokake lokasi komponen kunci lan jalur sinyal wiwit wiwitan mbantu manawa desain bisa digunakake kaya sing dikarepake. Kasedhiya desain kaping pisanan nyuda biaya lan stres – mula siklus pangembangan.

Liwati pasokan listrik

Ngilangi sisih daya ampli kanggo nyuda swara minangka aspek penting saka proses desain PCB – kanggo ampli operasional kanthi kecepatan dhuwur lan sirkuit liyane. There are two common configurations of bypass high speed operational amplifiers.

Daya listrik: Cara iki paling efisien ing pirang-pirang kasus, nggunakake macem-macem kapasitor shunt kanggo langsung langsung pin pin opap. Two shunt capacitors are generally sufficient – but adding shunt capacitors may be beneficial for some circuits.

Kapasitor paralel karo nilai kapasitansi sing beda mbantu manawa pin suplai listrik mung bisa ngatasi impedansi AC ing pita lebar. Iki penting banget ing frekuensi atenuasi rasio penolakan daya panguat (PSR). Kapasitor mbantu menehi ganti rugi kanggo PSR sing nyuda saka ampli. Grounding paths that maintain low impedance over many tenx ranges will help ensure that harmful noise does not enter the operational amplifier. Gambar 1 nggambarake kaluwihan nggunakake macem-macem kontainer listrik bebarengan. Ing frekuensi sing kurang, kapasitor gedhe nyedhiyakake akses lemah impedansi sing kurang. Nanging yen frekuensi tekan frekuensi resonan, kapasitor dadi kurang kapasitif lan luwih sensualitas. Pramila penting kanggo duwe macem-macem kapasitor: amarga respon frekuensi saka siji kapasitor wiwit mudhun, respon frekuensi saka kapasitor liyane bisa ditindakake, saengga bisa nahan impedansi AC sing sithik sajrone sepuluh oktaf.

Mulai langsung saka pin daya ampli operasional; Kapasitor kanthi kapasitansi minimal lan ukuran fisik minimal kudu dilebokake ing sisih sing padha karo PCB minangka ampli operasional – sabisa karo ampli. Terminal grounding saka kapasitor bakal langsung nyambung menyang pesawat grounding kanthi pin paling cedhak utawa kabel cetak. Sambungan grounding sing kasebut ing ndhuwur bakal cedhak karo pungkasan beban amplifier sing bisa nyuda gangguan antarane tenaga lan ujung grounding. Gambar 2 nggambarake cara sambungan iki.

Proses iki kudu dibaleni kanggo kapasitor sublarge. Luwih becik diwiwiti kanthi kapasitansi minimal 0.01 μF lan pasang kapasitor elektrolitik kanthi resistensi seri sing padha (ESR) saka 2.2 μF (utawa luwih) sing cedhak. Kapasitor 0.01 μF kanthi ukuran omah 0508 nduweni induktansi seri sing sithik banget lan kinerja frekuensi dhuwur banget.

Power-to-power: Konfigurasi liyane nggunakake siji utawa luwih kapasitor bypass sing disambungake ing antarane ujung daya positif lan negatif saka ampli operasional. Cara iki asring digunakake nalika angel ngonfigurasi patang kapasitor ing sirkuit. Kerugian kasebut yaiku ukuran omah kapasitor bisa uga tambah amarga voltase ing kapasitor kaping pindho luwih saka cara metode bypass daya siji. Nambah voltase mbutuhake nambah voltase breakdown sing dirating ing piranti, tegese nambah ukuran omah. Nanging, pendekatan iki bisa nambah kinerja PSR lan distorsi.

Amarga saben sirkuit lan kabel beda-beda, nilai konfigurasi, nomer, lan kapasitansi kapasitor bakal gumantung karo syarat sirkuit nyata.

Efek parasit

Efek parasit yaiku glitches sing nyelehake menyang PCB lan ngrusak, sakit sirah, lan kacilakan sing ora bisa dingerteni ing sirkuit. Iki minangka kapasitor parasit lan induktor sing ndhelik menyang sirkuit kanthi kecepatan tinggi. Sing kalebu induktansi parasit sing dibentuk dening pin paket lan kabel sing dicithak dawa banget; Kapasitansi parasit dibentuk ing antarane pad menyang lemah, pad menyang pesawat listrik lan pad kanggo nyithak garis; Interaksi antarane bolongan, lan akeh efek liyane.