이기는하지만 인쇄 회로 기판 (PCB) 배선은 고속 회로에서 핵심적인 역할을 하며 종종 회로 설계 프로세스의 마지막 단계 중 하나일 뿐입니다. 고속 PCB 배선에는 여러 측면이 있습니다. 참고로 이 주제에 대한 많은 문헌이 있습니다. 이 기사는 주로 실용적인 관점에서 고속 회로의 배선 문제를 논의합니다. 주요 목적은 새로운 사용자가 고속 회로 PCB 배선을 설계할 때 고려해야 할 다양한 문제에 주의를 기울이도록 돕는 것입니다. 또 다른 목적은 한동안 PCB 배선을 만지지 않은 고객에게 리뷰 자료를 제공하는 것입니다. 기사 레이아웃의 제한으로 이 기사에서는 모든 문제를 자세히 논의할 수 없지만 기사에서는 회로 성능 향상, 설계 시간 단축 및 수정 시간 절약에 가장 큰 영향을 미치는 주요 부분에 대해 논의합니다.

이 기사는 고속 연산 증폭기와 관련된 회로에 초점을 맞추고 있지만, 이 기사에서 논의된 문제와 방법은 일반적으로 대부분의 다른 고속 아날로그 회로에 사용되는 배선에 적용할 수 있습니다. 연산 증폭기가 매우 높은 무선 주파수(RF) 주파수 대역에서 작동할 때 회로의 성능은 PCB 레이아웃에 크게 좌우됩니다. 도면으로 보기에 좋은 고성능 회로 설계도 부주의하고 부주의한 배선의 영향을 받는 경우에만 정상적인 성능을 얻을 수 있습니다. 따라서 전체 배선 프로세스 동안 중요한 세부 사항에 대한 사전 고려와 주의는 예상 회로 성능을 보장하는 데 도움이 됩니다. 회로도 좋은 회로도가 좋은 배선을 보장하지는 않지만 좋은 배선은 좋은 회로도에서 시작됩니다. 회로도를 그릴 때는 신중하게 생각해야 하며 전체 회로의 신호 방향을 고려해야 합니다. 회로도에서 왼쪽에서 오른쪽으로 정상적이고 안정적인 신호 흐름이 있는 경우 PCB에도 똑같이 양호한 신호 흐름이 있어야 합니다. 회로도에 가능한 한 많은 유용한 정보를 제공하십시오. 이러한 방식으로 회로 설계 엔지니어가 일부 문제를 해결할 수 없는 경우에도 고객은 회로 문제를 해결하는 데 도움이 되는 다른 채널을 찾을 수 있습니다. 공통 참조 식별자, 전력 소비 및 오류 허용 오차 외에도 회로도에 제공해야 하는 기타 정보는 무엇입니까? 다음은 일반 회로도를 최고의 회로도로 바꾸는 몇 가지 제안 사항을 제공합니다. 파형, 케이싱에 대한 기계적 정보, 인쇄된 선의 길이 및 빈 영역을 추가합니다. PCB에 배치해야 하는 구성 요소를 나타냅니다. 조정 정보, 구성 요소 값 범위, 방열 정보, 제어 임피던스 인쇄 라인, 설명 및 간략한 회로 제공 동작 설명 및 기타 정보 등 배선을 직접 설계하지 않으면 배선 담당자의 설계를 주의 깊게 확인하는 데 충분한 시간을 허용해야 한다고 믿지 마십시오. 작은 예방은 치료의 백 배 가치가 있습니다. 배선 담당자가 디자이너의 아이디어를 이해하기를 기대하지 마십시오. 배선 설계 과정에서 초기 의견과 지침이 가장 중요합니다. 제공할 수 있는 정보가 많을수록 전체 배선 프로세스에 더 많이 관여할수록 결과적으로 PCB가 더 좋아질 것입니다. 배선설계엔지니어에게 잠정완료점을 설정하고 원하는 배선진행보고서에 따라 신속하게 확인한다. 이 폐쇄 루프 방식은 배선이 잘못되는 것을 방지하여 재설계 가능성을 최소화할 수 있습니다. 배선 엔지니어에게 제공해야 하는 지침에는 다음이 포함됩니다. 회로 기능에 대한 간단한 설명, 입력 및 출력 위치를 나타내는 PCB 개략도, PCB 적층 정보(예: 보드 두께, 레이어 수 각 신호 레이어 및 접지면에 대한 자세한 정보가 있습니다. 전력 소비, 접지선, 아날로그 신호, 디지털 신호 및 RF 신호 등); 각 계층에 필요한 신호 중요한 구성 요소의 배치가 필요합니다. 바이패스 구성요소의 정확한 위치; 인쇄된 라인은 중요합니다. 어떤 라인이 임피던스 인쇄 라인을 제어해야 하는지 ; 어떤 라인이 길이와 일치해야 하는지; 구성 요소의 크기; 인쇄된 라인은 서로 멀리(또는 가까이) 있어야 합니다. 어떤 선이 서로 멀리 떨어져 있어야 하는지(또는 가까이에 있어야 하는지) 어떤 구성 요소가 서로 멀리 떨어져 있어야 하는지(또는 가까이에 있어야 하는지) PCB 위에 어떤 구성 요소를 배치해야 하는지, 어떤 구성 요소를 아래에 배치해야 하는지. 배선 설계 엔지니어는 제공해야 하는 정보가 너무 많다고 불평할 수 없습니다. 정보가 너무 많지는 않습니다. 다음으로, 학습 경험을 공유하겠습니다. 약 10년 전에 저는 회로 기판의 양면에 부품이 있는 다층 표면 실장 회로 기판의 설계 프로젝트를 수행했습니다. 많은 나사를 사용하여 금도금 알루미늄 하우징에 보드를 고정합니다(충격 저항에 대한 매우 엄격한 기준이 있기 때문에). 바이어스 피드스루를 제공하는 핀은 보드를 통과합니다. 이 핀은 납땜 와이어로 PCB에 연결됩니다. 이것은 매우 복잡한 장치입니다. 보드의 일부 구성 요소는 테스트 설정(SAT)에 사용됩니다. 그러나 엔지니어는 이러한 구성 요소의 위치를 ​​명확하게 정의했습니다. 이러한 구성 요소는 어디에 설치되어 있습니까? 보드 바로 아래에 있습니다. 제품 엔지니어와 기술자가 전체 장치를 분해하고 설정을 완료한 후 다시 조립해야 하는 경우 이 절차가 매우 복잡해집니다. 따라서 이러한 오류를 최대한 최소화해야 합니다. 위치는 PCB에서와 마찬가지로 위치가 전부입니다. PCB에 회로를 배치할 위치, 특정 회로 구성 요소를 설치할 위치 및 기타 인접 회로는 모두 매우 중요합니다. 일반적으로 입력, 출력 및 전원 공급 장치의 위치는 미리 정해져 있지만 이들 사이의 회로는 창의적이어야 합니다. 이것이 배선 세부 사항에주의를 기울이는 것이 후속 제조에 큰 영향을 미치는 이유입니다. 핵심 부품의 위치부터 시작하여 특정 회로와 전체 PCB를 고려하십시오. 처음부터 주요 구성 요소의 위치와 신호 경로를 지정하면 설계가 예상한 작업 목표를 달성할 수 있습니다. 올바른 설계를 한 번만 수행하면 비용과 부담을 줄일 수 있으므로 개발 주기를 단축할 수 있습니다. 바이패스 전원 공급 장치 노이즈를 줄이기 위해 증폭기의 전원 끝에 바이패스 전원 공급 장치를 설정하는 것은 고속 연산 증폭기 및 기타 고속 회로를 포함하여 PCB 설계 프로세스에서 매우 중요한 방향입니다. 고속 연산 증폭기를 우회하기 위한 두 가지 일반적인 구성 방법이 있습니다. * 이 전원 단자 접지 방법은 대부분의 경우 가장 효과적인데, 다수의 병렬 캐패시터를 사용하여 연산 증폭기의 전원 핀을 직접 접지합니다. 일반적으로 병렬 커패시터 XNUMX개로 충분하지만 병렬 커패시터를 추가하면 일부 회로에 이점이 있을 수 있습니다. 서로 다른 커패시턴스 값을 가진 커패시터를 병렬로 연결하면 전원 공급 장치 핀이 넓은 주파수 대역에서 매우 낮은 교류(AC) 임피던스를 갖도록 하는 데 도움이 됩니다. 이것은 연산 증폭기 PSR(Power Supply Rejection Ratio)의 감쇠 주파수에서 특히 중요합니다. 이 커패시터는 증폭기의 감소된 PSR을 보상하는 데 도움이 됩니다. 많은 XNUMX옥타브 범위에서 저임피던스 접지 경로를 유지하면 유해한 노이즈가 연산 증폭기에 유입되지 않도록 하는 데 도움이 됩니다. (그림 1)은 여러 개의 커패시터를 병렬로 사용할 때의 장점을 보여줍니다. 저주파에서 큰 커패시터는 낮은 임피던스 접지 경로를 제공합니다. 그러나 주파수가 자체 공진 주파수에 도달하면 커패시터의 호환성이 약해지고 점차적으로 유도성이 나타납니다.