Gedréckt Circuit Verwaltungsrot schwiereg Problemer a Léisungen

Q: Wéi virdru scho gesot iwwer einfache Widderstänn, mussen et e puer Widderstänn sinn deenen hir Leeschtung genau ass wat mir erwaarden. Wat geschitt mat der Resistenz vun enger Sektioun Drot?
A: D’Situatioun ass anescht. Vermeintlech bezitt Dir Iech op en Drot oder e konduktive Band an engem gedréckte Circuit Board deen als Drot wierkt. Zënter Raumtemperatur Superleitungen sinn nach net verfügbar, funktionnéiert all Längt vum Metalldrot als en nidderegen Widderstandswidderstand (deen och als Kondensator an Induktor wierkt), a säin Effekt op de Circuit muss berécksiichtegt ginn.
2. Q: D’Resistenz vun engem ganz kuerze Kupferdrot an engem klenge Signalkrees däerf net wichteg sinn?
A: loosst eis e 16-Bit ADC mat enger Inputimpedanz vu 5k consider betruechten. Ugeholl datt d’Signallinn op den ADC Input aus engem typesche gedréckte Circuit Board besteet (0.038mm déck, 0.25mm breet) mat engem konduktive Band vun 10cm an der Längt. Et huet eng Resistenz vun ongeféier 0.18 ω bei Raumtemperatur, wat e bësse manner wéi 5K ω × 2 × 2-16 ass a produzéiert e Gewënnfehler vun 2LSB a voller Grad.
Wahrscheinlech kann dëse Problem reduzéiert ginn wann, wéi et schonn ass, d’leitend Band vum PRINTED Circuit Board méi breet gemaach gëtt. An analoge Kreesser ass et allgemeng léiwer eng méi breet Band ze benotzen, awer vill PCB Designer (a PCB Designer) léiwer eng minimum Bandbreedung ze benotzen fir d’Signallinnplazéierung ze erliichteren. Schlussendlech ass et wichteg d’Resistenz vun der konduktiver Band ze berechnen an hir Roll an all méigleche Probleemer ze analyséieren.
3. Q: Gëtt et e Problem mat der Kapazitanz vum konduktive Band mat ze grousser Breet an der Metallschicht um Réck vum PRINTED Circuit Board?
A: Et ass eng kleng Fro. Och wann d’Kapazitanz vun der konduktiver Band vum PRINTED Circuit Board wichteg ass (och fir niddereg Frequenz Circuiten, déi héichfrequent parasitesch Schwéngunge produzéiere kënnen), sollt et ëmmer als éischt geschat ginn. Wann dëst net de Fall ass, ass souguer e breet konduktivt Band dat eng grouss Kapazitanz bildt kee Problem. Wann Probleemer optrieden, kann e klengt Gebitt vum Buedemfliger ewechgeholl ginn fir d’Kapazitanz op d’Äerd ze reduzéieren.
Q: Loosst dës Fro e Moment! Wat ass de Buedemfliger?
A: Wann Kupferfolie op der ganzer Säit vun engem PRINTED Circuit Board (oder de ganze Interlayer vun engem Multilayer Printed Circuit Board) fir Buedem benotzt gëtt, dann ass dat wat mir e Grondfliger nennen. All Buedemdrot soll mat der klengst méiglecher Resistenz an Induktanz arrangéiert ginn. Wann e System en Aerdungsfliger benotzt, ass et manner wahrscheinlech vum Äerdrausche betraff ze ginn. Zousätzlech huet de Buedemfliger och d’Funktioun vu Schutz a Killung
Q: De Buedemfliger deen hei erwähnt ass schwéier fir Hiersteller, oder?
A: Et waren e puer Probleemer virun 20 Joer. Haut, wéinst der Verbesserung vum Bindemittel, der Lödbeständegkeet an der Wellenlotertechnologie a gedréckte Circuitboards, ass d’Fabrikatioun vun engem Grondfliger eng routinéiert Operatioun vu gedréckte Circuitboards ginn.
Q: Dir hutt gesot datt d’Méiglechkeet e System fir Buedemraus ausgesat ze ginn mat engem Buedemfliger ganz kleng ass. Wat bleift vum Buedemrausprobleem, deen net geléist ka ginn?
A: De Basis Circuit vun engem geformte Geräischsystem huet e Grondfliger, awer seng Resistenz an d’Induktanz sinn net null – wann d’extern Stroumquell staark genuch ass, beaflosst se präzis Signaler. Dëse Problem kann miniméiert ginn duerch d’korrekt Arrangement vun de gedréckte Circuitboards sou datt héije Stroum net an d’Gebidder fléisst déi d’Grondspannung vu Präzisiounssignaler beaflossen. Heiansdo kann eng Paus oder Schlitze am Buedemfliger e grousse Grondstroum aus dem sensiblen Gebitt ofleeden, awer zwéngend Ännere vum Buedemfliger kann och d’Signal an dat sensibel Gebitt ofleeden, sou datt sou eng Technik mat Suergfalt muss benotzt ginn.
Q: Wéi weess ech de Spannungsfall deen op engem Buedemfliger generéiert gëtt?
A: normalerweis kann de Spannungsfall gemooss ginn, awer heiansdo kënne Berechnunge gemaach ginn op Basis vun der Resistenz vum Material am Buedemfliger (nominal 1 Unze Koffer huet eng Resistenz vun 045m ω /□) an d’Längt vun der konduktive Band duerch déi de Stroum passéiert, och wann d’Berechnungen komplizéiert kënne sinn. Spannungen am DC bis niddereg Frequenz (50kHz) Beräich kënne mat Instrumenterverstärker wéi AMP02 oder AD620 gemooss ginn.
Den Verstärkergewënn gouf op 1000 gesat a verbonne mat engem Oszilloskop mat enger Empfindlechkeet vu 5mV/div. Den Verstärker kann aus der selwechter Energiequell geliwwert ginn wéi de Circuit deen getest gëtt, oder aus senger eegener Energiequell. Wéi och ëmmer, wann den Verstärkerbuedem vu senger Kraaftbasis getrennt ass, muss den Oszilloskop mat der Kraaftbasis vum benotzte Stroumkrees verbonne sinn.
D’Resistenz tëscht zwee Punkten um Buedemfliger kann gemooss ginn andeems eng Sonde op déi zwee Punkte bäigefüügt gëtt. D’Kombinatioun vum Verstärkergewënn an der Oszilloskop Empfindlechkeet erméiglecht d’Messensensitivitéit op 5μV/div z’erreechen. Kaméidi vum Verstärker wäert d’Breet vun der Oszilloskop Welleformkurve ëm ongeféier 3μV erhéijen, awer et ass ëmmer nach méiglech eng Resolutioun vun ongeféier 1μV z’erreechen – genuch fir de gréisste Buedemraus mat bis zu 80% Vertrauen z’ënnerscheeden.
Q: Wat soll iwwer déi uewe genannten Testmethod bemierkt ginn?
A: All ofwiesselnd Magnéitfeld induzéiert eng Spannung op der Sondleitung, déi getest ka ginn andeems d’Sonden anenee kuerze Circuit (an en Ofleedungswee zur Buedemresistenz ubitt) an d’Oscilloskop Welleform beobachten. Déi beobachtet AC Wellenform ass wéinst Induktioun a ka miniméiert ginn andeems d’Positioun vum Lead ofgeännert gëtt oder probéiert de Magnéitfeld ze eliminéieren. Zousätzlech ass et noutwendeg ze garantéieren datt de Buedem vum Verstärker mam Buedem vum System ugeschloss ass. Wann den Verstärker dës Verbindung huet gëtt et keen Oflehnungsretour an de Verstärker funktionnéiert net. Grounding soll och sécherzestellen datt déi benotzte Grounding Method net déi aktuell Verdeelung vum Circuit ënnersträicht.
Q: Wéi moosst ech den Héichfrequenz Buedemrausch?
A: Et ass schwéier hf Buedemrausch mat engem passenden Breetbandinstrumentverstärker ze moossen, sou datt hf a VHF passiv Sonde passend sinn. Et besteet aus engem Ferrit -Magnéitring (baussenzegen Duerchmiesser vu 6 ~ 8mm) mat zwou Spirelen vun 6 ~ 10 Wendungen all. Fir en Héichfrequenz Isolatiounstransformator ze bilden, ass eng Spiral mam Spektrum Analyser Input an déi aner mat der Sond ugeschloss.
D’Testmethod ass ähnlech wéi den Nidderfrequenzfall, awer de Spektrumanalysator benotzt Amplitude-Frequenz charakteristesch Bunnen fir Kaméidi ze representéieren. Am Géigesaz zu Zäit Domain Eegeschafte kënne Geräischquelle liicht ënnerscheeden op Basis vun hire Frequenzcharakteristiken. Zousätzlech ass d’Sensibilitéit vum Spektrumanalysator op d’mannst 60dB méi héich wéi déi vum Breetband Oszilloskop.
Q: Wéi ass et mat der Induktioun vun engem Drot?
A: D’Induktanz vun Dirigenten a PCB konduktiv Bands kënnen net op méi héije Frequenzen ignoréiert ginn. Fir d’Induktanz vun engem richtegen Drot an engem konduktive Band ze berechnen, ginn zwou Approximatiounen hei agefouert.
Zum Beispill, eng konduktiv Band 1 cm laang an 0.25 mm breet wäert eng Induktanz vun 10nH bilden.
Konduktorinduktanz = 0.0002LLN2LR-0.75 μH
Zum Beispill ass d’Induktanz vun engem 1 cm laange 0.5 mm baussenzegen Duerchmiesser Drot 7.26nh (2R = 0.5 mm, L = 1 cm)
Konduktiv Bandinduktanz = 0.0002LLN2LW+H+0.2235W+HL+0.5μH
Zum Beispill ass d’Induktanz vun der 1cm breet 0.25mm gedréckte Circuit Board Leedung Band 9.59nh (H = 0.038mm, W = 0.25mm, L = 1cm).
Wéi och ëmmer, déi induktiv Reaktanz ass normalerweis vill méi kleng wéi de parasitäre Flux an induzéierter Spannung vum geschniddene induktiven Circuit. D’Schläifberäich muss miniméiert ginn, well d’induzéiert Spannung proportional zum Schleifberäich ass. Dëst ass einfach ze maachen wann d’Verdrahtung verdreift Pair ass.
A gedréckte Circuitboards solle Lead a Retour Weeër no beieneen sinn. Kleng Drotännerunge minimiséieren dacks den Impakt, kuckt Quell A gekoppelt mat nidderegen Energie Schleif B.
D’Loopfläche reduzéieren oder d’Distanz tëscht de Kupplungsschleifen erhéijen miniméiert den Effekt. D’Schläifberäich gëtt normalerweis op e Minimum reduzéiert an d’Distanz tëscht de Kupplungsschleifen ass maximéiert. Magnetesch Schutz ass heiansdo erfuerderlech, awer ass deier an ufälleg fir mechanesche Feeler, also vermeit et.
11. Q: A Q&A fir Uwendungsingenieuren gëtt dacks en net-idealt Verhalen vun integréierte Circuiten ernimmt. Et sollt méi einfach sinn einfach Komponente wéi Widderstänn ze benotzen. Erkläert d’Proximitéit vun ideale Komponenten.
A: Ech wëll just datt e Widderstand en ideale Gerät ass, awer de kuerzen Zylinder un der Spëtzt vun engem Widderstand handelt genau wéi e reine Widderstand. Den eigentleche Widderstand enthält och déi imaginär Resistenzkomponent – d’Reaktanzkomponent. Déi meescht Widderstänn hunn eng kleng Kapazitanz (typesch 1 bis 3pF) parallel mat hirer Resistenz. Och wann e puer Filmresistoren, helikal Groove opzeschneiden an hire resistive Filmer meeschtens induktiv ass, ass hir induktiv Reaktanz Zénger oder Honnerte vun Nahen (nH). Natierlech sinn Drotwondresistenzen allgemeng induktiv anstatt kapazitiv (op d’mannst bei nidderegen Frequenzen). Iwwerhaapt, Drot-Wonn Widderstänn si vu Spirelen, sou datt et net selten ass datt Wire-Wound Widderstänn Induktioune vu verschiddene Mikrohm (μH) oder Zénger Mikrohm hunn, oder souguer sougenannten “net-induktiven” Drot-Wonn Widderstänn (wou d’Halschent vun de Spole mat der Auer an der anerer Halschent géint de Auer gewéckelt sinn). Also datt d’Induktanz produzéiert vun den zwou Hälfte vun der Spiral géigesäiteg annuléiert) huet och 1μH oder méi vun der Reschtinduktanz. Fir héichwäerteg Drahtwonnen Widderstänn iwwer ongeféier 10k ω, sinn déi reschtlech Widderstänn meeschtens kapazitiv anstatt induktiv, an d’Kapazitanz ass bis zu 10pF, méi héich wéi dee vum Standard dënnem Film oder synthetesche Widderstänn. Dës Reaktanz muss suergfälteg berécksiichtegt ginn wann Dir Héichfrequenzkreesser mat Widderstänn designt.
Q: Awer vill vun de Circuiten, déi Dir beschreift, gi benotzt fir präzis Miessunge bei DC oder ganz nidderegen Frequenzen. Stray Induktoren a Stray Kondensatoren sinn irrelevant an dësen Uwendungen, richteg?
A: jo. Well Transistoren (béid diskret a bannent integréierte Circuiten) ganz breet Bandbreedte hunn, kënnen Schwéngunge heiansdo an den Honnerte oder Dausende vu Megahertz Bands optrieden wann de Circuit mat enger induktiver Last op en Enn geet. D’Offset an d’Rektifikatiounsaktiounen, déi mat Schwéngunge verbonne sinn, hunn schlecht Auswierkungen op déi niddereg Frequenz Genauegkeet a Stabilitéit.
Méi schlëmm, d’Oscillatioune si vläicht net op engem Oszilloskop ze gesinn entweder well d’Bandbreedung vum Oszilloskop ze niddreg ass am Verglach mat der Bandbreedung vun den Héichfrequenz Oszillatiounen, déi gemooss ginn, oder well d’Ladkapazitéit vun der Oszilloskop Sonde genuch ass fir d’Oscillatiounen ze stoppen. Déi bescht Method ass e breet Band (niddereg Frequenz bis 15GHz uewen) Spektrumanalysator ze benotzen fir de System fir parasitär Schwéngungen ze kontrolléieren. Dëse Scheck sollt gemaach ginn wann den Input iwwer dat ganzt dynamescht Beräich variéiert, well parasitär Schwéngungen heiansdo an engem ganz schmuele Beräich vum Inputband optrieden.
Q: Sinn et Froen iwwer Widderstänn?
A: D’Resistenz vun engem Widderstand ass net fixéiert, awer variéiert mat der Temperatur. Den Temperaturkoeffizient (TC) variéiert vun e puer PPM /° C (Milliounst pro Grad Celsius) bis e puer dausend PPM /° C. Déi stabilst Widderstänn si Drahtwonn oder Metallfilmresistenz, an dat Schlëmmst si synthetesch Kuelestofffilmresistente.
Grouss Temperaturkoeffizienten kënnen heiansdo nëtzlech sinn (en +3500ppm/ ° C Widderstand ka benotzt gi fir kT/ Q an der Kräizung Diode charakteristescher Equatioun ze kompenséieren, wéi virdru scho a Q&AS fir Uwendungsingenieuren ernimmt). Awer am Allgemengen Resistenz mat Temperatur kann eng Feelerquell a Präzisiounskreesser sinn.
Wann d’Präzisioun vum Circuit ofhängeg vum Match vun zwee Widderstänn mat verschiddenen Temperaturkoeffizienten ass, egal wéi gutt op enger Temperatur gepasst ass, passt se net op der anerer. Och wann d’Temperaturkoeffizienten vun zwee Widderstänn passen, ass et keng Garantie datt se op der selwechter Temperatur bleiwen. Selwer Hëtzt generéiert duerch internem Energieverbrauch oder externer Hëtzt, déi vun enger Hëtztquell am System iwwerdroe gëtt, kann Temperaturmëssstänn verursaachen, wat zu Resistenz féiert. Och héichqualitativ Drahtwonn oder Metallfilm Widderstänn kënnen Temperaturmismatcher vun Honnerte (oder souguer Dausende) PPM / have hunn. Déi offensichtlech Léisung ass zwee Widderstänn ze benotzen déi sou gebaut gi datt se allebéid ganz no bei der selwechter Matrix sinn, sou datt d’Genauegkeet vum System zu all Moment gutt passt. De Substrat kann Siliziumwafelen sinn, déi präzis integréiert Circuiten, Glaswafelen oder Metallfilmer simuléieren. Onofhängeg vum Substrat passen déi zwee Widderstänn gutt wärend der Fabrikatioun, hu gutt ugepasst Temperaturkoeffizienten, a si bei bal derselwechter Temperatur (well se sou no sinn).