PCB ( spausdintinė plokštė ) laidai atlieka pagrindinį vaidmenį greitaeigėse grandinėse. Šiame darbe praktiniu požiūriu daugiausia aptariama greitųjų grandinių laidų problema. Pagrindinis tikslas yra padėti naujiems vartotojams suvokti daugybę skirtingų problemų, į kurias reikia atsižvelgti projektuojant didelės spartos grandinių PCB laidus. Kitas tikslas yra pateikti atnaujinimo medžiagą klientams, kurie kurį laiką nebuvo veikiami PCB laidų. Dėl ribotos erdvės šiame straipsnyje neįmanoma išsamiai aptarti visų klausimų, tačiau aptarsime pagrindines dalis, kurios turi didžiausią įtaką grandinės veikimo gerinimui, projektavimo laiko sutrumpinimui ir modifikavimo laiko taupymui.

Kaip sukurti PCB praktiniu požiūriu

Nors čia daugiausia dėmesio skiriama grandinėms, susijusioms su greitaeigiais operatyviniais stiprintuvais, čia aptartos problemos ir metodai paprastai taikomi daugumos kitų greitųjų analoginių grandinių laidams. Kai operaciniai stiprintuvai veikia labai aukšto radijo dažnio (RF) juostose, grandinės veikimas labai priklauso nuo PCB laidų. Tai, kas atrodo kaip geras didelio našumo grandinės dizainas „piešimo lentoje“, gali baigtis vidutiniškai, jei ji kenčia nuo aplaidžių laidų. Išankstinis svarstymas ir dėmesys svarbioms detalėms viso laidų proceso metu padės užtikrinti norimą grandinės veikimą.

Schema

Nors geros schemos negarantuoja geros elektros instaliacijos, gera instaliacija prasideda nuo geros schemos. Schematinė schema turi būti kruopščiai nupiešta ir atsižvelgiama į visos grandinės signalo kryptį. Jei schemoje yra normalus, pastovus signalo srautas iš kairės į dešinę, PCB turėtų būti toks pat geras srautas. Schemoje pateikite kuo daugiau naudingos informacijos. Kadangi kartais grandinės projektavimo inžinierius nėra pasiekiamas, klientas paprašys mūsų padėti išspręsti grandinės problemą. Šį darbą atliekantys dizaineriai, technikai ir inžinieriai bus labai dėkingi, įskaitant mus.

Kokia kita informacija turėtų būti pateikta schemoje, be įprastų etaloninių identifikatorių, energijos suvartojimo ir klaidų tolerancijos? Štai keletas pasiūlymų, kaip įprastą schemą paversti pirmos klasės schema. Pridėkite bangos formą, mechaninę informaciją apie apvalkalą, atspausdintą eilutės ilgį, tuščią sritį; Nurodykite, kuriuos komponentus reikia įdėti į PCB; Pateikite reguliavimo informaciją, komponentų verčių diapazoną, šilumos išsklaidymo informaciją, atspausdintas valdymo varžos eilutes, pastabas, glaustą grandinės veiksmų aprašymą … (tarp kitų).

Niekuo nepasitiki

Jei nesukuriate savo laidų, būtinai skirkite daug laiko dar kartą patikrinti kabelio konstrukciją. Šiek tiek prevencijos čia verta šimtą kartų. Nesitikėkite, kad laidininkas supras, ką jūs galvojate. Jūsų indėlis ir nurodymai yra svarbiausi laidų projektavimo proceso pradžioje. Kuo daugiau informacijos galėsite pateikti ir kuo labiau dalyvausite prijungimo procese, tuo PCB bus geresnis. Nustatykite preliminarų kabelių projektavimo inžinieriaus užbaigimo tašką – greitai patikrinkite norimą kabelių eigos ataskaitą. Šis „uždarojo ciklo“ metodas neleidžia laidams nuklysti ir taip sumažina perdirbimo galimybę.

Instrukcijose elektros instaliacijos inžinieriams pateikiamas: trumpas grandinės funkcijų aprašymas, PCB eskizai, nurodantys įvesties ir išvesties pozicijas, kaskadinė informacija apie PCB (pvz., Kokia plokštės storis, kiek sluoksnių yra, informacija apie kiekvieną signalinį sluoksnį ir įžeminimo plokštumą – energijos suvartojimas) , antžeminiai, analoginiai, skaitmeniniai ir RF signalai); Sluoksniams reikia tų signalų; Reikalauti sudėti svarbius komponentus; Tiksli aplinkkelio elemento vieta; Kokios spausdintos eilutės yra svarbios; Kurios eilutės turi valdyti impedanso spausdintas linijas; Kurios linijos turi atitikti ilgį; Komponentų matmenys; Kurios spausdintos linijos turi būti toli (arba arti) viena nuo kitos; Kurios linijos turi būti toli (ar arti) viena nuo kitos; Kurie komponentai turi būti vienas nuo kito (arba šalia); Kokie komponentai turėtų būti dedami ant PCB viršaus, o kurie – apačioje? Niekada nesiskųskite, kad turite kam nors suteikti per daug informacijos – per mažai? Yra; Per daug? Visai ne.

Viena mokymosi pamoka: Maždaug prieš 10 metų aš sukūriau daugiasluoksnę ant paviršiaus montuojamą plokštę-plokštė turėjo komponentų iš abiejų pusių. Plokštės pritvirtintos prie auksu padengto aliuminio korpuso (dėl griežtų atsparumo smūgiams specifikacijų). Smeigtukai, užtikrinantys šališkumą, praeina per plokštę. Smeigtukas yra prijungtas prie PCB suvirinimo viela. Tai labai sudėtingas įrenginys. Kai kurie plokštės komponentai naudojami bandymo nustatymui (SAT). But I’ve defined exactly where these components are. Ar galite atspėti, kur šie komponentai yra įdiegti? Po lenta, beje. Produktų inžinieriai ir technikai nėra patenkinti, kai jie turi viską išardyti ir vėl sudėti, kai tik baigia jį nustatyti. Nuo to laiko nepadariau tos klaidos.

vieta

Kaip ir PCB, vieta yra viskas. Labai svarbu, kur grandinė yra uždėta ant PCB, kur yra sumontuoti jos specifiniai grandinės komponentai ir kokios kitos grandinės yra greta jos.

Paprastai įvesties, išvesties ir maitinimo šaltinių padėtis yra iš anksto nustatyta, tačiau grandinė tarp jų turi būti „kūrybinga“. Štai kodėl dėmesys elektros instaliacijos detalėms gali duoti didžiulius dividendus. Pradėkite nuo pagrindinių komponentų vietos, apsvarstykite grandinę ir visą PCB. Pagrindinių komponentų vietos ir signalų kelio nurodymas nuo pat pradžių padeda užtikrinti, kad dizainas veikia taip, kaip numatyta. Tinkamas dizainas pirmą kartą sumažina išlaidas ir stresą – taigi ir kūrimo ciklus.

Apeiti maitinimo šaltinį

Stiprintuvo maitinimo pusės apėjimas, siekiant sumažinti triukšmą, yra svarbus PCB projektavimo proceso aspektas-tiek greitaeigiams operatyviniams stiprintuvams, tiek kitoms didelės spartos grandinėms. Yra dvi įprastos aplinkkelio didelės spartos operacinių stiprintuvų konfigūracijos.

Maitinimo įžeminimas: Šis metodas daugeliu atvejų yra efektyviausias, naudojant kelis šuntavimo kondensatorius, kad būtų galima tiesiogiai įžeminti operacinio stiprintuvo maitinimo kaiščius. Paprastai pakanka dviejų šuntavimo kondensatorių, tačiau kai kuriems grandiniams gali būti naudinga pridėti šuntavimo kondensatorius.

Lygiagretūs kondensatoriai su skirtingomis talpos vertėmis padeda užtikrinti, kad maitinimo kaiščiai matytų tik mažą kintamosios srovės varžą plačioje juostoje. Tai ypač svarbu esant operacinio stiprintuvo galios atmetimo santykio (PSR) slopinimo dažniui. Kondensatorius padeda kompensuoti sumažintą stiprintuvo PSR. Įžeminimo keliai, išlaikantys mažą varžą daugelyje dešimties diapazonų, padės užtikrinti, kad kenksmingas triukšmas nepatektų į operacinį stiprintuvą. 1 paveiksle pavaizduoti kelių vienu metu naudojamų elektros konteinerių naudojimo pranašumai. Esant žemiems dažniams, dideli kondensatoriai užtikrina žemos varžos prieigą prie žemės. Tačiau kai dažniai pasiekia savo rezonansinį dažnį, kondensatoriai tampa mažiau talpūs ir įgauna daugiau jausmingumo. Štai kodėl svarbu turėti kelis kondensatorius: kai vieno kondensatoriaus dažnio atsakas pradeda mažėti, pradeda veikti kito kondensatoriaus dažnio atsakas, taip išlaikant labai mažą kintamosios srovės varžą daugelyje dešimties oktavų.

Pradėkite tiesiai nuo operacinio stiprintuvo maitinimo kaiščio; Kondensatoriai, turintys minimalią talpą ir minimalų fizinį dydį, turėtų būti dedami toje pačioje PCB pusėje kaip ir operacinis stiprintuvas – kuo arčiau stiprintuvo. Kondensatoriaus įžeminimo gnybtas turi būti tiesiogiai prijungtas prie įžeminimo plokštės trumpiausiu kaiščiu arba atspausdinta viela. Pirmiau minėta įžeminimo jungtis turi būti kuo arčiau stiprintuvo apkrovos galo, kad būtų kuo mažiau trukdžių tarp maitinimo ir įžeminimo galo. 2 paveikslas iliustruoja šį prijungimo būdą.

Šis procesas turėtų būti kartojamas mažesniems kondensatoriams. Geriausia pradėti nuo mažiausios 0.01 μF talpos ir šalia jo pastatyti elektrolitinį kondensatorių, kurio mažos ekvivalentinės serijos varža (ESR) yra 2.2 μF (ar daugiau). 0.01 μF kondensatorius su 0508 korpuso dydžiu turi labai mažą serijos induktyvumą ir puikų aukšto dažnio veikimą.

Maitinimas-galia: kita konfigūracija naudoja vieną ar kelis apėjimo kondensatorius, prijungtus tarp operacinio stiprintuvo teigiamos ir neigiamos galios galų. Šis metodas dažnai naudojamas, kai grandinėje sunku sukonfigūruoti keturis kondensatorius. Trūkumas yra tas, kad kondensatoriaus korpuso dydis gali padidėti, nes įtampa per kondensatorių yra dvigubai didesnė už vienos galios apėjimo metodo vertę. Norint padidinti įtampą, reikia padidinti vardinę prietaiso gedimo įtampą, o tai reiškia, kad reikia padidinti korpuso dydį. Tačiau šis metodas gali pagerinti PSR ir iškraipymus.

Kadangi kiekviena grandinė ir laidai yra skirtingi, kondensatorių konfigūracija, skaičius ir talpos vertė priklausys nuo faktinės grandinės reikalavimų.

Parazitinis poveikis

Parazitinis poveikis yra tiesioginiai trikdžiai, įsiskverbiantys į jūsų PCB ir sukeliantys sumaištį, galvos skausmą ir nepaaiškinamą žalą grandinėje. Jie yra paslėpti parazitiniai kondensatoriai ir induktoriai, kurie patenka į didelės spartos grandines. Į kurį įeina parazitinis induktyvumas, kurį sudaro per ilgas pakuotės kaištis ir atspausdinta viela; Parazitinė talpa, suformuota tarp trinkelės prie žemės, trinkelės prie maitinimo plokštės ir pagalvėlės iki spausdinimo linijos; Sąveika tarp skylių ir daugybė kitų galimų padarinių.