Kā izveidot PCB no praktiskā viedokļa?

PCB ( drukātās shēmas plate ) vadiem ir galvenā loma ātrgaitas ķēdēs. Šajā rakstā galvenokārt aplūkota ātrgaitas ķēžu elektroinstalācijas problēma no praktiskā viedokļa. Galvenais mērķis ir palīdzēt jaunajiem lietotājiem apzināties daudzus dažādus jautājumus, kas jāņem vērā, izstrādājot PCB vadus ātrgaitas ķēdēm. Vēl viens mērķis ir nodrošināt atsvaidzinošu materiālu klientiem, kuri kādu laiku nav bijuši pakļauti PCB vadiem. Ierobežotās vietas dēļ šajā rakstā nav iespējams detalizēti aplūkot visus jautājumus, taču mēs apspriedīsim galvenās daļas, kurām ir vislielākā ietekme uz ķēdes darbības uzlabošanu, projektēšanas laika samazināšanu un modifikācijas laika ietaupīšanu.

ipcb

Kā izveidot PCB no praktiskā viedokļa

Lai gan šeit galvenā uzmanība tiek pievērsta ķēdēm, kas saistītas ar ātrgaitas operatīvajiem pastiprinātājiem, šeit aplūkotās problēmas un metodes parasti ir piemērojamas vadiem lielākajai daļai citu ātrgaitas analogo shēmu. Ja operatīvie pastiprinātāji darbojas ļoti augstās radiofrekvenču (RF) joslās, ķēdes darbība lielā mērā ir atkarīga no PCB vadiem. Tas, kas izskatās kā labs augstas veiktspējas shēmas dizains uz “zīmēšanas dēļa”, var beigties ar viduvēju veiktspēju, ja tas cieš no paviršas elektroinstalācijas. Iepriekšēja apsvēršana un uzmanība svarīgām detaļām visā elektroinstalācijas procesā palīdzēs nodrošināt vēlamo ķēdes darbību.

Shematiska diagramma

Lai gan labas shēmas negarantē labu elektroinstalāciju, laba elektroinstalācija sākas ar labu shēmu. Shematiskā diagramma ir rūpīgi jāuzzīmē un jāņem vērā visas ķēdes signāla virziens. Ja shēmā ir normāla, vienmērīga signāla plūsma no kreisās uz labo, PCB jābūt tikpat labai signāla plūsmai. Shēmā sniedziet pēc iespējas vairāk noderīgas informācijas. Tā kā dažreiz shēmas projektēšanas inženieris nav pieejams, klients lūgs mums palīdzēt atrisināt ķēdes problēmu. Dizaineri, tehniķi un inženieri, kas veic šo darbu, būs ļoti pateicīgi, arī mēs.

Kāda cita informācija, kas būtu jāsniedz shematiski, izņemot parastos atsauces identifikatorus, enerģijas patēriņu un kļūdu pielaides? Šeit ir daži ieteikumi, kā parastu shēmu pārvērst par pirmās klases shēmu. Pievienojiet viļņu formu, mehānisko informāciju par apvalku, drukātās līnijas garumu, tukšo laukumu; Norādiet, kuras sastāvdaļas jānovieto uz PCB; Sniedziet regulēšanas informāciju, komponentu vērtību diapazonu, informāciju par siltuma izkliedi, drukātās vadības pretestības līnijas, piezīmes, kodolīgu ķēdes darbību aprakstu … (starp citiem).

Neuzticieties nevienam

Ja neveidojat savu elektroinstalāciju, noteikti veltiet daudz laika, lai vēlreiz pārbaudītu kabeļa konstrukciju. Neliela profilakse šeit ir vērts simts reizes. Negaidiet, ka kabeļtelevīzija sapratīs, ko jūs domājat. Jūsu ieguldījums un norādījumi ir vissvarīgākie vadu projektēšanas procesa sākumā. Jo vairāk informācijas jūs varat sniegt un jo vairāk esat iesaistīts elektroinstalācijas procesā, jo labāks būs PCB. Iestatiet kabeļu projektēšanas inženierim provizorisku pabeigšanas punktu – ātri pārbaudiet vēlamo kabeļu gaitas ziņojumu. Šī “slēgtā cikla” pieeja novērš elektroinstalācijas kļūdu un tādējādi samazina atkārtotas apstrādes iespēju.

Norādījumi elektroinstalācijas inženieriem ietver: īsu shēmas funkciju aprakstu, PCB skices, kas norāda ieejas un izejas pozīcijas, informāciju par PCB kaskādi (piemēram, cik bieza ir plāksne, cik slāņu ir, informācija par katru signāla slāni un zemējuma plakni – enerģijas patēriņš) , zemes, analogie, digitālie un RF signāli); Slāņiem ir vajadzīgi šie signāli; Pieprasīt svarīgu sastāvdaļu izvietošanu; Apvedceļa elementa precīza atrašanās vieta; Kuras drukātās līnijas ir svarīgas; Kurām līnijām ir jākontrolē pretestības drukātās līnijas; Kurām līnijām jāatbilst garumam; Komponentu izmēri; Kurām drukātajām līnijām jābūt tālu (vai tuvu) viena no otras; Kuras līnijas jāatrodas tālu (vai tuvu) viena no otras; Kuras sastāvdaļas jāatrodas viena no otras (vai tuvu); Kādas sastāvdaļas ir jānovieto PCB augšpusē un kuras apakšā? Nekad nesūdzieties par to, ka kādam jāsniedz pārāk daudz informācijas – par maz? Ir; Pārāk daudz? Nepavisam.

Viena mācību stunda: apmēram pirms 10 gadiem es izstrādāju daudzslāņu virsmas montāžas shēmas plati-plāksnei bija sastāvdaļas abās pusēs. Plāksnes ir pieskrūvētas pie apzeltīta alumīnija apvalka (stingro triecienizturīgo specifikāciju dēļ). Tapas, kas nodrošina neobjektīvu padevi, iet caur dēli. Piespraude ir savienota ar PCB ar metināšanas stiepli. Tā ir ļoti sarežģīta ierīce. Dažas no tāfeles sastāvdaļām tiek izmantotas testa iestatīšanai (SAT). Bet es esmu precīzi definējis, kur atrodas šīs sastāvdaļas. Vai varat uzminēt, kur šie komponenti ir instalēti? Starp valdi, starp citu. Produktu inženieri un tehniķi nav apmierināti, kad viņiem viss ir jāizjauc un jāsaliek kopā pēc to uzstādīšanas. Kopš tā laika es neesmu pieļāvis šo kļūdu.

vieta

Tāpat kā PCB, atrašanās vieta ir viss. Ļoti svarīgi ir tas, kur shēma ir novietota uz PCB, kur ir uzstādītas tās īpašās shēmas sastāvdaļas un kādas citas ķēdes ir tai blakus.

Parasti ieejas, izejas un barošanas avota pozīcijas ir iepriekš noteiktas, taču shēmai starp tām jābūt “radošai”. Tāpēc, pievēršot uzmanību elektroinstalācijas detaļām, var maksāt milzīgas dividendes. Sāciet ar galveno sastāvdaļu atrašanās vietu, apsveriet ķēdi un visu PCB. Galveno komponentu atrašanās vietas un signālu ceļa norādīšana no sākuma palīdz nodrošināt, ka dizains darbojas kā paredzēts. Izstrādājot dizainu pirmo reizi, tiek samazinātas izmaksas un stress – un līdz ar to arī attīstības cikli.

Apiet barošanas avotu

Pastiprinātāja jaudas puses apiešana, lai samazinātu troksni, ir svarīgs PCB projektēšanas procesa aspekts-gan ātrgaitas operatīvajiem pastiprinātājiem, gan citām ātrgaitas shēmām. Pastāv divas izplatītas apvedceļa ātrgaitas operatīvo pastiprinātāju konfigurācijas.

Strāvas zemējums: šī metode vairumā gadījumu ir visefektīvākā, izmantojot vairākus šuntēšanas kondensatorus, lai tieši iezemētu op pastiprinātāja strāvas tapas. Parasti pietiek ar diviem šunta kondensatoriem, taču dažām shēmām var būt noderīgi pievienot šunta kondensatorus.

Līdzvērtīgi kondensatori ar dažādām kapacitātes vērtībām palīdz nodrošināt, ka strāvas padeves tapas redz tikai zemu maiņstrāvas pretestību plašā diapazonā. Tas ir īpaši svarīgi pie operatīvā pastiprinātāja jaudas noraidīšanas koeficienta (PSR) vājināšanas frekvences. Kondensators palīdz kompensēt pastiprinātāja samazināto PSR. Zemējuma ceļi, kas saglabā zemu pretestību daudzos tenx diapazonos, palīdzēs nodrošināt, ka kaitīgais troksnis nenonāk operatīvajā pastiprinātājā. 1. attēlā parādītas vairāku vienlaicīgu elektrisko konteineru izmantošanas priekšrocības. Zemās frekvencēs lieli kondensatori nodrošina zemas pretestības piekļuvi zemei. Bet, tiklīdz frekvences sasniedz savu rezonanses frekvenci, kondensatori kļūst mazāk kapacitatīvi un iegūst vairāk jutekliskuma. Tāpēc ir svarīgi, lai būtu vairāki kondensatori: tā kā viena kondensatora frekvences reakcija sāk samazināties, sāk darboties otra kondensatora frekvences reakcija, tādējādi saglabājot ļoti zemu maiņstrāvas pretestību daudzās desmit oktāvās.

Sāciet tieši no operatīvā pastiprinātāja strāvas tapas; Kondensatori ar minimālo ietilpību un minimālo fizisko izmēru ir jānovieto tajā pašā PCB pusē, kur atrodas operētājsistēmas pastiprinātājs – pēc iespējas tuvāk pastiprinātājam. Kondensatora zemējuma spailim jābūt tieši savienotam ar zemējuma plakni ar īsāko tapu vai iespiesto vadu. Iepriekš minētajam zemējuma savienojumam jābūt pēc iespējas tuvāk pastiprinātāja slodzes galam, lai samazinātu traucējumus starp strāvas un zemējuma galu. Šo savienojuma metodi ilustrē 2. attēls.

Šis process jāatkārto maziem lieliem kondensatoriem. Vislabāk ir sākt ar minimālo kapacitāti 0.01 μF un tuvu tam novietot elektrolītisko kondensatoru ar zemu ekvivalentu sērijas pretestību (ESR) 2.2 μF (vai vairāk). 0.01 μF kondensatoram ar korpusa izmēru 0508 ir ļoti zema sērijas induktivitāte un lieliska augstfrekvences veiktspēja.

Jauda-jauda: citā konfigurācijā tiek izmantots viens vai vairāki apvedceļa kondensatori, kas savienoti starp operatīvā pastiprinātāja pozitīvās un negatīvās jaudas galiem. Šo metodi bieži izmanto, ja ķēdē ir grūti konfigurēt četrus kondensatorus. Trūkums ir tāds, ka kondensatora korpusa izmērs var palielināties, jo spriegums pāri kondensatoram ir divreiz lielāks par vienas jaudas apvedceļa metodi. Lai palielinātu spriegumu, ir jāpalielina ierīces nominālais sabrukšanas spriegums, kas nozīmē korpusa izmēra palielināšanu. Tomēr šī pieeja var uzlabot PSR un izkropļojumus.

Tā kā katra ķēde un elektroinstalācija ir atšķirīga, kondensatoru konfigurācija, skaits un kapacitātes vērtība būs atkarīga no faktiskās ķēdes prasībām.

Parazitāras sekas

Parazītiskie efekti ir burtiski traucējumi, kas iekļūst jūsu PCB un rada postu, galvassāpes un neizskaidrojamus postījumus ķēdē. Tie ir slēptie parazītiskie kondensatori un induktori, kas iesūcas ātrgaitas ķēdēs. Kas ietver parazītu induktivitāti, ko veido iepakojuma tapa un pārāk gara drukātā stieple; Parazītu kapacitāte, kas izveidota starp spilventiņu pret zemi, spilventiņu uz barošanas plakni un spilventiņu uz drukas līnijas; Mijiedarbība starp caurumiem un daudzi citi iespējamie efekti.