ПХБ ( печатени коло ) жици играат клучна улога во кола со голема брзина. Овој труд главно го дискутира проблемот со жици на кола со голема брзина од практична гледна точка. Главната цел е да им помогне на новите корисници да станат свесни за многуте различни прашања што треба да се земат предвид при дизајнирање на жици за ПХБ за кола со голема брзина. Друга цел е да се обезбеди освежувачки материјал за клиенти кои не биле изложени на жици со ПХБ некое време. Поради ограничениот простор, не е можно детално да се опфатат сите прашања во оваа статија, но ќе разговараме за клучните делови што имаат најголемо влијание врз подобрувањето на перформансите на колото, намалувањето на времето на дизајнирање и заштедата на времето за модификација.

Како да дизајнирате ПХБ од практична гледна точка

Иако фокусот тука е на кола поврзани со оперативни засилувачи со голема брзина, проблемите и методите што се дискутирани овде се генерално применливи за жици за повеќето други аналогни кола со голема брзина. Кога оперативните засилувачи работат во многу високи радиофреквентни (RF) опсези, перформансите на колото во голема мера зависат од жици на ПХБ. Она што изгледа како добар дизајн на кола со високи перформанси на „таблата за цртање“, може да заврши со просечни перформанси ако страда од невешт жици. Пред-разгледување и внимание на важни детали во текот на процесот на ожичување ќе помогне да се обезбеди посакуваната изведба на колото.

Шематски дијаграм

Иако добрите шеми не гарантираат добри жици, добрите жици започнуваат со добри шеми. Шематски дијаграм мора внимателно да се нацрта и да се земе предвид насоката на сигналот на целото коло. Ако имате нормален, постојан проток на сигнал од лево кон десно во шемата, треба да имате исто толку добар проток на сигнал на ПХБ. Дајте што е можно повеќе корисни информации за шемата. Бидејќи понекогаш инженерот за дизајн на кола не е достапен, клиентот ќе побара од нас да помогнеме во решавањето на проблемот со колото. Дизајнерите, техничарите и инженерите кои ја работат оваа работа ќе бидат многу благодарни, вклучувајќи н us и нас.

Надвор од вообичаените референтни идентификатори, потрошувачка на енергија и толеранции за грешки, кои други информации треба да се дадат во шематски план? Еве неколку предлози за претворање на обична шема во шема од прва класа. Додадете бранова форма, механички информации за школка, печатена должина на линија, празна површина; Наведете кои компоненти треба да се постават на ПХБ; Дајте информации за прилагодување, опсег на вредноста на компонентата, информации за дисипација на топлина, отпечатени линии за контрола на импеданса, белешки, концизен опис на акционото коло… (меѓу другите).

Не верувај никому

Ако не дизајнирате сопствени жици, не заборавајте да оставите многу време за двојно да го проверите дизајнот на кабелскиот кабел. Мала превенција вреди сто пати лек овде. Не очекувајте дека жичарот ќе разбере што мислите. Вашиот влез и насоки се најважни на почетокот на процесот на дизајнирање на жици. Колку повеќе информации можете да обезбедите и колку повеќе сте вклучени во процесот на жици, толку подобро ќе биде ПХБ. Поставете пробна точка за завршување на инженерот за дизајн на кабли – брза проверка на извештајот за напредок во каблирањето што го сакате. Овој пристап „затворена јамка“ спречува жиците да залутаат и со тоа ја минимизира можноста за преработка.

Инструкциите за инженерите за жици вклучуваат: краток опис на функциите на колото, скици на ПХБ што укажуваат на влезни и излезни позиции, каскадни информации за ПХБ (на пример, колку е дебела таблата, колку слоеви има, детали за секој слој на сигнал и рамнина за заземјување – потрошувачка на енергија , заземјување, аналогни, дигитални и RF сигнали); На слоевите им се потребни тие сигнали; Бараат поставување важни компоненти; Точната локација на елементот за бајпас; Кои печатени линии се важни; Кои линии треба да ги контролираат печатените линии на импеданса; Кои линии треба да одговараат на должината; Димензии на компоненти; Кои печатени линии треба да бидат далеку (или близу) едни од други; Кои линии треба да бидат далеку (или близу) едни од други; Кои компоненти треба да се лоцираат далеку (или близу) едни на други; Кои компоненти треба да се стават на врвот, а кои на дното на ПХБ? Никогаш не се жалете дека треба да дадете некому премногу информации – премалку? Е; Премногу? Не на сите.

Една лекција за учење: Пред околу 10 години, дизајнирав повеќеслојна плоча за коло-површината има компоненти од двете страни. Плочите се прицврстени на позлатена алуминиумска обвивка (поради строгите спецификации за отпорност на удар). Низ таблата минуваат иглички кои обезбедуваат пренос на пристрасност. Иглата е поврзана со ПХБ со жица за заварување. Тоа е многу комплициран уред. Некои од компонентите на таблата се користат за поставување тест (SAT). Но, јас точно дефинирав каде се овие компоненти. Можете ли да погодите каде се инсталирани овие компоненти? Патем, под таблата. Инженерите и техничарите на производи не се задоволни кога треба да ја разделат целата работа и повторно да ја состават откако ќе завршат со поставување. Оттогаш не сум ја направил таа грешка.

Локација

Како и во PCB, локацијата е с everything. Каде е поставено коло на ПХБ, каде се инсталирани неговите специфични компоненти на колото и кои други кола се во непосредна близина на него, се многу важни.

Нормално, позициите за влез, излез и напојување се однапред одредени, но колото меѓу нив треба да биде „креативно“. Ова е причината зошто обрнувањето внимание на деталите за жици може да плати огромни дивиденди. Започнете со локацијата на клучните компоненти, разгледајте го колото и целиот PCB. Одредувањето на локацијата на клучните компоненти и патеката на сигналите од почетокот помага да се осигура дека дизајнот работи како што е предвидено. Правилниот дизајн за прв пат ги намалува трошоците и стресот – а со тоа и развојните циклуси.

Заобиколете го напојувањето

Заобиколувањето на моќната страна на засилувачот за да се намали бучавата е важен аспект на процесот на дизајнирање на ПХБ-и за оперативни засилувачи со голема брзина и за други кола со голема брзина. Постојат две вообичаени конфигурации на бајпас оперативни засилувачи со голема брзина.

Заземјување за напојување: Овој метод е најефикасен во повеќето случаи, користејќи повеќе кондензатори за шант за директно заземјување на пиновите за напојување на оптималниот засилувач. Генерално се доволни два кондензатори за шант – но додавањето на кондензатори за шант може да биде корисно за некои кола.

Паралелно кондензатори со различни вредности на капацитетот помага да се осигура дека пиновите за напојување гледаат само мала импеданса на наизменична струја во широк опсег. Ова е особено важно при фреквенцијата на слабеење на односот на отфрлање на моќноста на оперативниот засилувач (PSR). Кондензаторот помага да се компензира намалениот PSR на засилувачот. Патеките за заземјување што одржуваат ниска импеданса во многу опсези на десет пати ќе помогнат да се осигура дека штетниот шум не влегува во оперативниот засилувач. Слика 1 ги илустрира предностите од користење на повеќе истовремени електрични садови. При ниски фреквенции, големите кондензатори овозможуваат пристап до земја со мала импеданса. Но, откако фреквенциите ќе ја достигнат својата резонантна фреквенција, кондензаторите стануваат помалку капацитивни и земаат поголема сензуалност. Ова е причината зошто е важно да се има повеќе кондензатори: како што фреквентниот одговор на едниот кондензатор почнува да опаѓа, така и фреквентниот одговор на другиот кондензатор влегува во игра, со што се одржува многу ниска импеданса наизменична струја во текот на многу десет октави.

Започнете директно од игла за напојување на оперативниот засилувач; Кондензаторите со минимална капацитивност и минимална физичка големина треба да бидат поставени на иста страна на ПХБ со оперативниот засилувач – што е можно поблиску до засилувачот. Приклучокот за заземјување на кондензаторот треба директно да се поврзе со рамнината за заземјување со најкратката игла или печатена жица. Спојката за заземјување споменато погоре треба да биде што е можно поблиску до крајот на оптоварувањето на засилувачот за да се минимизира мешањето помеѓу напојувањето и крајот на заземјувањето. Слика 2 го илустрира овој метод на поврзување.

Овој процес треба да се повтори за подлабавните кондензатори. Најдобро е да започнете со минимален капацитет од 0.01 μF и да поставите електролитски кондензатор со низок еквивалентен отпор на серии (ESR) од 2.2 μF (или повеќе) близу до него. Кондензаторот 0.01 μF со големина на куќиште 0508 има многу ниска индуктивност на серии и одлични перформанси со висока фреквенција.

Моќност-напојување: Друга конфигурација користи еден или повеќе бајпас кондензатори поврзани помеѓу позитивните и негативните краеви на моќноста на оперативниот засилувач. Овој метод често се користи кога е тешко да се конфигурираат четири кондензатори во коло. Недостаток е што големината на куќиштето на кондензаторот може да се зголеми затоа што напонот преку кондензаторот е двојно поголем од вредноста на методот на бајпас со една моќност. Зголемувањето на напонот бара зголемување на номиналниот прекин на напонот на уредот, што значи зголемување на големината на куќиштето. Сепак, овој пристап може да ги подобри перформансите на PSR и нарушување.

Бидејќи секое коло и жици се различни, конфигурацијата, бројот и капацитетот на кондензаторите ќе зависат од барањата на вистинското коло.

Паразитски ефекти

Паразитски ефекти се буквално дефекти што се прикрадуваат во вашата ПХБ и предизвикуваат хаос, главоболки и необјаснив хаос во колото. Тие се скриените паразитски кондензатори и индуктори кои се пробиваат во кола со голема брзина. Која ја вклучува паразитската индуктивност формирана од игла за пакување и предолга печатена жица; Паразитски капацитет формиран помеѓу подлога до земја, подлога до рамнина за напојување и рампа до линија за печатење; Интеракции помеѓу отворите и многу други можни ефекти.