Metode for å realisere høyhastighets PCB-kabling

Selv trykte kretskort (PCB) ledninger spiller en nøkkelrolle i høyhastighetskretser, det er ofte bare ett av de siste trinnene i kretsdesignprosessen. Det er mange aspekter ved høyhastighets PCB-kabling. Det finnes mye litteratur om dette emnet for referanse. Denne artikkelen diskuterer hovedsakelig ledningsproblemene til høyhastighetskretser fra et praktisk synspunkt. Hovedformålet er å hjelpe nye brukere til å ta hensyn til mange forskjellige problemer som må vurderes ved utforming av høyhastighetskrets-kretskortkabling. Et annet formål er å gi et gjennomgangsmateriale til kunder som ikke har rørt PCB-kabling på en stund. Begrenset av artikkeloppsettet kan ikke denne artikkelen diskutere alle problemene i detalj, men artikkelen vil diskutere nøkkeldelene som har størst effekt på å forbedre kretsytelsen, forkorte designtiden og spare modifikasjonstid.

ipcb

Selv om denne artikkelen fokuserer på kretser relatert til høyhastighets operasjonsforsterkere, er problemene og metodene som er diskutert i denne artikkelen generelt anvendelige for kabling som brukes i de fleste andre høyhastighets analoge kretser. Når operasjonsforsterkeren fungerer i et svært høy radiofrekvens (RF) frekvensbånd, avhenger ytelsen til kretsen i stor grad av PCB-oppsettet. Den høyytelses kretsdesignen som ser bra ut på tegningen kan bare få ordinær ytelse hvis den påvirkes av uforsiktig og uforsiktig ledning. Derfor vil forhåndsvurdering og oppmerksomhet på viktige detaljer under hele ledningsprosessen bidra til å sikre forventet kretsytelse. Schematic Although a good schematic does not guarantee a good wiring, a good wiring starts with a good schematic. When drawing the schematic diagram, we must think carefully, and we must consider the signal direction of the entire circuit. Dersom det er normal og stabil signalstrøm fra venstre mot høyre i skjemaet, så bør det være like god signalstrøm på kretskortet. Gi så mye nyttig informasjon som mulig om skjematikken. På denne måten, selv om noen problemer ikke kan løses av kretsdesigningeniøren, kan kundene også søke andre kanaler for å hjelpe til med å løse kretsproblemene. In addition to the common reference identifiers, power consumption, and error tolerance, what other information should be given in the schematic? Følgende vil gi noen forslag for å gjøre vanlige skjemaer til de beste skjemaene. Legg til bølgeformer, mekanisk informasjon om foringsrøret, lengden på utskrevne linjer og tomme områder; angi hvilke komponenter som må plasseres på PCB; gi justeringsinformasjon, komponentverdiområder, varmespredningsinformasjon, utskrevne linjer for kontrollimpedans, kommentarer og korte kretser Handlingsbeskrivelse og annen informasjon, etc. Ikke tro at hvis du ikke designer ledningene selv, må du gi god tid til å nøye sjekke utformingen av ledningspersonen. En liten forebygging kan være verdt hundre ganger midlet. Ikke forvent at ledningspersonen forstår designerens ideer. Tidlige meninger og veiledning i ledningsdesignprosessen er det viktigste. The more information that can be provided, and the more involved in the entire wiring process, the better the resulting PCB will be. Angi et foreløpig fullføringspunkt for ledningsdesigneren, og sjekk raskt i henhold til ønsket fremdriftsrapport for ledninger. Denne lukkede sløyfemetoden kan forhindre at ledningene kommer på avveie, og dermed minimere muligheten for redesign. Instruksjonene som må gis til ledningsingeniøren inkluderer: en kort beskrivelse av kretsfunksjonen, et skjematisk diagram av PCB-en som indikerer inngangs- og utgangsplasseringene, PCB-stablingsinformasjon (for eksempel hvor tykt brettet er, hvor mange lag det er detaljert informasjon om hvert signallag og jordplan: strømforbruk, jordledning, analogt signal, digitalt signal og RF-signal, etc.); hvilke signaler som kreves for hvert lag; plassering av viktige komponenter er nødvendig; den nøyaktige plasseringen av bypass-komponenter; de trykte linjene er viktige; hvilke linjer trenger for å kontrollere impedansutskrevne linjer; Hvilke linjer må matche lengden; størrelsen på komponentene; hvilke utskrevne linjer må være langt unna hverandre (eller i nærheten av); hvilke linjer må være langt unna hverandre (eller i nærheten av); hvilke komponenter må være langt unna hverandre (eller i nærheten av); hvilke komponenter som må plasseres på PCB-en ovenfor, hvilke er plassert under. Koblingsdesignere kan aldri klage på for mye informasjon som må gis. There is never too much information. Next, I will share a learning experience: about 10 years ago, I carried out a design project of a multi-layer surface mount circuit board with components on both sides of the circuit board. Bruk mange skruer for å feste brettet i et gullbelagt aluminiumshus (fordi det er veldig strenge standarder for støtmotstand). Pinnene som gir skjev gjennomføring passerer gjennom brettet. This pin is connected to the PCB by soldering wires. Dette er en veldig komplisert enhet. Some components on the board are used for test setting (SAT). Men ingeniøren har klart definert plasseringen av disse komponentene. Hvor er disse komponentene installert? Rett under brettet. When product engineers and technicians have to disassemble the entire device and reassemble them after completing the settings, this procedure becomes very complicated. Therefore, such errors must be minimized as much as possible. Position is just like in the PCB, position is everything. Hvor du skal sette en krets på PCB, hvor du skal installere dens spesifikke kretskomponenter, og hva andre tilstøtende kretser er, som alle er veldig viktige. Vanligvis er posisjonene for inngang, utgang og strømforsyning forhåndsbestemt, men kretsene mellom dem må være kreative. Dette er grunnen til at oppmerksomhet på ledningsdetaljer vil ha en betydelig innvirkning på etterfølgende produksjon. Start med plasseringen av nøkkelkomponenter og vurder den spesifikke kretsen og hele PCB. Specifying the location of key components and the path of the signal from the beginning helps ensure that the design achieves the expected work goals. Å få riktig design én gang kan redusere kostnader og press, og derfor forkorte utviklingssyklusen. Bypass strømforsyning Å sette en bypass strømforsyning ved strømenden av forsterkeren for å redusere støy er en svært viktig retning i PCB-designprosessen, inkludert for høyhastighets operasjonsforsterkere og andre høyhastighetskretser. Det er to vanlige konfigurasjonsmetoder for å omgå høyhastighets operasjonsforsterkere. * Denne metoden for jording av strømforsyningsterminalen er den mest effektive i de fleste tilfeller, ved å bruke flere parallelle kondensatorer for å jorde strømforsyningspinnen til operasjonsforsterkeren direkte. Generelt sett er to parallelle kondensatorer tilstrekkelig, men å legge til parallelle kondensatorer kan gi fordeler for noen kretser. Parallellkobling av kondensatorer med forskjellige kapasitansverdier bidrar til å sikre at strømforsyningspinnen har en svært lav vekselstrømimpedans (AC) over et bredt frekvensbånd. Dette er spesielt viktig ved dempningsfrekvensen til driftsforsterkerens strømforsyningsavvisningsforhold (PSR). Denne kondensatoren hjelper til med å kompensere for den reduserte PSR til forsterkeren. Ved å opprettholde en lavimpedans jordbane i mange ti-oktaver områder vil det bidra til at skadelig støy ikke kan komme inn i operasjonsforsterkeren. (Bilde 1) viser fordelene ved å bruke flere kondensatorer parallelt. Ved lave frekvenser gir store kondensatorer en lavimpedans jordbane. But once the frequency reaches their own resonant frequency, the compatibility of the capacitor will be weakened and gradually appear inductive.