Apesar placa de circuito impresso A fiação (PCB) desempenha um papel fundamental em circuitos de alta velocidade, muitas vezes é apenas uma das últimas etapas no processo de design do circuito. Existem muitos aspectos da fiação de PCB de alta velocidade. Há muita literatura sobre este tópico para referência. Este artigo discute principalmente os problemas de fiação de circuitos de alta velocidade de um ponto de vista prático. O objetivo principal é ajudar os novos usuários a prestar atenção a muitos problemas diferentes que precisam ser considerados ao projetar a fiação da placa de circuito impresso de alta velocidade. Outro objetivo é fornecer um material de revisão para clientes que não tocam na fiação do PCB há algum tempo. Limitado pelo layout do artigo, este artigo não pode discutir todos os problemas em detalhes, mas irá discutir as partes principais que têm o maior efeito na melhoria do desempenho do circuito, encurtando o tempo de design e economizando o tempo de modificação.

Embora este artigo se concentre em circuitos relacionados a amplificadores operacionais de alta velocidade, os problemas e métodos discutidos neste artigo são geralmente aplicáveis ​​à fiação usada na maioria dos outros circuitos analógicos de alta velocidade. Quando o amplificador operacional funciona em uma banda de frequência de rádio frequência (RF) muito alta, o desempenho do circuito depende muito do layout do PCB. O projeto do circuito de alto desempenho que parece bom no desenho só pode obter desempenho normal se for afetado por fiação descuidada e descuidada. Portanto, a pré-consideração e a atenção aos detalhes importantes durante todo o processo de fiação ajudará a garantir o desempenho esperado do circuito. Esquemático Embora um bom esquema não garanta uma boa fiação, uma boa fiação começa com um bom esquema. Ao desenhar o diagrama esquemático, devemos pensar com cuidado e considerar a direção do sinal de todo o circuito. Se houver um fluxo de sinal normal e estável da esquerda para a direita no esquema, deve haver um fluxo de sinal igualmente bom no PCB. Forneça o máximo de informações úteis possível no esquema. Dessa forma, mesmo que alguns problemas não possam ser resolvidos pelo engenheiro de projeto do circuito, os clientes também podem buscar outros canais para ajudar a resolver os problemas do circuito. Além dos identificadores de referência comuns, consumo de energia e tolerância a erros, que outras informações devem ser fornecidas no esquema? O que se segue fornecerá algumas sugestões para transformar esquemas comuns nos melhores esquemas. Adicione formas de onda, informações mecânicas sobre o revestimento, comprimento das linhas impressas e áreas em branco; indicar quais componentes precisam ser colocados no PCB; fornecer informações de ajuste, faixas de valores de componentes, informações de dissipação de calor, linhas impressas de impedância de controle, comentários e breves circuitos, descrição da ação e outras informações, etc. Não acredite que, se você não projeta a fiação, deve reservar bastante tempo para verificar cuidadosamente o projeto do responsável pela fiação. Uma pequena prevenção pode valer cem vezes o remédio. Não espere que o encarregado da instalação entenda as idéias do designer. As primeiras opiniões e orientações no processo de projeto de fiação são as mais importantes. Quanto mais informações puderem ser fornecidas e quanto mais envolvido em todo o processo de fiação, melhor será o PCB resultante. Defina um ponto de conclusão provisório para o engenheiro de projeto de fiação e verifique rapidamente de acordo com o relatório de progresso de fiação desejado. Este método de loop fechado pode evitar que a fiação se extravie, minimizando assim a possibilidade de redesenho. As instruções que precisam ser fornecidas ao engenheiro de fiação incluem: uma breve descrição da função do circuito, um diagrama esquemático do PCB indicando os locais de entrada e saída, informações de empilhamento do PCB (por exemplo, a espessura da placa, quantas camadas existem, informações detalhadas sobre cada camada de sinal e plano de terra: consumo de energia, fio terra, sinal analógico, sinal digital e sinal de RF, etc.); quais sinais são necessários para cada camada; a colocação de componentes importantes é necessária; a localização exata dos componentes do bypass; essas linhas impressas são importantes; quais linhas precisam controlar linhas impressas de impedância; Quais linhas precisam corresponder ao comprimento; o tamanho dos componentes; quais linhas impressas precisam estar distantes umas das outras (ou próximas); quais linhas precisam estar distantes umas das outras (ou próximas); quais componentes precisam estar distantes uns dos outros (ou próximos); quais componentes precisam ser colocados no PCB acima, quais são colocados abaixo. Os engenheiros de projeto de fiação nunca podem reclamar de muitas informações que precisam ser fornecidas. Nunca há muita informação. A seguir, vou compartilhar uma experiência de aprendizado: cerca de 10 anos atrás, realizei um projeto de design de uma placa de circuito de montagem em superfície multicamadas com componentes em ambos os lados da placa de circuito. Use muitos parafusos para fixar a placa em uma caixa de alumínio folheado a ouro (porque existem padrões muito rígidos para resistência ao choque). Os pinos que fornecem passagem direta de polarização passam pela placa. Este pino é conectado ao PCB por fios de solda. Este é um dispositivo muito complicado. Alguns componentes da placa são usados ​​para configuração de teste (SAT). Mas o engenheiro definiu claramente a localização desses componentes. Onde esses componentes estão instalados? Logo abaixo do quadro. Quando os engenheiros e técnicos de produto precisam desmontar todo o dispositivo e remontá-lo após a conclusão das configurações, esse procedimento se torna muito complicado. Portanto, tais erros devem ser minimizados tanto quanto possível. A posição é como no PCB, a posição é tudo. Onde colocar um circuito no PCB, onde instalar seus componentes de circuito específicos e quais outros circuitos adjacentes são, todos os quais são muito importantes. Normalmente, as posições de entrada, saída e fonte de alimentação são predeterminadas, mas os circuitos entre elas precisam ser criativos. É por isso que prestar atenção aos detalhes da fiação terá um impacto significativo na fabricação subsequente. Comece com a localização dos principais componentes e considere o circuito específico e todo o PCB. Especificar a localização dos componentes principais e o caminho do sinal desde o início ajuda a garantir que o projeto atinja os objetivos de trabalho esperados. Obter o design certo uma vez pode reduzir custos e pressão e, portanto, encurtar o ciclo de desenvolvimento. Fonte de alimentação de bypass Definir uma fonte de alimentação de bypass na extremidade de potência do amplificador para reduzir o ruído é uma direção muito importante no processo de design de PCB, incluindo para amplificadores operacionais de alta velocidade e outros circuitos de alta velocidade. Existem dois métodos de configuração comuns para ignorar amplificadores operacionais de alta velocidade. * Este método de aterramento do terminal da fonte de alimentação é o mais eficaz na maioria dos casos, usando vários capacitores paralelos para aterrar diretamente o pino da fonte de alimentação do amplificador operacional. De modo geral, dois capacitores paralelos são suficientes, mas adicionar capacitores paralelos pode trazer benefícios para alguns circuitos. A conexão paralela de capacitores com diferentes valores de capacitância ajuda a garantir que o pino da fonte de alimentação tenha uma impedância de corrente alternada (CA) muito baixa em uma ampla faixa de frequência. Isso é especialmente importante na frequência de atenuação da taxa de rejeição da fonte de alimentação do amplificador operacional (PSR). Este capacitor ajuda a compensar o PSR reduzido do amplificador. Manter um caminho de aterramento de baixa impedância em muitas faixas de dez oitavas ajudará a garantir que ruídos prejudiciais não entrem no amplificador operacional. (Figura 1) mostra as vantagens de usar vários capacitores em paralelo. Em baixas frequências, grandes capacitores fornecem um caminho de aterramento de baixa impedância. Mas, uma vez que a frequência atinge sua própria frequência de ressonância, a compatibilidade do capacitor será enfraquecida e parecerá gradualmente indutiva.