Hoci vytlačená obvodová doska (PCB) zapojenie hrá kľúčovú úlohu vo vysokorýchlostných obvodoch, často je to len jeden z posledných krokov v procese návrhu obvodu. Existuje mnoho aspektov vysokorýchlostného zapojenia PCB. Existuje veľa literatúry na túto tému, aby ste si ich mohli pozrieť. Tento článok sa zaoberá hlavne problémami zapojenia vysokorýchlostných obvodov z praktického hľadiska. Hlavným účelom je pomôcť novým používateľom venovať pozornosť mnohým rôznym problémom, ktoré je potrebné zvážiť pri navrhovaní vysokorýchlostného zapojenia PCB obvodov. Ďalším účelom je poskytnúť recenzný materiál pre zákazníkov, ktorí sa nejaký čas nedotkli elektroinštalácie PCB. Tento článok, ktorý je obmedzený rozložením článku, nemôže podrobne rozoberať všetky problémy, ale bude diskutovať o kľúčových častiach, ktoré majú najväčší vplyv na zlepšenie výkonu obvodu, skrátenie času návrhu a úsporu času na úpravu.

Hoci sa tento článok zameriava na obvody súvisiace s vysokorýchlostnými operačnými zosilňovačmi, problémy a metódy diskutované v tomto článku sú všeobecne použiteľné na zapojenie používané vo väčšine ostatných vysokorýchlostných analógových obvodov. Keď operačný zosilňovač pracuje vo veľmi vysokofrekvenčnom (RF) frekvenčnom pásme, výkon obvodu do značnej miery závisí od rozloženia PCB. Konštrukcia vysokovýkonného obvodu, ktorá vyzerá dobre na výkrese, môže získať bežný výkon iba vtedy, ak je ovplyvnená neopatrným a neopatrným zapojením. Preto predbežné zváženie a pozornosť venovaná dôležitým detailom počas celého procesu zapojenia pomôže zabezpečiť očakávaný výkon obvodu. Schéma Hoci dobrá schéma nezaručuje dobré zapojenie, dobré zapojenie začína dobrou schémou. Pri kreslení schémy musíme dôkladne premýšľať a musíme zvážiť smer signálu celého obvodu. Ak je v schéme normálny a stabilný tok signálu zľava doprava, potom by mal byť na doske plošných spojov rovnako dobrý tok signálu. Na schéme poskytnite čo najviac užitočných informácií. Týmto spôsobom, aj keď niektoré problémy nemôže vyriešiť inžinier obvodového dizajnu, zákazníci môžu tiež hľadať iné kanály, ktoré im pomôžu vyriešiť problémy s obvodmi. In addition to the common reference identifiers, power consumption, and error tolerance, what other information should be given in the schematic? Nasleduje niekoľko návrhov, ako zmeniť bežné schémy na najlepšie schémy. Pridajte priebehy, mechanické informácie o kryte, dĺžku tlačených čiar a prázdne oblasti; uveďte, ktoré komponenty je potrebné umiestniť na dosku plošných spojov; poskytnúť informácie o nastavení, rozsahy hodnôt komponentov, informácie o rozptyle tepla, vytlačené riadky riadiacej impedancie, komentáre a krátke obvody Popis činnosti a ďalšie informácie atď. Neverte, že ak si elektroinštaláciu nenavrhnete sami, musíte si nechať dostatok času na dôkladnú kontrolu návrhu elektroinštalačného človeka. Malá prevencia môže byť stonásobkom nápravy. Nečakajte, že elektroinštalátor pochopí nápady dizajnéra. Najdôležitejšie sú skoré názory a usmernenia v procese navrhovania elektroinštalácie. Čím viac informácií je možné poskytnúť a čím viac sa zapojí do celého procesu zapojenia, tým lepšia bude výsledná DPS. Nastavte predbežný bod dokončenia pre projektanta elektroinštalácie a rýchlo skontrolujte podľa požadovanej správy o priebehu zapojenia. Táto metóda uzavretej slučky môže zabrániť strate vedenia, čím sa minimalizuje možnosť prepracovania. Inštrukcie, ktoré je potrebné poskytnúť elektroinžinierovi, zahŕňajú: krátky popis funkcie obvodu, schematický diagram PCB s vyznačením vstupných a výstupných umiestnení, informácie o vrstvení PCB (napríklad, aká je hrúbka dosky, koľko vrstiev existujú podrobné informácie o každej signálovej vrstve a základnej rovine: spotreba energie, uzemňovací vodič, analógový signál, digitálny signál a RF signál atď.); ktoré signály sú potrebné pre každú vrstvu; vyžaduje sa umiestnenie dôležitých komponentov; presné umiestnenie komponentov bypassu; tieto vytlačené čiary sú dôležité; ktoré linky potrebujú kontrolovať impedanciu tlačených liniek; Ktoré riadky musia zodpovedať dĺžke; veľkosť komponentov; ktoré vytlačené čiary musia byť od seba ďaleko (alebo blízko); ktoré čiary musia byť od seba ďaleko (alebo blízko); ktoré komponenty musia byť ďaleko od seba (alebo blízko); ktoré súčiastky je potrebné umiestniť na DPS Hore, ktoré sú umiestnené nižšie. Konštruktéri elektroinštalácie sa nikdy nemôžu sťažovať na príliš veľa informácií, ktoré je potrebné poskytnúť. There is never too much information. Ďalej sa podelím o vzdelávaciu skúsenosť: asi pred 10 rokmi som realizoval návrh viacvrstvovej dosky plošných spojov na povrchovú montáž s komponentmi na oboch stranách dosky plošných spojov. Použite veľa skrutiek na upevnenie dosky v pozlátenom hliníkovom puzdre (pretože existujú veľmi prísne normy na odolnosť proti nárazom). Kolíky, ktoré poskytujú bias feedthrough, prechádzajú cez dosku. Tento kolík je pripojený k doske plošných spojov pomocou spájkovacích vodičov. Toto je veľmi komplikované zariadenie. Some components on the board are used for test setting (SAT). Ale inžinier jasne definoval umiestnenie týchto komponentov. Kde sú nainštalované tieto komponenty? Tesne pod doskou. Keď musia produktoví inžinieri a technici po dokončení nastavení celé zariadenie rozobrať a znova zložiť, tento postup sa veľmi skomplikuje. Therefore, such errors must be minimized as much as possible. Position is just like in the PCB, position is everything. Kam umiestniť obvod na doske plošných spojov, kam nainštalovať jeho špecifické obvodové komponenty a aké ďalšie susedné obvody sú, to všetko je veľmi dôležité. Zvyčajne sú polohy vstupu, výstupu a napájania vopred určené, ale obvody medzi nimi musia byť kreatívne. To je dôvod, prečo venovanie pozornosti detailom zapojenia bude mať významný vplyv na následnú výrobu. Začnite s umiestnením kľúčových komponentov a zvážte konkrétny obvod a celú dosku plošných spojov. Špecifikácia umiestnenia kľúčových komponentov a cesty signálu od začiatku pomáha zabezpečiť, že návrh dosiahne očakávané pracovné ciele. Jednorazové získanie správneho dizajnu môže znížiť náklady a tlak, a tým skrátiť vývojový cyklus. Obtokový napájací zdroj Nastavenie obtokového napájacieho zdroja na výkonovom konci zosilňovača na zníženie šumu je veľmi dôležitým smerom v procese návrhu PCB, vrátane vysokorýchlostných operačných zosilňovačov a iných vysokorýchlostných obvodov. Existujú dva bežné spôsoby konfigurácie na obídenie vysokorýchlostných operačných zosilňovačov. * Tento spôsob uzemnenia napájacej svorky je vo väčšine prípadov najúčinnejší, pričom na priame uzemnenie napájacieho kolíka operačného zosilňovača sa používa viacero paralelných kondenzátorov. Vo všeobecnosti sú dva paralelné kondenzátory dostatočné, ale pridanie paralelných kondenzátorov môže priniesť výhody niektorým obvodom. Paralelné zapojenie kondenzátorov s rôznymi hodnotami kapacity pomáha zaistiť, že napájací kolík má veľmi nízku impedanciu striedavého prúdu (AC) v širokom frekvenčnom pásme. Toto je obzvlášť dôležité pri frekvencii útlmu pomeru odmietnutia napájania operačného zosilňovača (PSR). Tento kondenzátor pomáha kompenzovať znížený PSR zosilňovača. Udržiavanie nízkoimpedančnej uzemňovacej cesty v mnohých desaťoktávových rozsahoch pomôže zabezpečiť, aby sa do operačného zosilňovača nedostal škodlivý hluk. (Obrázok 1) ukazuje výhody použitia viacerých kondenzátorov paralelne. Pri nízkych frekvenciách poskytujú veľké kondenzátory nízku impedanciu uzemňovacej dráhy. But once the frequency reaches their own resonant frequency, the compatibility of the capacitor will be weakened and gradually appear inductive.