ПЦБ ( штампаних плоча ) ожичење игра кључну улогу у круговима велике брзине. Овај рад углавном разматра проблем ожичења склопова великих брзина са практичне тачке гледишта. Главна сврха је помоћи новим корисницима да постану свјесни многих различитих питања која треба узети у обзир приликом пројектирања ожичења ПЦБ-а за кругове великих брзина. Друга сврха је да се освежи материјал за купце који већ неко време нису били изложени ожичењу ПЦБ -а. Због ограниченог простора, није могуће детаљно обухватити сва питања у овом чланку, али ћемо разговарати о кључним деловима који имају највећи утицај на побољшање перформанси кола, смањење времена пројектовања и уштеду времена модификације.

Како дизајнирати ПЦБ са практичне тачке гледишта

Иако је овдје фокус на круговима везаним за брза оперативна појачала, проблеми и методе који су овдје разматрани опћенито су примјењиви на ожичење за већину других аналогних кола велике брзине. Када оперативна појачала раде у врло високим фреквенцијским опсезима (РФ), перформансе кола у великој мери зависе од ожичења ПЦБ -а. Оно што изгледа као добар дизајн кола високих перформанси на „табли за цртање“ може завршити осредњим перформансама ако пати од траљавог ожичења. Претходно разматрање и пажња на важне детаље током процеса ожичења помоћи ће да се осигурају жељене перформансе кола.

Шематски приказ

Иако добре шеме не гарантују добро ожичење, добро ожичење почиње добрим шемама. Шематски дијаграм мора се пажљиво нацртати и узети у обзир смер сигнала читавог кола. Ако имате нормалан, стабилан проток сигнала с лева на десно у шеми, требало би да имате једнако добар проток сигнала на ПЦБ -у. Дајте што је могуће више корисних информација о шеми. Будући да понекад инжењер дизајна кола није доступан, купац ће нас замолити да помогнемо у решавању проблема кола. Дизајнери, техничари и инжењери који раде овај посао биће вам веома захвални, укључујући и нас.

Осим уобичајених референтних идентификатора, потрошње енергије и толеранција грешака, које друге информације треба дати на шеми? Ево неколико предлога за претварање обичне шеме у првокласну шему. Додајте таласни облик, механичке податке о љусци, дужину штампане линије, празно подручје; Наведите које компоненте треба поставити на ПЦБ; Дајте информације о подешавању, опсег вредности компоненте, информације о расипању топлоте, штампане линије контролне импедансе, белешке, сажети опис деловања кола… (међу другима).

Не верујте никоме

Ако сами не дизајнирате ожичење, оставите довољно времена да двапут проверите дизајн кабловске инсталације. Мала превенција овде вреди сто пута лек. Не очекујте да особа која повезује каблове разуме шта мислите. Ваш допринос и смернице најважнији су на почетку процеса пројектовања ожичења. Што више информација можете пружити и што сте више укључени у процес ожичења, то ће ПЦБ као резултат бити боље. Поставите оквирну тачку завршетка за инжењера пројектовања каблова – брзу проверу жељеног извештаја о напретку каблирања. Овај приступ „затворене петље“ спречава ометање ожичења и на тај начин минимизира могућност преправљања.

Упутства инжењерима ожичења укључују: кратак опис функција кола, скице ПЦБ -а које указују на улазни и излазни положај, информације о каскадирању ПЦБ -а (на пример, колико је плоча дебела, колико има слојева, детаље о сваком слоју сигнала и равни уземљења – потрошња енергије , земаљски, аналогни, дигитални и РФ сигнали); Слојевима су потребни ти сигнали; Захтевати постављање важних компоненти; Тачна локација заобилазног елемента; Које су штампане линије важне; Које линије требају да контролишу импедансе штампаних линија; Које линије морају одговарати дужини; Димензије компоненти; Које штампане линије морају бити удаљене (или близу) једна од друге; Које линије морају бити удаљене (или близу) једна од друге; Које компоненте треба да буду удаљене (или близу) једна од друге; Које компоненте треба поставити на врх, а које на дно ПЦБ -а? Никада се не жалите да морате некоме дати превише информација – премало? Ис; Превише? Нимало.

Једна лекција за учење: Пре око 10 година, дизајнирао сам вишеслојну плочу за површинско монтирање-плоча је имала компоненте са обе стране. Плоче су причвршћене вијцима на позлаћену алуминијумску шкољку (због строгих спецификација отпорних на ударце). Игле које обезбеђују пристрасност кроз пролаз пролазе кроз плочу. Пин је спојен на ПЦБ жицом за заваривање. То је веома компликован уређај. Неке компоненте на плочи користе се за тестирање (САТ). Али дефинисао сам тачно где се налазе ове компоненте. Можете ли погодити где су ове компоненте инсталиране? Успут, испод плоче. Инжењери производа и техничари нису срећни када морају да растављају целу ствар и састављају је након што заврше са постављањем. Од тада нисам направио ту грешку.

локација

Као и у ПЦБ -у, локација је све. Тамо где је коло постављено на ПЦБ, где су инсталиране његове специфичне компоненте кола и која су друга кола поред њега, све је то веома важно.

Обично су положаји улаза, излаза и напајања унапред одређени, али кола између њих морају бити „креативна“. Због тога обраћање пажње на детаље ожичења може платити огромне дивиденде. Почните од локације кључних компоненти, узмите у обзир коло и целу ПЦБ. Одређивање локације кључних компоненти и путање сигнала од почетка помаже да се осигура да дизајн ради како је предвиђено. Добијање дизајна први пут смањује трошкове и стрес – а тиме и развојне циклусе.

Заобиђите напајање

Заобилажење стране напајања појачала ради смањења шума важан је аспект процеса пројектовања ПЦБ-а-и за брза оперативна појачала и за друга кола велике брзине. Постоје две уобичајене конфигурације заобилазних брзих оперативних појачала.

Уземљење напајања: Ова метода је најефикаснија у већини случајева, користећи више кондензатора за директно уземљење игала напајања оп -појачала. Два ранжирна кондензатора су генерално довољна – али додавање кондензатора може бити корисно за нека кола.

Паралелни кондензатори са различитим вредностима капацитета помажу да се осигура да пинови за напајање виде само ниску импеданцију наизменичне струје у широком опсегу. Ово је посебно важно на фреквенцији слабљења омјера одбијања снаге оперативног појачала (ПСР). Кондензатор помаже надокнадити смањени ПСР појачала. Путеви уземљења који одржавају ниску импеданцију у многим опсезима тенкса помоћи ће да се осигура да штетни шум не уђе у оперативно појачало. Слика 1 илуструје предности коришћења више истовремених електричних контејнера. На ниским фреквенцијама, велики кондензатори омогућавају приступ земљи ниске импедансе. Али кад фреквенције досегну своју резонантну фреквенцију, кондензатори постају мање капацитивни и попримају више сензуалности. Због тога је важно имати више кондензатора: како фреквенцијски одзив једног кондензатора почиње опадати, долази до изражаја фреквентни одзив другог кондензатора, чиме се одржава врло ниска импеданција наизменичне струје током многих десет октава.

Почните директно са прикључка за напајање оперативног појачала; Кондензатори са минималним капацитетом и минималном физичком величином треба да буду постављени на истој страни штампане плоче као и оперативно појачало – што је могуће ближе појачалу. Уземљивач кондензатора мора бити директно повезан са равни уземљења најкраћим пином или штампаном жицом. Горе спојени уземљење мора бити што је могуће ближе крају оптерећења појачала како би се смањиле сметње између напајања и уземљења. Слика 2 приказује овај начин повезивања.

Овај процес треба поновити за велике кондензаторе. Најбоље је почети са минималним капацитетом од 0.01 μФ и близу њега поставити електролитички кондензатор са ниским еквивалентним серијским отпором (ЕСР) од 2.2 μФ (или више). Кондензатор од 0.01 μФ са величином кућишта 0508 има врло ниску серијску индуктивност и одличне перформансе високе фреквенције.

Напајање-напајање: Друга конфигурација користи један или више премосних кондензатора спојених између позитивног и негативног краја напајања оперативног појачала. Ова метода се често користи када је тешко конфигурисати четири кондензатора у колу. Недостатак је што се величина кућишта кондензатора може повећати јер је напон на кондензатору двоструко већи од вредности методе заобилажења с једном снагом. Повећање напона захтева повећање називног напона пробоја уређаја, што значи повећање величине кућишта. Међутим, овај приступ може побољшати перформансе ПСР -а и изобличења.

Будући да су сваки круг и ожичење различити, конфигурација, број и вриједност капацитивности кондензатора овисит ће о захтјевима стварног кола.

Паразитски ефекти

Паразитски ефекти су буквално грешке које се увлаче у вашу ПЦБ и изазивају пустош, главобоље и необјашњиве пустоши на струјном кругу. Они су скривени паразитски кондензатори и индуктори који продиру у кола велике брзине. Што укључује паразитску индуктивност коју формира иглица паковања и предугачка штампана жица; Паразитски капацитет формиран између јастучића према земљи, јастучића до равни напајања и јастучића до линије за штампање; Интеракције између пролазних рупа и многи други могући ефекти.