Yüksek hızlı PCB kablolaması gerçekleştirme yöntemi

Rağmen baskılı devre kartı (PCB) kablolama, yüksek hızlı devrelerde önemli bir rol oynar, genellikle devre tasarım sürecindeki son adımlardan biridir. Yüksek hızlı PCB kablolamanın birçok yönü vardır. Referans için bu konuyla ilgili çok sayıda literatür var. Bu makale temel olarak yüksek hızlı devrelerin kablolama problemlerini pratik bir bakış açısıyla tartışmaktadır. Ana amaç, yeni kullanıcıların yüksek hızlı devre PCB kablolaması tasarlarken göz önünde bulundurulması gereken birçok farklı konuya dikkat etmelerine yardımcı olmaktır. Diğer bir amaç da, bir süredir PCB kablolarına dokunmamış müşteriler için bir inceleme materyali sağlamaktır. Makale düzeniyle sınırlı olan bu makale, tüm konuları ayrıntılı olarak tartışamaz, ancak makale, devre performansını iyileştirme, tasarım süresini kısaltma ve değişiklik zamanından tasarruf etme üzerinde en büyük etkiye sahip olan temel parçaları tartışacaktır.

ipcb

Bu makale yüksek hızlı işlemsel yükselteçlerle ilgili devrelere odaklansa da, bu makalede tartışılan konular ve yöntemler genellikle diğer yüksek hızlı analog devrelerin çoğunda kullanılan kablolama için geçerlidir. İşlemsel yükselteç çok yüksek bir radyo frekansı (RF) frekans bandında çalıştığında, devrenin performansı büyük ölçüde PCB düzenine bağlıdır. Çizimde iyi görünen yüksek performanslı devre tasarımı, ancak dikkatsiz ve dikkatsiz kablolamadan etkilenirse normal performans elde edebilir. Bu nedenle, tüm kablolama işlemi sırasında önceden düşünülmesi ve önemli ayrıntılara dikkat edilmesi, beklenen devre performansının sağlanmasına yardımcı olacaktır. Şematik İyi bir şema iyi bir kablolamayı garanti etmese de, iyi bir kablolama iyi bir şema ile başlar. Şematik diyagramı çizerken dikkatli düşünmeli ve tüm devrenin sinyal yönünü dikkate almalıyız. Şematikte soldan sağa normal ve kararlı bir sinyal akışı varsa PCB üzerinde eşit derecede iyi bir sinyal akışı olmalıdır. Şematik hakkında mümkün olduğunca çok yararlı bilgi verin. Bu sayede bazı problemler devre tasarım mühendisi tarafından çözülemese bile müşteriler devre problemlerinin çözümüne yardımcı olacak başka kanallar da arayabilirler. In addition to the common reference identifiers, power consumption, and error tolerance, what other information should be given in the schematic? Aşağıda, sıradan şemaları en iyi şemalara dönüştürmek için bazı öneriler sunulacaktır. Dalga formları, kasa hakkında mekanik bilgiler, yazdırılan satırların uzunluğu ve boş alanlar ekleyin; PCB’ye hangi bileşenlerin yerleştirilmesi gerektiğini belirtin; ayar bilgileri, bileşen değer aralıkları, ısı dağılımı bilgileri, kontrol empedansı basılı satırları, yorumları ve kısa devreleri verin Eylem açıklaması ve diğer bilgiler, vb. Kablo tesisatını kendiniz tasarlamazsanız, kablo tesisatçısının tasarımını dikkatlice kontrol etmek için yeterli zaman ayırmanız gerektiğine inanmayın. Küçük bir önlem, çarenin yüz katı değerinde olabilir. Kablolama yapan kişinin tasarımcının fikirlerini anlamasını beklemeyin. Kablolama tasarım sürecindeki erken görüşler ve rehberlik en önemlisidir. Sağlanabilecek daha fazla bilgi ve tüm kablolama sürecine ne kadar fazla dahil olursa, ortaya çıkan PCB o kadar iyi olur. Kablolama tasarım mühendisi için geçici bir tamamlama noktası belirleyin ve istenen kablolama ilerleme raporuna göre hızlıca kontrol edin. Bu kapalı döngü yöntemi, kabloların yoldan çıkmasını önleyerek yeniden tasarım olasılığını en aza indirebilir. Kablolama mühendisine verilmesi gereken talimatlar şunları içerir: devre fonksiyonunun kısa bir açıklaması, giriş ve çıkış konumlarını gösteren PCB şematik diyagramı, PCB istifleme bilgisi (örneğin, kartın ne kadar kalın olduğu, kaç katman olduğu) her bir sinyal katmanı ve toprak düzlemi hakkında ayrıntılı bilgiler vardır: güç tüketimi , Topraklama kablosu, analog sinyal, dijital sinyal ve RF sinyali vb.); her katman için hangi sinyaller gereklidir; önemli bileşenlerin yerleştirilmesi gereklidir; baypas bileşenlerinin tam konumu; bu basılı satırlar önemlidir; hangi hatların empedans baskılı hatları kontrol etmesi gerekir; Hangi çizgilerin uzunlukla eşleşmesi gerekir; bileşenlerin boyutu; hangi basılı satırların birbirinden uzak (veya yakın) olması gerektiği; hangi hatların birbirinden uzak (veya yakın) olması gerektiği; hangi bileşenlerin birbirinden uzak (veya yakın) olması gerektiği; Hangi bileşenlerin PCB Yukarısına, hangilerinin aşağıya yerleştirilmesi gerekiyor. Kablolama tasarım mühendisleri, verilmesi gereken çok fazla bilgiden asla şikayet edemezler. There is never too much information. Daha sonra, bir öğrenme deneyimimi paylaşacağım: yaklaşık 10 yıl önce, devre kartının her iki tarafında bileşenler bulunan çok katmanlı bir yüzeye monte devre kartı tasarım projesi gerçekleştirdim. Kartı altın kaplamalı alüminyum bir muhafazaya sabitlemek için çok sayıda vida kullanın (çünkü şok direnci için çok katı standartlar vardır). Önyargı beslemesi sağlayan pimler karttan geçer. Bu pin lehimleme telleri ile PCB’ye bağlanır. Bu çok karmaşık bir cihazdır. Some components on the board are used for test setting (SAT). Ancak mühendis, bu bileşenlerin yerini açıkça tanımlamıştır. Bu bileşenler nereye kurulur? Tahtanın hemen altında. Ürün mühendisleri ve teknisyenleri, tüm cihazı söküp, ayarları tamamladıktan sonra tekrar monte etmek zorunda kaldıklarında, bu prosedür çok karmaşık hale gelir. Therefore, such errors must be minimized as much as possible. Position is just like in the PCB, position is everything. PCB üzerinde bir devrenin nereye yerleştirileceği, belirli devre bileşenlerinin nereye kurulacağı ve diğer bitişik devrelerin neler olduğu, hepsi çok önemlidir. Genellikle giriş, çıkış ve güç kaynağının konumları önceden belirlenir, ancak aralarındaki devrelerin yaratıcı olması gerekir. Bu nedenle kablolama detaylarına dikkat edilmesi sonraki imalatlarda önemli bir etkiye sahip olacaktır. Anahtar bileşenlerin konumuyla başlayın ve belirli devreyi ve tüm PCB’yi göz önünde bulundurun. Anahtar bileşenlerin konumunun ve sinyal yolunun baştan belirtilmesi, tasarımın beklenen iş hedeflerine ulaşmasını sağlamaya yardımcı olur. Doğru tasarımı bir kez almak maliyetleri ve baskıyı azaltabilir ve dolayısıyla geliştirme döngüsünü kısaltabilir. Baypas güç kaynağı Gürültüyü azaltmak için amplifikatörün güç ucunda bir baypas güç kaynağı ayarlamak, yüksek hızlı işlemsel yükselteçler ve diğer yüksek hızlı devreler de dahil olmak üzere PCB tasarım sürecinde çok önemli bir yöndür. Yüksek hızlı işlemsel yükselteçleri atlamak için iki yaygın yapılandırma yöntemi vardır. * Güç kaynağı terminalini topraklamanın bu yöntemi, çoğu durumda, işlemsel yükselticinin güç kaynağı pimini doğrudan topraklamak için birden çok paralel kapasitör kullanarak en etkili yöntemdir. Genel olarak konuşursak, iki paralel kapasitör yeterlidir, ancak paralel kapasitörlerin eklenmesi bazı devrelere fayda sağlayabilir. Farklı kapasitans değerlerine sahip kapasitörlerin paralel bağlanması, güç kaynağı pininin geniş bir frekans bandı üzerinde çok düşük bir alternatif akım (AC) empedansına sahip olmasını sağlamaya yardımcı olur. Bu, işlemsel yükseltici güç kaynağı reddetme oranının (PSR) zayıflama frekansında özellikle önemlidir. Bu kapasitör, amplifikatörün azaltılmış PSR’sini telafi etmeye yardımcı olur. Birçok on oktav aralığında düşük empedanslı bir toprak yolunun korunması, zararlı gürültünün op amp’e girmemesini sağlamaya yardımcı olacaktır. (Resim 1) paralel olarak birden fazla kapasitör kullanmanın avantajlarını göstermektedir. Düşük frekanslarda, büyük kapasitörler düşük empedanslı bir toprak yolu sağlar. Ancak frekans kendi rezonans frekansına ulaştığında, kapasitörün uyumluluğu zayıflayacak ve kademeli olarak endüktif görünecektir.