Gedrukte kringbord (PCB) bedrading speel 'n sleutelrol in hoëspoed-stroombane, maar dit is dikwels een van die laaste stappe in die stroombaanontwerpproses. Daar is baie probleme met hoëspoed-PCB-bedrading, en daar is baie literatuur oor hierdie onderwerp geskryf. Hierdie artikel bespreek hoofsaaklik die bedrading van hoëspoed-stroombane vanuit 'n praktiese perspektief. Die hoofdoel is om nuwe gebruikers te help om aandag te gee aan baie verskillende kwessies wat oorweeg moet word by die ontwerp van hoë-snelheidskring-PCB-uitlegte. 'N Ander doel is om 'n beoordelingsmateriaal te voorsien vir kliënte wat 'n rukkie nie aan PCB -bedrading geraak het nie. As gevolg van die beperkte uitleg, kan hierdie artikel nie al die kwessies in detail bespreek nie, maar ons sal die sleutelonderdele bespreek wat die grootste uitwerking het op die verbetering van kringprestasie, die verkorting van die ontwerptyd en die besparing van die wysigingstyd.

Alhoewel die hooffokus hier is op stroombane wat verband hou met hoëspoed-operasionele versterkers, is die probleme en metodes wat hier bespreek word, oor die algemeen van toepassing op bedrading wat in die meeste ander hoëspoed-analoogbane gebruik word. As die operasionele versterker in 'n baie hoë radiofrekwensie (RF) frekwensieband werk, hang die werkverrigting van die kring grootliks af van die PCB -uitleg. Hoëprestasie-kringontwerpe wat goed lyk op die 'tekeninge', kan slegs gewone werkverrigting kry as dit tydens bedrading deur sorgeloosheid beïnvloed word. Voorafoorweging en aandag aan belangrike besonderhede gedurende die bedradingproses sal help om die verwagte kringprestasie te verseker.

Skematiese diagram

Alhoewel 'n goeie skema nie 'n goeie bedrading kan waarborg nie, begin 'n goeie bedrading met 'n goeie skema. Dink mooi na die teken van die skema, en u moet die seinvloei van die hele kring oorweeg. As daar 'n normale en stabiele seinvloei van links na regs in die skema is, moet daar dieselfde goeie seinvloei op die PCB wees. Gee soveel nuttige inligting as moontlik oor die skema. Omdat die kringontwerpingenieur soms nie daar is nie, sal kliënte ons vra om die stroombaanprobleem op te los, sal die ontwerpers, tegnici en ingenieurs wat aan hierdie werk besig is, baie dankbaar wees, insluitend ons.

Benewens gewone verwysingsidentifiseerders, kragverbruik en fouttoleransie, watter inligting moet in die skema gegee word? Hier is 'n paar voorstelle om gewone skemas in eersteklas skemas te omskep. Voeg golfvorms by, meganiese inligting oor die dop, die lengte van gedrukte lyne, leë gebiede; Dui aan watter komponente op die PCB geplaas moet word; Gee aanpassingsinligting, komponentwaarde -reekse, inligting oor hitte -verspreiding, gedrukte lyne, opmerkings en kort stroombane -aksiebeskrywing ... (en ander).
Moenie iemand glo nie

As u nie self die bedrading ontwerp nie, moet u genoeg tyd gee om die ontwerp van die bedrading noukeurig na te gaan. 'N Klein voorkoming is op hierdie punt honderd keer die middelste werd. Moenie van die bedrading verwag om u idees te verstaan ​​nie. U mening en leiding is die belangrikste in die vroeë stadiums van die ontwerp van die bedrading. Hoe meer inligting u kan verskaf, en hoe meer u in die hele bedradingsproses ingryp, hoe beter sal die PCB wees. Stel 'n voorlopige voltooiingspunt vir die bedrading-ontwerp-ingenieur-tjek volgens die bedrading vorderingsverslag wat u wil hê. Hierdie “geslote lus” -metode verhoed dat bedrading verdwaal en sodoende die moontlikheid van herbewerking tot die minimum beperk.

Die instruksies wat aan die bedradingenieur gegee moet word, sluit in: 'n Kort beskrywing van die stroombaanfunksie, 'n skematiese diagram van die PCB wat die inset- en uitsetposisies aandui, PCB-stapelinligting (byvoorbeeld, hoe dik die bord is, hoeveel lae daar is, en gedetailleerde inligting oor elke seinlaag en grondvliegtuig-funksie-kragverbruik, gronddraad, analoogsein, digitale sein en RF-sein); watter seine vir elke laag benodig word; vereis die plasing van belangrike komponente; die presiese ligging van omseilkomponente; watter gedrukte lyne belangrik is; watter lyne moet die impedansie gedrukte lyne beheer; Watter lyne moet ooreenstem met die lengte; die grootte van die komponente; watter gedrukte lyne moet ver (of naby) mekaar wees; watter lyne moet ver (of naby) mekaar wees; watter komponente moet ver (of naby) aan mekaar wees; Watter komponente moet bo -op die PCB geplaas word, wat hieronder geplaas word. Moet nooit kla dat daar te veel inligting vir ander is nie? Is dit te veel? Moenie.

'N Leerervaring: ongeveer tien jaar gelede het ek 'n multilayer-oppervlakbevestigingsbaan ontwerp-daar is komponente aan beide kante van die bord. Gebruik baie skroewe om die bord in 'n goudplaat-aluminiumdop vas te maak (omdat daar baie streng anti-vibrasie-aanwysers is). Die penne wat vooroordeel lewer, gaan deur die bord. Hierdie pen word aan die PCB gekoppel deur drade te soldeer. Dit is 'n baie ingewikkelde toestel. Sommige komponente op die bord word gebruik vir toetsinstelling (SAT). Maar ek het die ligging van hierdie komponente duidelik gedefinieer. Kan u raai waar hierdie komponente geïnstalleer is? Terloops, onder die raad. Toe produkingenieurs en -tegnici die hele toestel moes uitmekaar haal en dit weer bymekaarbring nadat hulle die instellings voltooi het, het hulle baie ongelukkig gelyk. Ek het sedertdien nie weer hierdie fout gemaak nie.

Posisie

Net soos in 'n PCB, is ligging alles. Waar om 'n stroombaan op die PCB te plaas, waar die spesifieke stroombaankomponente moet installeer, en watter ander aangrensende stroombane is, wat almal baie belangrik is.

Gewoonlik is die posisies van inset, uitset en kragbron voorafbepaal, maar die stroombaan tussen hulle moet 'hul eie kreatiwiteit speel'. Dit is die rede waarom aandag aan bedradingsbesonderhede groot opbrengste lewer. Begin met die ligging van sleutelkomponente en oorweeg die spesifieke stroombaan en die hele PCB. Die ligging van sleutelkomponente en seinpaadjies van die begin af help om te verseker dat die ontwerp aan die verwagte werkdoelwitte voldoen. As u die regte ontwerp die eerste keer kry, kan dit die koste verminder en die ontwikkelingsiklus verkort.

Omseilkrag

Om die kragtoevoer aan die kragkant van die versterker te omseil om geraas te verminder, is 'n baie belangrike aspek in die PCB-ontwerpproses, insluitend hoëspoed-operasionele versterkers of ander hoëspoed-stroombane. Daar is twee algemene konfigurasiemetodes vir die omseil van hoëspoed-operasionele versterkers.

Die aard van die kragtoevoerterminal: Hierdie metode is in die meeste gevalle die doeltreffendste, met behulp van veelvuldige parallelle kapasitors om die kragtoevoerpen van die operasionele versterker direk te grond. Oor die algemeen is twee parallelle kondenseerders voldoende, maar die toevoeging van parallelle kondenseerders kan sommige stroombane bevoordeel.

Parallelle verbinding van kondensators met verskillende kapasitansiewaardes help om te verseker dat slegs 'n lae wisselstroom (AC) -impedansie op die kragtoevoer -pen oor 'n breë frekwensieband gesien kan word. Dit is veral belangrik by die verswakkingfrekwensie van die bedryfsversterkerverwerpingsverhouding (PSR). Hierdie kondensator help om die verminderde PSR van die versterker te vergoed. Die handhawing van 'n grondpaadjie met 'n lae impedansie in baie tien-oktaafreekse sal help om te verseker dat skadelike geraas nie die OP-amp kan binnedring nie. Figuur 1 toon die voordele van die gebruik van veelvuldige kondenseerders parallel. By lae frekwensies bied groot kondenseerders 'n lae impedansie -grondpaadjie. Maar sodra die frekwensie hul eie resonante frekwensie bereik, sal die kapasitansie van die kondensator verswak en geleidelik induktief lyk. Dit is waarom dit belangrik is om veelvuldige kondensators te gebruik: wanneer die frekwensierespons van een kondensator begin daal, begin die frekwensierespons van die ander kondensator werk, sodat dit 'n baie lae AC-impedansie kan handhaaf in baie tien-oktaafbereik.

Begin direk met die kragtoevoerpennetjies van die Op -amp; Die kondensator met die kleinste kapasitansie en die kleinste fisiese grootte moet aan dieselfde kant van die PCB as die op -amp geplaas word - en so na as moontlik aan die versterker. Die grondterminal van die kondensator moet direk met die kortste pen of gedrukte draad aan die grondvlak gekoppel wees. Die bogenoemde verbinding moet so na as moontlik aan die lasterminal van die versterker wees om die inmenging tussen die drywingsaansluiting en die grondterminal te verminder.

Hierdie proses moet herhaal word vir kondensators met die volgende grootste kapasitansiewaarde. Dit is die beste om te begin met die minimum kapasitansiewaarde van 0,01 µF en plaas 'n 2,2 µF (of groter) elektrolitiese kondensator met 'n lae ekwivalente reeksweerstand (ESR) daar naby. Die 0,01 µF -kondensator met 'n 0508 -geval het 'n baie lae reeks induktansie en uitstekende hoëfrekwensieprestasie.

Kragtoevoer na kragtoevoer: 'n Ander konfigurasiemetode gebruik een of meer omseilkondenseerders wat oor die positiewe en negatiewe kragtoevoer -terminale van die operasionele versterker gekoppel is. Hierdie metode word gewoonlik gebruik as dit moeilik is om vier kondenseerders in die kring op te stel. Die nadeel daarvan is dat die gevalgrootte van die kondensator kan toeneem omdat die spanning oor die kondensator twee keer die spanningswaarde is in die enkel-voorraad-omseilmetode. As u die spanning verhoog, moet u die nominale afbreekspanning van die toestel verhoog, dit wil sê die huisgrootte verhoog. Hierdie metode kan egter PSR en vervormingsprestasie verbeter.

Aangesien elke stroombaan en bedrading anders is, moet die konfigurasie, aantal en kapasitansiewaarde van kapasitors bepaal word volgens die vereistes van die werklike stroombaan.