تلعب أسلاك الدوائر المطبوعة (PCB) دورًا رئيسيًا في الدوائر عالية السرعة ، ولكنها غالبًا ما تكون واحدة من الخطوات الأخيرة في عملية تصميم الدائرة. هناك العديد من المشكلات في الأسلاك عالية السرعة ، وقد تمت كتابة الكثير من الأدب حول هذا الموضوع. يناقش هذا المقال بشكل أساسي أسلاك الدوائر عالية السرعة من منظور عملي. الغرض الرئيسي هو مساعدة المستخدمين الجدد على الانتباه إلى العديد من المشكلات المختلفة التي يجب مراعاتها عند تصميم تخطيطات ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالية السرعة. غرض آخر هو توفير مادة مراجعة للعملاء الذين لم يلمسوا الأسلاك PCB لفترة من الوقت. نظرًا للتخطيط المحدود ، لا يمكن لهذه المقالة مناقشة جميع المشكلات بالتفصيل ، لكننا سنناقش الأجزاء الرئيسية التي لها أكبر تأثير على تحسين أداء الدائرة وتقصير وقت التصميم وتوفير وقت التعديل.

على الرغم من أن التركيز الرئيسي هنا على الدوائر المتعلقة بمكبرات الصوت التشغيلية عالية السرعة ، إلا أن المشكلات والأساليب التي تمت مناقشتها هنا تنطبق بشكل عام على الأسلاك المستخدمة في معظم الدوائر التناظرية عالية السرعة الأخرى. عندما يعمل مكبر الصوت التشغيلي في نطاق تردد التردد الراديوي العالي جدًا (RF) ، يعتمد أداء الدائرة إلى حد كبير على تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يمكن أن تحصل تصميمات الدوائر عالية الأداء التي تبدو جيدة على "الرسومات" فقط على أداء عادي إذا تأثرت بالإهمال أثناء الأسلاك. سيساعد الاستبداد المسبق والاهتمام بالتفاصيل المهمة خلال عملية الأسلاك في ضمان أداء الدائرة المتوقعة.

رسم تخطيطي

على الرغم من أن التخطيطي الجيد لا يمكن أن يضمن الأسلاك الجيدة ، إلا أن الأسلاك الجيدة تبدأ بتخطيط جيد. فكر بعناية عند رسم التخطيطي ، ويجب أن تفكر في تدفق إشارة الدائرة بأكملها. إذا كان هناك تدفق إشارة طبيعي ومستقر من اليسار إلى اليمين في المخطط ، فيجب أن يكون هناك نفس تدفق الإشارة الجيدة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. إعطاء أكبر قدر ممكن من المعلومات المفيدة على التخطيطي. نظرًا لأن مهندس تصميم الدوائر ليس موجودًا في بعض الأحيان ، فإن العملاء سيطلبون منا المساعدة في حل مشكلة الدائرة ، فإن المصممين والفنيين والمهندسين المشاركين في هذا العمل سيكونون ممتنين للغاية ، بما في ذلك الولايات المتحدة.

بالإضافة إلى المعرفات المرجعية العادية واستهلاك الطاقة والتسامح مع الأخطاء ، ما هي المعلومات التي يجب تقديمها في المخطط؟ فيما يلي بعض الاقتراحات لتحويل المخططات العادية إلى مخططات من الدرجة الأولى. إضافة أشكال موجية ، معلومات ميكانيكية حول القشرة ، طول الخطوط المطبوعة ، المناطق الفارغة ؛ تشير إلى المكونات التي يجب وضعها على PCB ؛ إعطاء معلومات التعديل ، ونطاقات قيمة المكون ، ومعلومات تبديد الحرارة ، والتحكم في المعاوقة الخطوط المطبوعة ، والتعليقات ، والدوائر الموجزة الوصف الإجراء ... (وغيرها).
لا تصدق أحدا

إذا كنت لا تقوم بتصميم الأسلاك بنفسك ، فتأكد من السماح بوقت وافر للتحقق بعناية من تصميم شخص الأسلاك. تبلغ قيمة الوقاية الصغيرة مائة مرة في هذه المرحلة. لا تتوقع أن يفهم الشخص الأسلاك أفكارك. إن رأيك وتوجيهك هما الأكثر أهمية في المراحل المبكرة من عملية تصميم الأسلاك. كلما زادت المعلومات التي يمكنك تقديمها ، وكلما زادت التدخل في عملية الأسلاك بأكملها ، كلما كان ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل أفضل. قم بتعيين نقطة إتمام مبدئية لفحص مهندس تصميم الأسلاك-وفقًا لتقرير تقدم الأسلاك الذي تريده. تمنع طريقة "الحلقة المغلقة" الأسلاك من الضلال ، وبالتالي تقليل إمكانية إعادة الصياغة.

تتضمن الإرشادات التي يجب إعطاؤها لمهندس الأسلاك ما يلي: وصف قصير لوظيفة الدائرة ، ومخطط تخطيطي لثنائي الفينيل متعدد الكلور يشير إلى مواضع الإدخال والمخرجات ، ومعلومات تكديس ثنائي الفينيل متعدد الكلور (على سبيل المثال ، مدى كثافة اللوحة ، وعدد الطبقات الموجودة هناك ، ومعلومات مفصلة حول كل طبقة إشارة واستهلاك قوة طائرة أرضية ، سلك الأرض ، الإشارة التناظرية ، إشارة التناظرية) ؛ ما هي الإشارات المطلوبة لكل طبقة ؛ تتطلب وضع المكونات المهمة ؛ الموقع الدقيق للمكونات الالتفافية ؛ ما هي الخطوط المطبوعة مهمة ؛ الخطوط التي تحتاج إلى التحكم في الخطوط المطبوعة للمقاومة ؛ ما هي الخطوط التي تحتاج إلى مطابقة الطول. حجم المكونات ؛ ما الخطوط المطبوعة يجب أن تكون بعيدة (أو قريبة) من بعضها البعض ؛ ما هي الخطوط التي يجب أن تكون بعيدة (أو قريبة) من بعضها البعض ؛ المكونات التي تحتاج إلى أن تكون بعيدة (أو تغلق) مع بعضها البعض ؛ ما هي المكونات التي يجب وضعها في الجزء العلوي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، والتي يتم وضعها أدناه. لا تشكو أبدًا من أن هناك الكثير من المعلومات للآخرين-القليل؟ هل هو أكثر من اللازم؟ لا.

تجربة تعليمية: منذ حوالي 10 سنوات ، قمت بتصميم لوحة دائرة Mount Mount Mounts متعددة الطبقات-هناك مكونات على جانبي اللوحة. استخدم الكثير من البراغي لإصلاح اللوحة في قذيفة الألومنيوم المطلية بالذهب (لأن هناك مؤشرات صارمة للغاية لمكافحة المعايرة). المسامير التي توفر تحيز تغذية تمريرة عبر اللوحة. يتم توصيل هذا الدبوس إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور عن طريق لحام الأسلاك. هذا جهاز معقد للغاية. يتم استخدام بعض المكونات على اللوحة لإعداد الاختبار (SAT). لكنني حددت بوضوح موقع هذه المكونات. هل يمكنك تخمين أين يتم تثبيت هذه المكونات؟ بالمناسبة ، تحت اللوحة. عندما اضطر مهندسو المنتجات والفنيين إلى تفكيك الجهاز بأكمله وإعادة تجميعهم بعد الانتهاء من الإعدادات ، بدا أنهم غير سعيدين للغاية. لم أرتكب هذا الخطأ مرة أخرى منذ ذلك الحين.

موضع

كما هو الحال في ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، الموقع هو كل شيء. حيث تضع دائرة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، حيث يتم تثبيت مكونات الدائرة المحددة ، وما هي الدوائر المجاورة الأخرى ، وكلها مهمة للغاية.

عادةً ما يتم تحديد مواقع المدخلات والمخرجات ومصدر الطاقة مسبقًا ، لكن الدائرة بينهما تحتاج إلى "لعب إبداعها الخاص". هذا هو السبب في أن الاهتمام بتفاصيل الأسلاك سيؤدي إلى عائدات ضخمة. ابدأ بموقع المكونات الرئيسية والنظر في الدائرة المحددة و PCB بأكملها. يساعد تحديد موقع المكونات الرئيسية ومسارات الإشارات من البداية على ضمان تحقيق التصميم مع أهداف العمل المتوقعة. الحصول على التصميم الصحيح في المرة الأولى يمكن أن يقلل التكاليف والضغط وتقصير دورة التطوير.

الالتفاف السلطة

يعد تجاوز مصدر الطاقة على جانب الطاقة من مكبر الصوت من أجل تقليل الضوضاء جانبًا مهمًا للغاية في عملية تصميم PCB-بما في ذلك مضخمات التشغيل عالية السرعة أو الدوائر الأخرى عالية السرعة. هناك طريقتان للتكوين الشائعين لتجاوز مضخمات التشغيل عالية السرعة.

التأريض في محطة إمداد الطاقة: هذه الطريقة هي الأكثر فعالية في معظم الحالات ، وذلك باستخدام المكثفات المتوازية المتعددة لتأسيس دبوس إمدادات الطاقة مباشرة لمضخم التشغيل التشغيلي. بشكل عام ، فإن اثنين من المكثفات المتوازية كافية ، لكن إضافة المكثفات المتوازية قد تفيد بعض الدوائر.

يساعد الاتصال الموازي للمكثفات ذات قيم السعة المختلفة على ضمان أنه يمكن رؤية مقاومة التيار المتناوب (AC) المنخفضة فقط على دبوس إمداد الطاقة على نطاق تردد واسع. هذا مهم بشكل خاص في تردد التوهين لنسبة رفض إمدادات الطاقة المضخم التشغيلي (PSR). يساعد هذا المكثف في التعويض عن انخفاض PSR من مكبر الصوت. سيساعد الحفاظ على مسار أرضي معاوقة منخفضة في العديد من نطاقات الأوكتاف عشرة أو أكتواف إلى ضمان عدم إدخال الضوضاء الضارة على AMP OP. يوضح الشكل 1 مزايا استخدام المكثفات المتعددة بالتوازي. في الترددات المنخفضة ، توفر المكثفات الكبيرة مسار أرضي معاوقة منخفضة. ولكن بمجرد أن يصل التردد إلى تردد الرنين الخاص بهم ، ستضعف سعة المكثف ويبدو تدريجياً الاستقرائي. هذا هو السبب في أنه من المهم استخدام مكثفات متعددة: عندما تبدأ استجابة التردد لمكثف واحد في الانخفاض ، تبدأ استجابة تردد المكثف الأخرى في العمل ، بحيث يمكنها الحفاظ على مقاومة AC منخفضة للغاية في العديد من النطاقات ذات الأوكسور العشرة.

ابدأ مباشرة مع دبابيس إمدادات الطاقة في OP AMP ؛ يجب وضع المكثف الذي يحتوي على أصغر سعة وأصغر حجم مادي على نفس الجانب من PCB مثل AMP OP - وأقرب قدر الإمكان من مكبر الصوت. يجب توصيل محطة الأرض للمكثف مباشرة بالطائرة الأرضية بأقصر دبوس أو سلك مطبوع. يجب أن يكون الاتصال المذكور أعلاه أقرب ما يمكن إلى محطة تحميل مكبر الصوت من أجل تقليل التداخل بين محطة الطاقة ومحطة الأرض.

يجب تكرار هذه العملية للمكثفات مع أكبر قيمة للسعة. من الأفضل أن تبدأ مع الحد الأدنى لقيمة السعة 0.01 µF ووضع مكثف كهربائي 2.2 µF (أو أكبر) مع مقاومة سلسلة مكافئة منخفضة (ESR) بالقرب منه. المكثف 0.01 µF مع حجم العلبة 0508 له محاثة من سلسلة منخفضة للغاية وأداء متكرر متكرر.

تزويد الطاقة لمصدر الطاقة: تستخدم طريقة تكوين أخرى واحدة أو أكثر من المكثفات الالتفافية المتصلة عبر محطات إمدادات الطاقة الإيجابية والسلبية في مضخم التشغيل التشغيلي. عادة ما يتم استخدام هذه الطريقة عندما يكون من الصعب تكوين أربعة مكثفات في الدائرة. عيبها هو أن حجم حالة المكثف قد يزداد لأن الجهد عبر المكثف هو ضعف قيمة الجهد في طريقة الالتفافية الواحدة. تتطلب زيادة الجهد زيادة الجهد المقنن للجهاز ، أي زيادة حجم السكن. ومع ذلك ، يمكن أن تحسن هذه الطريقة PSR وأداء التشويه.

نظرًا لأن كل دائرة وأسلاك مختلفة ، يجب تحديد التكوين والرقم وقيمة السعة للمكثفات وفقًا لمتطلبات الدائرة الفعلية.