Çap edilmiş dövrə lövhəsi (PCB) naqilləri yüksək sürətli sxemlərdə əsas rol oynayır, lakin bu, çox vaxt dövrə dizayn prosesində son addımlardan biridir. Yüksək sürətli PCB naqillərində çoxlu problemlər var və bu mövzuda çoxlu ədəbiyyat yazılmışdır. Bu məqalədə əsasən yüksək sürətli sxemlərin naqilləri praktiki baxımdan müzakirə edilir. Əsas məqsəd yeni istifadəçilərə yüksək sürətli dövrə PCB sxemlərini tərtib edərkən nəzərə alınması lazım olan bir çox müxtəlif məsələlərə diqqət yetirməyə kömək etməkdir. Başqa bir məqsəd, bir müddət PCB naqillərinə toxunmayan müştərilər üçün araşdırma materialı təqdim etməkdir. Məhdud plana görə, bu məqalə bütün məsələləri ətraflı müzakirə edə bilməz, lakin biz dövrə performansının yaxşılaşdırılmasına, dizayn vaxtının qısaldılmasına və modifikasiya vaxtına qənaət etməyə ən çox təsir edən əsas hissələri müzakirə edəcəyik.

Burada əsas diqqət yüksək sürətli əməliyyat gücləndiriciləri ilə əlaqəli sxemlərə yönəldilsə də, burada müzakirə olunan problemlər və üsullar ümumiyyətlə digər yüksək sürətli analoq sxemlərin əksəriyyətində istifadə olunan naqillərə şamil edilir. Əməliyyat gücləndiricisi çox yüksək radio tezliyi (RF) tezlik diapazonunda işlədikdə, dövrənin performansı əsasən PCB sxemindən asılıdır. "Çizgilərdə" yaxşı görünən yüksək performanslı dövrə dizaynları yalnız naqillər zamanı diqqətsizlikdən təsirləndikdə adi performans əldə edə bilər. Naqillərin çəkilməsi prosesində əvvəlcədən nəzərə alınması və vacib detallara diqqət yetirilməsi dövrənin gözlənilən performansını təmin etməyə kömək edəcəkdir.

Sxematik diaqram

Yaxşı sxem yaxşı naqillərə zəmanət verə bilməsə də, yaxşı naqil yaxşı sxemdən başlayır. Sxematik tərtib edərkən diqqətlə düşünün və bütün dövrənin siqnal axını nəzərə almalısınız. Sxematikdə soldan sağa normal və sabit siqnal axını varsa, PCB-də eyni yaxşı siqnal axını olmalıdır. Sxematikdə mümkün qədər çox faydalı məlumat verin. Bəzən dövrə dizayn mühəndisi olmadığından, müştərilər dövrə probleminin həllində kömək etməyimizi xahiş edəcək, bu işlə məşğul olan konstruktorlar, texniki işçilər və mühəndislər, o cümlədən biz çox minnətdar olacaqlar.

Adi istinad identifikatorlarına, enerji istehlakına və səhvlərə dözümlülüyünə əlavə olaraq, sxemdə hansı məlumat verilməlidir? Adi sxemləri birinci dərəcəli sxemlərə çevirmək üçün bəzi təkliflər. Dalğa formaları, qabıq haqqında mexaniki məlumat, çap xətlərinin uzunluğu, boş sahələr əlavə edin; PCB-yə hansı komponentlərin yerləşdirilməli olduğunu göstərin; tənzimləmə məlumatı, komponent dəyər diapazonu, istilik yayılması məlumatı, nəzarət empedansının çap edilmiş xətləri, şərhlər və qısa sxemlər Fəaliyyət təsviri... (və s.) verin.
Heç kimə inanma

Əgər naqilləri özünüz dizayn etmirsinizsə, naqil çəkən şəxsin dizaynını diqqətlə yoxlamaq üçün kifayət qədər vaxt ayırdığınızdan əmin olun. Kiçik bir profilaktika bu nöqtədə müalicədən yüz dəfə dəyərlidir. Məftil edən şəxsin fikirlərinizi başa düşməsini gözləməyin. Rəyiniz və rəhbərliyiniz naqillərin dizayn prosesinin ilkin mərhələlərində ən vacibdir. Nə qədər çox məlumat verə bilsəniz və bütün naqillər prosesinə nə qədər çox müdaxilə etsəniz, əldə edilən PCB bir o qədər yaxşı olacaq. İstədiyiniz naqillərin tərəqqi hesabatına uyğun olaraq naqillərin layihələndirilməsi mühəndisi-tez yoxlama üçün ilkin tamamlama nöqtəsi təyin edin. Bu "qapalı dövrə" üsulu naqillərin yanlış getməsinin qarşısını alır və bununla da yenidən işləmə ehtimalını minimuma endirir.

Naqil mühəndisinə verilməli olan təlimatlara aşağıdakılar daxildir: dövrə funksiyasının qısa təsviri, giriş və çıxış mövqelərini göstərən PCB-nin sxematik diaqramı, PCB yığma məlumatları (məsələn, lövhənin nə qədər qalınlığı, neçə qat var və hər bir siqnal təbəqəsi və yer müstəvisi funksiyası haqqında ətraflı məlumat Enerji istehlakı, torpaq naqili, analoq siqnal, rəqəmsal siqnal və RF siqnalı); hər bir təbəqə üçün hansı siqnallar tələb olunur; mühüm komponentlərin yerləşdirilməsini tələb edir; bypass komponentlərinin dəqiq yeri; hansı çap xətləri vacibdir; hansı xətləri nəzarət etmək lazımdır impedans çap xətləri ; Hansı xətlər uzunluğa uyğun olmalıdır; komponentlərin ölçüsü; hansı çap xətlərinin bir-birindən uzaq (və ya yaxın) olması lazımdır; hansı xətlərin bir-birindən uzaq (və ya yaxın) olması lazımdır; hansı komponentlərin bir-birindən uzaq (və ya yaxın) olması lazımdır; hansı komponentlərin yerləşdirilməsi lazımdır PCB-nin üstünə, hansıları aşağıda yerləşdirilir. Heç vaxt başqaları üçün çox məlumat olduğundan şikayət etməyin - çox az? Çoxmu? etməyin.

Öyrənmə təcrübəsi: Təxminən 10 il əvvəl mən çox qatlı səthə quraşdırılmış dövrə lövhəsi hazırladım - lövhənin hər iki tərəfində komponentlər var. Lövhəni qızıl örtüklü alüminium qabıqda düzəltmək üçün çoxlu vintlərdən istifadə edin (çünki çox ciddi vibrasiya əleyhinə göstəricilər var). Yanlış ötürülməsini təmin edən sancaqlar lövhədən keçir. Bu pin lehimləmə telləri ilə PCB-yə bağlanır. Bu çox mürəkkəb bir cihazdır. Lövhədəki bəzi komponentlər test parametrləri (SAT) üçün istifadə olunur. Amma mən bu komponentlərin yerini dəqiq müəyyən etmişəm. Bu komponentlərin harada quraşdırıldığını təxmin edə bilərsinizmi? Yeri gəlmişkən, lövhənin altında. Məhsulun mühəndisləri və texniki işçiləri bütün cihazı sökməli və parametrləri tamamladıqdan sonra onları yenidən yığmalı olduqda, onlar çox bədbəxt görünürdülər. O vaxtdan bu yana bu səhvi etməmişəm.

Vəzifə

PCB-də olduğu kimi, yer hər şeydir. PCB-də bir dövrə hara qoyulmalı, onun xüsusi dövrə komponentləri harada quraşdırılmalı və digər bitişik sxemlər, bunların hamısı çox vacibdir.

Adətən, giriş, çıxış və enerji təchizatı mövqeləri əvvəlcədən müəyyən edilir, lakin onların arasındakı dövrə "öz yaradıcılığını oynamalıdır". Buna görə naqil detallarına diqqət yetirmək böyük gəlir gətirəcəkdir. Əsas komponentlərin yeri ilə başlayın və xüsusi dövrəni və bütün PCB-ni nəzərdən keçirin. Əsas komponentlərin və siqnal yollarının yerini əvvəldən müəyyən etmək, dizaynın gözlənilən iş məqsədlərinə cavab verməsini təmin etməyə kömək edir. Düzgün dizaynı ilk dəfə əldə etmək xərcləri və təzyiqi azalda bilər və inkişaf dövrünü qısalda bilər.

Bypass gücü

Səs-küyü azaltmaq üçün gücləndiricinin güc tərəfindəki enerji təchizatından yan keçmək PCB dizayn prosesində çox vacib bir cəhətdir, o cümlədən yüksək sürətli əməliyyat gücləndiriciləri və ya digər yüksək sürətli sxemlər. Yüksək sürətli əməliyyat gücləndiricilərindən yan keçmək üçün iki ümumi konfiqurasiya üsulu var.

Enerji təchizatı terminalının torpaqlanması: Bu üsul, əməliyyat gücləndiricisinin enerji təchizatı pinini birbaşa yerə qoymaq üçün çoxlu paralel kondansatörlərdən istifadə etməklə əksər hallarda ən effektivdir. Ümumiyyətlə, iki paralel kondansatör kifayətdir, lakin paralel kondensatorların əlavə edilməsi bəzi dövrələrə fayda verə bilər.

Fərqli tutum dəyərlərinə malik kondansatörlərin paralel qoşulması, geniş tezlik diapazonunda enerji təchizatı pinində yalnız aşağı alternativ cərəyan (AC) empedansının görünməsini təmin etməyə kömək edir. Bu, əməliyyat gücləndiricisinin enerji təchizatı rədd nisbətinin (PSR) zəifləmə tezliyində xüsusilə vacibdir. Bu kondansatör gücləndiricinin azalmış PSR-ni kompensasiya etməyə kömək edir. Bir çox on oktava diapazonlarında aşağı empedanslı torpaq yolunun saxlanması zərərli səs-küyün op amp daxil ola bilməməsinə kömək edəcəkdir. Şəkil 1 paralel olaraq çoxlu kondansatörlərdən istifadənin üstünlüklərini göstərir. Aşağı tezliklərdə böyük kondansatörlər aşağı empedanslı torpaq yolunu təmin edir. Lakin tezlik öz rezonans tezliyinə çatdıqdan sonra kondansatörün tutumu zəifləyəcək və tədricən induktiv görünür. Buna görə çoxlu kondansatörlərdən istifadə etmək vacibdir: bir kondansatörün tezlik reaksiyası düşməyə başlayanda, digər kondansatörün tezlik reaksiyası işləməyə başlayır, buna görə də bir çox on oktava diapazonlarında çox aşağı AC empedansını saxlaya bilər.

Birbaşa op gücləndiricinin enerji təchizatı pinləri ilə başlayın; ən kiçik tutuma və ən kiçik fiziki ölçüyə malik kondansatör PCB-nin op gücləndiricisi ilə eyni tərəfində və gücləndiriciyə mümkün qədər yaxın yerləşdirilməlidir. Kondansatörün torpaq terminalı birbaşa ən qısa pin və ya çap edilmiş tel ilə torpaq müstəvisinə qoşulmalıdır. Güc terminalı ilə torpaq terminalı arasındakı müdaxiləni azaltmaq üçün yuxarıdakı torpaq bağlantısı gücləndiricinin yük terminalına mümkün qədər yaxın olmalıdır.

Növbəti ən böyük tutum dəyəri olan kondansatörlər üçün bu proses təkrarlanmalıdır. Ən yaxşısı 0,01 µF minimum tutum dəyəri ilə başlamaq və ona yaxın aşağı ekvivalent seriyalı müqavimətə (ESR) malik 2,2 µF (və ya daha böyük) elektrolitik kondansatör yerləşdirməkdir. 0508 qutu ölçüsü olan 0,01 µF kondansatör çox aşağı seriyalı endüktansa və əla yüksək tezlikli performansa malikdir.

Enerji təchizatı üçün enerji təchizatı: Başqa bir konfiqurasiya üsulu, əməliyyat gücləndiricisinin müsbət və mənfi enerji təchizatı terminalları ilə birləşdirilən bir və ya daha çox bypass kondansatörlərindən istifadə edir. Bu üsul adətən dövrədə dörd kondensatoru konfiqurasiya etmək çətin olduqda istifadə olunur. Onun dezavantajı odur ki, kondansatörün korpus ölçüsü arta bilər, çünki kondansatörün üzərindəki gərginlik tək təchizatlı bypass metodunda iki dəfə gərginlik dəyərinə malikdir. Gərginliyin artırılması cihazın nominal qırılma gərginliyinin artırılmasını, yəni korpusun ölçüsünün artırılmasını tələb edir. Bununla belə, bu üsul PSR və təhrif performansını yaxşılaşdıra bilər.

Hər bir dövrə və naqil fərqli olduğundan, kondansatörlərin konfiqurasiyası, sayı və tutum dəyəri faktiki dövrənin tələblərinə uyğun olaraq müəyyən edilməlidir.