Праводка друкаванай платы (PCB) гуляе ключавую ролю ў высакахуткасных схемах, але часта гэта адзін з апошніх этапаў у працэсе праектавання схемы. Праблем з высакахуткаснай праводкай друкаванай платы шмат, і на гэтую тэму напісана шмат літаратуры. У гэтым артыкуле ў асноўным абмяркоўваецца праводка высакахуткасных ланцугоў з практычнай пункту гледжання. Асноўная мэта складаецца ў тым, каб дапамагчы новым карыстальнікам звярнуць увагу на мноства розных праблем, якія неабходна ўлічваць пры распрацоўцы макетаў друкаваных плат высакахуткасных схем. Іншая мэта - даць аглядны матэрыял для кліентаў, якія некаторы час не датыкаліся да праводкі друкаванай платы. З-за абмежаванага макета гэты артыкул не можа падрабязна абмеркаваць усе праблемы, але мы абмяркуем ключавыя часткі, якія аказваюць найбольшы ўплыў на паляпшэнне прадукцыйнасці схемы, скарачэнне часу праектавання і эканомію часу на мадыфікацыю.

Нягледзячы на ​​тое, што асноўная ўвага тут надаецца схемам, звязаным з высакахуткаснымі аперацыйнымі ўзмацняльнікамі, праблемы і метады, якія тут абмяркоўваюцца, у цэлым дастасавальныя да праводкі, якая выкарыстоўваецца ў большасці іншых высакахуткасных аналагавых схем. Калі аперацыйны ўзмацняльнік працуе ў дыяпазоне частот вельмі высокай радыёчастоты (РЧ), прадукцыйнасць схемы ў значнай ступені залежыць ад кампаноўкі друкаванай платы. Высокапрадукцыйныя схемныя канструкцыі, якія добра выглядаюць на «чарцяжах», могуць атрымаць звычайную прадукцыйнасць толькі ў тым выпадку, калі на іх паўплывала неасцярожнасць пры праводцы. Папярэдняе разгляд і ўвага да важных дэталяў на працягу ўсяго працэсу праводкі дапаможа забяспечыць чаканую прадукцыйнасць схемы.

Прынцыповая схема

Хоць добрая схема не можа гарантаваць добрую праводку, добрая праводка пачынаецца з добрай схемы. Уважліва падумайце, малюючы схему, і вы павінны ўлічваць паток сігналу ўсёй схемы. Калі на схеме ёсць нармальны і стабільны паток сігналу злева направа, то на друкаванай плаце павінен быць такі ж добры сігнал. Дайце як мага больш карыснай інфармацыі на схеме. Паколькі часам інжынера-канструктара схемы няма, кліенты просяць нас дапамагчы вырашыць праблему схемы, дызайнеры, тэхнікі і інжынеры, якія займаюцца гэтай працай, будуць вельмі ўдзячныя, у тым ліку і мы.

У дадатак да звычайных эталонных ідэнтыфікатараў, энергаспажывання і допуску да памылак, якую інфармацыю трэба даваць на схеме? Вось некалькі прапаноў, як ператварыць звычайныя схемы ў першакласныя схемы. Дадаць сігналы, механічную інфармацыю аб абалонцы, даўжыню друкаваных радкоў, пустыя вобласці; паказаць, якія кампаненты неабходна размясціць на друкаванай плаце; даць інфармацыю аб рэгуляванні, дыяпазоны значэнняў кампанентаў, інфармацыю аб рассейванні цяпла, кантрольны імпеданс, друкаваныя радкі, каментарыі і кароткія схемы Апісанне дзеяння... (і іншыя).
Не вер нікому

Калі вы не праектуеце праводку самастойна, не забудзьцеся даць дастаткова часу, каб уважліва праверыць праект электраправодкі. У гэты момант невялікая прафілактыка ў сто разоў каштуе лекаў. Не чакайце, што спецыяліст па электраправодцы зразумее вашыя ідэі. Ваша меркаванне і рэкамендацыі з'яўляюцца найбольш важнымі на ранніх этапах працэсу праектавання праводкі. Чым больш інфармацыі вы можаце даць і чым больш вы ўмешваецеся ва ўвесь працэс праводкі, тым лепш атрымаецца друкаваная плата. Усталюйце папярэднюю кропку завяршэння для хуткай праверкі інжынера-праекціроўшчыка праводкі ў адпаведнасці са справаздачай аб ходзе праводкі, якую вы хочаце. Гэты метад "замкнёнага контуру" прадухіляе збіццё праводкі, зводзячы да мінімуму магчымасць пераробкі.

Інструкцыі, якія неабходна даць інжынеру па праводцы, уключаюць: кароткае апісанне функцыі схемы, прынцыповую схему друкаванай платы з указаннем уваходнага і выхаднога палажэнняў, інфармацыю аб размяшчэнні друкаванай платы (напрыклад, наколькі таўшчыня платы, колькі слаёў ёсць падрабязная інфармацыя аб кожным узроўні сігналу і функцыі плоскасці зазямлення Спажываная магутнасць, провад зазямлення, аналагавы сігнал, лічбавы сігнал і радыёчастотны сігнал); якія сігналы патрабуюцца для кожнага пласта; патрабуюць размяшчэння важных кампанентаў; дакладнае размяшчэнне кампанентаў байпаса; якія друкаваныя радкі важныя; якія лініі трэба кантраляваць імпеданс друкаваных ліній ; Якія лініі павінны адпавядаць даўжыні; памер кампанентаў; якія друкаваныя радкі павінны быць далёка (ці блізка) адзін ад аднаго; якія лініі павінны быць далёка (ці блізка) адна ад адной; якія кампаненты павінны быць далёка (ці блізка) адзін ад аднаго; якія кампаненты трэба размясціць на верхняй частцы друкаванай платы, а якія - знізу. Ніколі не скардзіцеся, што інфармацыі для іншых занадта шмат - занадта мала? Гэта занадта? Не рабі.

Вопыт навучання: Каля 10 гадоў таму я распрацаваў шматслаёвую друкаваную плату для павярхоўнага мантажу - з абодвух бакоў платы ёсць кампаненты. Выкарыстоўвайце шмат шруб, каб замацаваць плату ў пазалочаным алюмініевым корпусе (таму што там вельмі строгія антывібрацыйныя паказчыкі). Штыфты, якія забяспечваюць праходжанне зрушэння, праходзяць праз плату. Гэты штыфт падключаецца да друкаванай платы з дапамогай паяння правадоў. Гэта вельмі складаная прылада. Некаторыя кампаненты на плаце выкарыстоўваюцца для наладкі тэсту (SAT). Але я дакладна вызначыў размяшчэнне гэтых кампанентаў. Ці можаце вы здагадацца, дзе ўсталяваны гэтыя кампаненты? Дарэчы, пад дошку. Калі інжынерам і тэхнікам прыйшлося разабраць усю прыладу і зноў сабраць іх пасля завяршэння налад, яны выглядалі вельмі незадаволенымі. З тых часоў я больш не рабіў гэтай памылкі.

Пазіцыя

Як і ў друкаванай плаце, месцазнаходжанне - гэта ўсё. Дзе размясціць ланцуг на друкаванай плаце, дзе ўсталяваць яго канкрэтныя кампаненты ланцуга і якія іншыя суседнія схемы - усё гэта вельмі важна.

Звычайна пазіцыі ўваходу, выхаду і крыніцы харчавання загадзя вызначаны, але ланцуг паміж імі павінен "гуляць уласную творчасць". Вось чаму ўвага да дэталяў праводкі прынясе велізарную аддачу. Пачніце з размяшчэння ключавых кампанентаў і разгледзьце канкрэтную схему і ўсю друкаваную плату. Указанне размяшчэння ключавых кампанентаў і шляхоў перадачы сігналу з самага пачатку дапамагае гарантаваць, што праект адпавядае чаканым мэтам працы. Атрыманне правільнага дызайну з першага разу можа паменшыць выдаткі і ціск, а таксама скараціць цыкл распрацоўкі.

Байпаснае харчаванне

Абыход крыніцы харчавання на баку харчавання ўзмацняльніка для зніжэння шуму з'яўляецца вельмі важным аспектам у працэсе распрацоўкі друкаванай платы, у тым ліку высакахуткасных аперацыйных узмацняльнікаў або іншых высакахуткасных схем. Ёсць два агульных метаду канфігурацыі для абыходу высакахуткасных аперацыйных узмацняльнікаў.

Зазямленне клемы крыніцы харчавання: гэты метад з'яўляецца найбольш эфектыўным у большасці выпадкаў з выкарыстаннем некалькіх паралельных кандэнсатараў для непасрэднага зазямлення штыфта крыніцы харчавання аперацыйнага ўзмацняльніка. Наогул кажучы, двух паралельных кандэнсатараў дастаткова, але даданне паралельных кандэнсатараў можа прынесці карысць некаторым схемам.

Паралельнае злучэнне кандэнсатараў з рознымі значэннямі ёмістасці дапамагае гарантаваць, што толькі нізкі імпеданс пераменнага току (AC) можна ўбачыць на штырьку крыніцы харчавання ў шырокім дыяпазоне частот. Гэта асабліва важна пры частаце згасання каэфіцыента адмовы крыніцы харчавання аперацыйнага ўзмацняльніка (PSR). Гэты кандэнсатар дапамагае кампенсаваць паніжаны PSR ўзмацняльніка. Падтрыманне зазямлення з нізкім імпедансам у многіх дзесяціактавых дыяпазонах дапаможа гарантаваць, што шкодны шум не можа патрапіць у аперацыйны ўзмацняльнік. На малюнку 1 паказаны перавагі выкарыстання некалькіх кандэнсатараў паралельна. На нізкіх частотах вялікія кандэнсатары забяспечваюць шлях зазямлення з нізкім імпедансам. Але як толькі частата дасягне ўласнай рэзананснай частаты, ёмістасць кандэнсатара аслабне і паступова стане індуктыўнай. Вось чаму важна выкарыстоўваць некалькі кандэнсатараў: калі АЧХ аднаго кандэнсатара пачынае падаць, АЧХ іншага кандэнсатара пачынае працаваць, таму ён можа падтрымліваць вельмі нізкі імпеданс пераменнага току ў многіх дзесяціактавых дыяпазонах.

Пачніце непасрэдна з кантактаў крыніцы харчавання аперацыйнага ўзмацняльніка; кандэнсатар з найменшай ёмістасцю і найменшым фізічным памерам павінен быць размешчаны з таго ж боку друкаванай платы, што і аперацыйны ўзмацняльнік, і як мага бліжэй да ўзмацняльніка. Клема зазямлення кандэнсатара павінна быць непасрэдна злучана з плоскасцю зазямлення самым кароткім кантактам або друкаваным провадам. Злучэнне над зямлёй павінна быць як мага бліжэй да клемы нагрузкі ўзмацняльніка, каб паменшыць перашкоды паміж клемай харчавання і клемай зазямлення.

Гэты працэс трэба паўтарыць для кандэнсатараў з наступным па велічыні значэннем ёмістасці. Лепш за ўсё пачаць з мінімальнага значэння ёмістасці 0,01 мкФ і размясціць побач з ім электралітычны кандэнсатар ёмістасцю 2,2 мкФ (або больш) з нізкім эквівалентным паслядоўным супрацівам (ESR). Кандэнсатар 0,01 мкФ з памерам корпуса 0508 мае вельмі нізкую паслядоўную індуктыўнасць і выдатныя характарыстыкі на высокіх частотах.

Блок харчавання да крыніцы харчавання: іншы метад канфігурацыі выкарыстоўвае адзін або некалькі абыходных кандэнсатараў, падлучаных праз станоўчыя і адмоўныя клемы крыніцы харчавання аперацыйнага ўзмацняльніка. Гэты метад звычайна выкарыстоўваецца, калі складана наладзіць чатыры кандэнсатара ў ланцугу. Яго недахопам з'яўляецца тое, што памер корпуса кандэнсатара можа павялічыцца, таму што напружанне на кандэнсатары ў два разы перавышае значэнне напружання ў метадзе байпаса з адным сілкаваннем. Павышэнне напружання патрабуе павышэння намінальнага напружання прабоя прылады, то ёсць павелічэння памераў корпуса. Аднак гэты метад можа палепшыць PSR і прадукцыйнасць скажэнняў.

Паколькі кожная схема і праводка адрозніваюцца, канфігурацыя, колькасць і значэнне ёмістасці кандэнсатараў павінны вызначацца ў адпаведнасці з патрабаваннямі рэальнай схемы.