Окабеляването на печатна платка (PCB) играе ключова роля във високоскоростните вериги, но често е една от последните стъпки в процеса на проектиране на веригата. Има много проблеми с високоскоростното окабеляване на печатни платки и по тази тема е написана много литература. Тази статия обсъжда основно окабеляването на високоскоростни вериги от практическа гледна точка. Основната цел е да се помогне на новите потребители да обърнат внимание на много различни проблеми, които трябва да бъдат взети предвид при проектирането на високоскоростни схеми на PCB оформления. Друга цел е да се предостави материал за преглед на клиентите, които не са пипали от PCB окабеляване за известно време. Поради ограниченото оформление, тази статия не може да обсъди подробно всички проблеми, но ще обсъдим ключовите части, които имат най -голям ефект върху подобряването на производителността на веригата, времето за скъсяване на времето и времето за спестяване на модификация.

Въпреки че основният акцент тук е върху веригите, свързани с високоскоростните оперативни усилватели, проблемите и методите, обсъдени тук, обикновено са приложими за окабеляване, използвани в повечето други високоскоростни аналогови схеми. Когато оперативният усилвател работи в честотна честотна лента с много висока честота (RF), производителността на веригата до голяма степен зависи от оформлението на PCB. Дизайнът на високоефективните вериги, които изглеждат добре на „рисунките“, могат да получат обикновена производителност само ако са засегнати от небрежност по време на окабеляване. Предварителното разглеждане и вниманието към важни детайли в целия процес на окабеляване ще помогнат да се гарантира очакваната работа на веригата.

Схематична диаграма

Въпреки че добрата схема не може да гарантира добро окабеляване, доброто окабеляване започва с добра схема. Помислете внимателно, когато рисувате схемата и трябва да вземете предвид потока на сигнала на цялата верига. Ако има нормален и стабилен поток на сигнала отляво надясно в схемата, тогава трябва да има същия добър поток на сигнала на PCB. Дайте възможно най -полезна информация на схемата. Тъй като понякога инженерът по проектиране на вериги не е там, клиентите ще ни помолят да помогнем за решаването на проблема с веригата, дизайнерите, техниците и инженерите, ангажирани с тази работа, ще бъдат много благодарни, включително и нас.

В допълнение към обикновените референтни идентификатори, консумация на енергия и толерантност към грешки, каква информация трябва да бъде дадена в схемата? Ето някои предложения за превръщане на обикновените схеми в първокласни схеми. Добавете форми на вълни, механична информация за черупката, дължина на отпечатаните линии, празни зони; Посочете кои компоненти трябва да бъдат поставени на PCB; Дайте информация за корекция, диапазони на стойността на компонентите, информация за разсейване на топлината, отпечатани линии, коментари и описание на кратки схеми… (и други).
Не вярвайте на никого

Ако сами не проектирате окабеляването, не забравяйте да разрешите достатъчно време, за да проверите внимателно дизайна на окабеляването. В този момент малка превенция струва сто пъти по -голямо от лекарството. Не очаквайте човекът от окабеляването да разбере вашите идеи. Вашето мнение и насоки са най -важните в ранните етапи на процеса на проектиране на окабеляване. Колкото повече информация можете да предоставите и колкото повече се намесвате в целия процес на окабеляване, толкова по -добре ще бъде полученият ПХБ. Задайте ориентировъчна точка за завършване на проверката на инженера на окабеляването на проверка според доклада за прогрес на окабеляването, който искате. Този метод „затворен цикъл“ не позволява окабеляването да се заблуди, като по този начин свежда до минимум възможността за преработка.

Инструкциите, които трябва да бъдат дадени на инженера за окабеляване, включват: кратко описание на функцията на веригата, схематична схема на PCB, показваща позициите на вход и изход, информация за подреждане на печатни платки (например колко гъста е дъската, колко слоеве има и подробна информация за всеки сигнал и сигнал на сигнала и наземна равнина на равнината на равнината на равнината на равнината, наземния проводник, аналогов сигнал, дигитален сигнал и RF сигнал); кои сигнали са необходими за всеки слой; изискват поставянето на важни компоненти; точното местоположение на байпасните компоненти; Кои отпечатани линии са важни; кои линии трябва да контролират отпечатаните линии на импеданса; Кои линии трябва да съответстват на дължината; размерът на компонентите; които отпечатани линии трябва да са далеч (или близо един до друг; Кои линии трябва да са далеч (или близо един до друг; кои компоненти трябва да са далеч (или да се затварят) един към друг; Кои компоненти трябва да бъдат поставени в горната част на печатни платки, които са поставени отдолу. Никога не се оплаквайте, че има твърде много информация за други-малко? Прекалено ли е? Не.

Опит с учене: Преди около 10 години проектирах многослойна повърхностна платка за монтиране-има компоненти от двете страни на дъската. Използвайте много винтове, за да фиксирате дъската в алуминиева обвивка със златист (защото има много строги антивибрационни показатели). Щифтовете, които осигуряват пристрастия за хранене, преминават през дъската. Този щифт е свързан към PCB чрез запояване на проводници. Това е много сложно устройство. Някои компоненти на дъската се използват за тестова настройка (SAT). Но ясно съм определил местоположението на тези компоненти. Можете ли да познаете къде са инсталирани тези компоненти? Между другото, под борда. Когато продуктовите инженери и техници трябваше да разглобят цялото устройство и да ги сглобяват, след като попълнят настройките, те изглеждаха много нещастни. Оттогава не съм направил тази грешка.

Позиция

Точно както в PCB, местоположението е всичко. Къде да поставите верига на печатни платки, къде да инсталирате неговите специфични компоненти на веригата и какви са други съседни вериги, всички от които са много важни.

Обикновено позициите на вход, изход и захранване са предварително определени, но схемата между тях трябва да „играе собствената си творчество“. Ето защо обръщането на внимание на детайлите на окабеляването ще доведе до огромна възвръщаемост. Започнете с местоположението на ключовите компоненти и помислете за специфичната верига и цялата PCB. Определянето на местоположението на ключовите компоненти и сигналните пътища от началото помага да се гарантира, че дизайнът отговаря на очакваните работни цели. Получаването на правилния дизайн от първия път може да намали разходите и натиска и да съкрати цикъла на развитие.

Байпасна мощност

Обобщаването на захранването от страна на мощността на усилвателя, за да се намали шума, е много важен аспект в процеса на проектиране на PCB, включително високоскоростни оперативни усилватели или други високоскоростни вериги. Има два често срещани метода за конфигуриране за заобикаляне на високоскоростни оперативни усилватели.

Заземяване на терминала за захранване: Този метод е най -ефективен в повечето случаи, използвайки множество паралелни кондензатори за директно заземяване на захранващия щифт на оперативния усилвател. Най-общо казано, два паралелни кондензатора са достатъчни, но добавящи паралелни кондензатори могат да се възползват от някои вериги.

Паралелната връзка на кондензаторите с различни стойности на капацитета помага да се гарантира, че импедансът на само редуващ се ток (AC) (AC) може да се види на щифта за захранване в широка честотна лента. Това е особено важно при честотата на затихване на коефициента на отхвърляне на захранването на оперативния усилвател (PSR). Този кондензатор помага за компенсиране на намаления PSR на усилвателя. Поддържането на нисък импедансен път на земята в много десет октави ще помогне да се гарантира, че вредният шум не може да влезе в усилвателя на ОП. Фигура 1 показва предимствата на използването на множество кондензатори паралелно. При ниски честоти големите кондензатори осигуряват нисък импедансен наземен път. Но след като честотата достигне собствената си резонансна честота, капацитетът на кондензатора ще отслаби и постепенно ще изглежда индуктивен. Ето защо е важно да се използват множество кондензатори: когато честотната реакция на един кондензатор започне да спада, честотната реакция на другия кондензатор започва да работи, така че може да поддържа много нисък импеданс на променлив ток в много десет октави.

Започнете директно с щифтовете за захранване на усилвателя на OP; Кондензаторът с най -малкия капацитет и най -малкия физически размер трябва да бъде поставен от същата страна на PCB като усилвателя на OP - и възможно най -близо до усилвателя. Заземният терминал на кондензатора трябва да бъде директно свързан към земната равнина с най -краткия щифт или отпечатан проводник. Горната заземна връзка трябва да бъде възможно най -близо до натоварването на терминала на усилвателя, за да се намали смущения между захранващия терминал и наземния терминал.

Този процес трябва да се повтаря за кондензатори със следващата най -голяма стойност на капацитета. Най -добре е да започнете със стойността на минималния капацитет от 0,01 µF и да поставите 2,2 µF (или по -голям) електролитен кондензатор с ниска еквивалентна серия съпротивление (ESR) близо до него. Кондензаторът от 0,01 µF с размер на калъфа 0508 има много ниска индуктивност на серията и отлична високочестотна характеристика.

Захранване към захранването: Друг метод на конфигурация използва един или повече байпасни кондензатори, свързани в положителните и отрицателни терминали за захранване на оперативния усилвател. Този метод обикновено се използва, когато е трудно да се конфигурира четири кондензатора във веригата. Недостатъкът му е, че размерът на случая на кондензатора може да се увеличи, тъй като напрежението през кондензатора е два пъти по-голяма от стойността на напрежението в метода на байпас с еднопорзария. Увеличаването на напрежението изисква увеличаване на номиналното напрежение на разрушаването на устройството, тоест увеличава размера на корпуса. Този метод обаче може да подобри ефективността на PSR и изкривяването.

Тъй като всяка верига и окабеляване е различна, конфигурацията, броят и стойността на капацитета на кондензаторите трябва да се определят в съответствие с изискванията на действителната верига.