Tiskana pločica (PCB) ožičenje reprodukuje ključnu ulogu u krugovima velike brzine, ali često je jedan od posljednjih koraka u procesu dizajna kruga. Mnogo je problema s brzim PCB ožičenjem, a na ovoj temi je napisano puno literature. Ovaj članak uglavnom govori o ožičenju krugova velike brzine iz praktične perspektive. Glavna svrha je pomoći novim korisnicima da obratite pažnju na mnoga različita pitanja koja treba uzeti u obzir prilikom dizajniranja rasporeda kruga velike brzine. Druga svrha je pružiti značajku za pregled kupcima koji nisu nakratko dodirnuli PCB ožičenje. Zbog ograničenog izgleda, ovaj članak ne može detaljno raspravljati o svim pitanjima, ali ćemo razgovarati o ključnim dijelovima koji imaju najveći utjecaj na poboljšanje performansi kruga, skraćivanje vremena dizajna i uštede vremena za izmjenu.

Iako je glavni fokus ovdje na krugovima koji se odnose na operativne pojačale velike brzine, problemi i metode ovdje raspravljaju općenito su primjenjivi na ožičenje koje se koriste u većini drugih analognih krugova velike brzine. Kada operativni pojačalo radi u frekvencijskom opsegu vrlo visoke radio frekvencije (RF), performanse kruga u velikoj mjeri ovisi o izgledu PCB-a. Dizajni visokog performansi koji izgledaju dobro na "crtežima" mogu dobiti samo uobičajene performanse ako su pogođeni nepažnjom tokom ožičenja. Prethodno razmatranje i pažnja na važne detalje tokom procesa ožičenja pomoći će osigurati očekivani performanse krugova.

Shematski dijagram

Iako dobra shema ne može garantirati dobro ožičenje, dobro ožičenje započinje s dobrim šematskim. Pažljivo razmislite prilikom crtanja sheme, a vi morate uzeti u obzir protok signala cjelokupnog kruga. Ako postoji normalan i stabilan protok signala s lijeve strane na desno u šema, tada bi trebao biti isti dobar protok signala na PCB-u. Dajte što više korisnih informacija o shemi. Jer ponekad inženjer dizajna kruga nije tamo, kupci će tražiti da pomognemo riješiti problem kruga, dizajneri, tehničari i inženjeri koji su uključeni u ovaj rad bit će vrlo zahvalni, uključujući nas.

Pored običnih referentnih identifikatora, potrošnju energije i tolerancije na grešku, koje informacije treba dati u šemi? Evo nekoliko prijedloga za okretanje običnih šema u prvoklasne šeme. Dodajte valne forme, mehaničke informacije o školjci, dužinu tiskanih linija, praznih područja; navesti na koje komponente treba postaviti na PCB; Navedite informacije o podešavanju, raspon vrijednosti komponenata, podaci o disipaciji topline, kontrolne impedance tiskane linije, komentare i kratki krugovi opis akcije ... (i drugi).
Ne veruj nikome

Ako sami ne dizajnirate ožičenje, obavezno omogućite dovoljno vremena da pažljivo provjeri dizajn osobe ožičenja. Mala prevencija vrijedi stotinu puta u ovom trenutku. Ne očekujte da će operacija osoba razumjeti vaše ideje. Vaše mišljenje i smjernice su najvažnije u ranim fazama procesa dizajna ožičenja. Što više informacija možete pružiti, a više intervenirate u cjelokupnom procesu ožičenja, bolji će rezultirajuća PCB biti. Postavite tentažnu točku završetka za inženjer dizajna ožičenja - brzo provjerite u skladu sa izvještajem o napretku ožičenja koji želite. Ova metoda "zatvorene petlje" sprječava da se ožičenje zaluta, na taj način minimizira mogućnost prerade.

Upute koje treba dati inženjeru ožičenja uključuju: kratak opis kruga, shematski dijagram PCB-a koji pokazuje informacije o ulaznim i izlaznim položajima (na primjer, kako se slojevi i detaljne informacije o energiji i prizemlju, analogni signal, digitalni signal i RF signal); koji su signali potrebni za svaki sloj; zahtijevaju plasman važnih komponenti; tačna lokacija obilaznih komponenti; koje su tiskane linije važne; koje linije trebaju upravljati ispisanim linijama za impedanciju; Koje linije trebaju uskladiti dužinu; veličina komponenti; Koje su tiskane linije trebaju biti daleko (ili blizu) jedni druge; koje linije trebaju biti daleko (ili blizu) jedni druge; Koje komponente trebaju biti daleko (ili blizu) jedna drugoj; Koje komponente moraju biti postavljene na vrhu PCB-a, koji su postavljeni u nastavku. Nikada se ne žalite da postoji previše informacija za druge premalo? Je li previše? Nemojte.

Iskustvo učenja: prije otprilike 10 godina dizajnirao sam multilajnu ploču površine - postoje komponente s obje strane ploče. Upotrijebite puno vijaka za popravljanje ploče u zlatno pozloženoj aluminijskoj školjci (jer postoje vrlo strogi indikatori protiv vibracija). Igle koje pružaju pristrasno feedghough prolaze kroz ploču. Ovaj PIN povezan je sa PCB-om lemljenjem žica. Ovo je vrlo komplikovan uređaj. Neke komponente na ploči koriste se za testnu postavku (SAT). Ali jasno sam definirao lokaciju ovih komponenti. Možete li pogoditi gdje su ove komponente instalirane? Usput, ispod ploče. Kad su inženjeri i tehničari morali rastaviti cijeli uređaj i ponovo ih sastaviti nakon završetka postavki, činilo se vrlo nesrećnim. Od tada još više nisam napravio ovu grešku.

Položaj

Baš kao i u PCB-u, lokacija je sve. Gdje staviti krug na PCB, gdje ugraditi svoje specifične komponente kruga, a koji su drugi susjedni sklopovi, a sve su vrlo važne.

Obično su postavljanja ulaznog, izlaza i napajanja unaprijed određena, ali krug između njih mora "igrati vlastitu kreativnost". Zbog toga će obraćanje pažnje na detalje ožičenja dati ogromne prinose. Započnite s lokacijom ključnih komponenti i razmotrite određeni krug i cijeli PCB. Specificiranje lokacije ključnih komponenti i signalnih staza od početka pomaže da se osigura da dizajn ispunjava očekivane ciljeve rada. Dobivanje prava dizajna prvi put može smanjiti troškove i pritisak - i skratiti razvojni ciklus.

Bajpasna snaga

Zaovisno napajanje na snazi ​​na moć pojačala pojačalo je u redu za smanjenje buke vrlo je važan aspekt u PCB dizajnerskom procesu - uključujući operativne pojačale velike brzine ili druge krugove velike brzine. Postoje dvije zajedničke metode konfiguracije za zaobilaženje operativnih pojačala velike brzine.

Uzemljenje terminala za napajanje: Ova metoda je najefikasnija u većini slučajeva, koristeći više paralelnih kondenzatora za izravno priključenje PIN napajanja operativnog pojačala. Generalno gledano, dva paralelna kondenzatora su dovoljna - ali dodavanje paralelnih kondenzatora mogu imati koristi od nekih krugova.

Paralelno povezivanje kondenzatora s različitim vrijednostima kapacitiranja pomaže u osiguravanju da se na priključivanju napajanja može vidjeti samo impedancija niske izmjene struje (AC) na priključku za napajanje preko širokog frekvencijskog pojasa. Ovo je posebno važno na učestalosti prigušenosti operativnog omjera napajanja pojačala (PSR). Ovaj kondenzator pomaže nadoknaditi smanjenim PSR pojačala. Održavanje niske impedance u prizemlju u mnogim desetavu rasponima pomoći će se osigurati da štetni buka ne može ući u OP AMP. Slika 1 prikazuje prednosti upotrebe višestrukih kondenzatora paralelno. Na niskim frekvencijama veliki kondenzatori pružaju nisku impedantu prizemlje. Ali nakon što frekvencija dođe do svoje rezonantne frekvencije, kapacitet kondenzatora će oslabiti i postepeno izgledati induktivna. Zbog toga je važno koristiti višestruke kondenzatore: Kada počne odziv frekvencije jednog kondenzatora, odziv frekvencije drugog kondenzatora počinje raditi, tako da može održavati vrlo nisku izmjeničnu impedanciju u mnogim deseto-oktalnim rasponima.

Započnite direktno sa igle za napajanje OP AMP-a; Kondenzator s najmanjim kapacitorom i najmanjim fizičkim veličinama treba postaviti na istu stranu PCB-a kao OP AMP - i što je bliže pojačalu. Prizemni terminal kondenzatora trebao bi biti izravno povezan s tložnim ravninom s najkraćim igle ili tiskanim žicama. Gore navedena povezanost trebala bi biti što bliže toku za opterećenje pojačala kako bi se smanjilo smetnje između terminala za napajanje i prizemnog terminala.

Ovaj se proces treba ponoviti za kondenzatore sa sljedećom najvećom vrijednošću kapaciteta. Najbolje je započeti s minimalnom vrijednošću kapaciteta od 0,01 μF i stavite 2,2 μF (ili veći) elektrolitički kondenzator sa niskim ekvivalentnim serijskim otporom (ESR) blizu njega. Kondenzator 0,01 μF sa veličinom kućišta 0508 ima vrlo nisku induktivnost i odlične visoke frekvencije.

Napajanje napajanja: Druga metoda konfiguracije koristi jedan ili više zaobilaznih kondenzatora povezanih u pozitivnim i negativnim terminalima napajanja operativnog pojačala. Ova se metoda obično koristi kada je teško konfigurirati četiri kondenzatora u krugu. Njen nedostatak je što se veličina predmeta kondenzatora može povećati jer je napon preko kondenzatora dvostruko više od napona u jednosmjernom obilaznom načinu. Povećanje napona zahtijeva povećanje nazivnog napona uređaja, odnosno povećavajući veličinu kućišta. Međutim, ova metoda može poboljšati PSR i performanse izobličenja.

Budući da su svaki krug i ožičenje drugačije, vrijednost konfiguracije, broja i kapacitora za kondenzatore treba odrediti u skladu sa zahtjevima stvarnog kruga.