Unsa ang mga kahanas sa disenyo sa op amp circuit PCB?

Ang printed circuit board (PCB) nga mga wiring adunay importante nga papel sa high-speed nga mga sirkito, apan kini kasagaran usa sa katapusang mga lakang sa proseso sa pagdesinyo sa sirkito. Adunay daghang mga problema sa high-speed nga mga kable sa PCB, ug daghang literatura ang gisulat bahin niini nga hilisgutan. Kini nga artikulo nag-una nga naghisgot sa mga kable sa high-speed nga mga sirkito gikan sa praktikal nga panglantaw. Ang nag-unang katuyoan mao ang pagtabang sa mga bag-ong tiggamit sa pagtagad sa daghang lain-laing mga isyu nga kinahanglan nga tagdon sa diha nga ang pagdesinyo sa high-speed circuit PCB layouts. Ang laing katuyoan mao ang paghatag og usa ka review nga materyal alang sa mga kustomer nga wala makahikap sa PCB wiring sa makadiyot. Tungod sa limitado nga layout, kini nga artikulo dili makahisgot sa tanan nga mga isyu sa detalye, apan atong hisgotan ang yawe nga mga bahin nga adunay labing dako nga epekto sa pagpalambo sa sirkito performance, pagpamubo sa disenyo sa panahon, ug sa pagluwas sa panahon sa pagbag-o.

Bisan kung ang panguna nga pokus dinhi mao ang mga sirkito nga may kalabotan sa mga high-speed nga mga amplifier sa operasyon, ang mga problema ug mga pamaagi nga gihisgutan dinhi sa kasagaran magamit sa mga kable nga gigamit sa kadaghanan sa ubang mga high-speed nga analog circuit. Kung ang operational amplifier naglihok sa usa ka taas kaayo nga frequency sa radyo (RF) frequency band, ang pasundayag sa circuit nagdepende sa layout sa PCB. Ang mga disenyo sa high-performance nga sirkito nga maayo tan-awon sa "mga drowing" makakuha lamang og ordinaryo nga pasundayag kung kini maapektuhan sa kawalay pagtagad sa panahon sa mga wiring. Ang pre-consideration ug pagtagad sa importanteng mga detalye sa tibuok proseso sa mga wiring makatabang sa pagsiguro sa gipaabot nga performance sa sirkito.

 

Diagram sa eskematiko

Bisan tuod ang usa ka maayo nga eskematiko dili makagarantiya sa usa ka maayo nga mga kable, ang usa ka maayo nga mga kable magsugod sa usa ka maayo nga eskematiko. Hunahunaa pag-ayo kung magdrowing sa eskematiko, ug kinahanglan nimong tagdon ang dagan sa signal sa tibuuk nga sirkito. Kung adunay usa ka normal ug lig-on nga dagan sa signal gikan sa wala hangtod sa tuo sa eskema, nan kinahanglan adunay parehas nga maayo nga pag-agos sa signal sa PCB. Hatagi og daghang mapuslanong impormasyon kutob sa mahimo sa eskematiko. Tungod kay usahay ang circuit design engineer wala didto, ang mga kustomer mangayo kanamo sa pagtabang sa pagsulbad sa problema sa sirkito, ang mga tigdesinyo, mga teknisyan ug mga inhenyero nga moapil niini nga trabaho mapasalamaton kaayo, lakip kami.

Dugang pa sa ordinaryo nga reference identifiers, power consumption, ug error tolerance, unsa nga impormasyon ang angay ihatag sa schematic? Ania ang pipila ka mga sugyot aron mahimo ang ordinaryo nga mga eskema sa una nga klase nga mga eskema. Pagdugang mga waveform, mekanikal nga impormasyon bahin sa kabhang, gitas-on sa giimprinta nga mga linya, blangko nga mga lugar; ipakita kung unsang mga sangkap ang kinahanglan ibutang sa PCB; paghatag impormasyon sa pag-adjust, mga sakup sa kantidad sa sangkap, impormasyon sa pagkawala sa kainit, pagkontrol sa mga linya nga giimprinta sa impedance, mga komento, ug mubo nga mga sirkito Deskripsyon sa aksyon... (ug uban pa).
Ayaw pagtoo ni bisan kinsa

Kung dili ka mismo ang nagdesinyo sa mga kable, siguroha ang paghatag ug igong panahon aron masusi pag-ayo ang disenyo sa wiring person. Ang usa ka gamay nga pagpugong nagkantidad ug usa ka gatos ka pilo nga tambal sa kini nga punto. Ayaw pagdahum nga ang wiring nga tawo makasabut sa imong mga ideya. Ang imong opinyon ug giya mao ang labing importante sa unang mga hugna sa proseso sa pagdesinyo sa mga kable. Ang dugang nga impormasyon nga imong mahatag, ug ang labaw nga mangilabot ka sa tibuok proseso sa mga wiring, mas maayo ang resulta nga PCB. Paghimo usa ka tentative nga punto sa pagkompleto alang sa disenyo sa mga wiring nga dali nga pagsusi sa engineer sumala sa report sa pag-uswag sa mga kable nga gusto nimo. Kini nga "closed loop" nga pamaagi nagpugong sa mga wiring nga mahisalaag, sa ingon nagpamenos sa posibilidad sa pagtrabaho pag-usab.

Ang mga instruksyon nga kinahanglang ihatag sa wiring engineer naglakip sa: usa ka mubo nga paghulagway sa circuit function, usa ka schematic diagram sa PCB nga nagpakita sa input ug output nga mga posisyon, PCB stacking information (pananglitan, unsa ka baga ang board, pila ka mga layer adunay, ug detalyado nga impormasyon mahitungod sa matag signal layer ug yuta plane-function Power konsumo, ground wire, analog signal, digital signal ug RF signal); unsa nga mga signal ang gikinahanglan alang sa matag layer; nagkinahanglan sa pagbutang sa importante nga mga sangkap; ang eksaktong lokasyon sa mga sangkap sa bypass; diin ang giimprinta nga mga linya importante; unsa nga mga linya kinahanglan nga makontrol ang impedance nga giimprinta nga mga linya; Unsa nga mga linya kinahanglan nga motakdo sa gitas-on; ang gidak-on sa mga sangkap; diin ang giimprinta nga mga linya kinahanglan nga layo (o duol) sa usag usa; unsa nga mga linya kinahanglan nga layo (o duol sa) sa usag usa; unsa nga mga sangkap ang kinahanglan nga layo (o duol) sa usag usa; unsa nga mga sangkap ang kinahanglan ibutang Sa ibabaw sa PCB, diin ang mga gibutang sa ubos. Ayaw gayud pagreklamo nga adunay daghan kaayo nga impormasyon alang sa uban-gamay ra kaayo? Sobra na ba? ayaw.

Usa ka kasinatian sa pagkat-on: Mga 10 ka tuig na ang milabay, nagdisenyo ko og multilayer surface mount circuit board-adunay mga component sa duha ka kilid sa board. Paggamit og daghang mga screw aron ayohon ang board sa usa ka kabhang nga aluminyo nga adunay bulawan (tungod kay adunay mga estrikto nga anti-vibration indicators). Ang mga pin nga naghatag ug bias feedthrough moagi sa board. Kini nga pin konektado sa PCB pinaagi sa pagsolda sa mga wire. Kini usa ka labi ka komplikado nga aparato. Ang pipila ka mga sangkap sa pisara gigamit alang sa setting sa pagsulay (SAT). Apan klaro nakong gihubit ang nahimutangan niini nga mga sangkap. Makatag-an ka ba kung diin kini nga mga sangkap na-install? Pinaagi sa dalan, sa ilalum sa pisara. Kung ang mga inhenyero sa produkto ug mga technician kinahanglan nga bungkagon ang tibuuk nga aparato ug i-assemble kini pag-usab pagkahuman makompleto ang mga setting, ingon sila dili kaayo malipayon. Wala na ako makahimo pag-usab niini nga sayop sukad niadto.

Posisyon

Sama sa usa ka PCB, ang lokasyon mao ang tanan. Asa ibutang ang usa ka sirkito sa PCB, asa ibutang ang espesipikong mga sangkap sa sirkito niini, ug unsa pa ang ubang mga kasikbit nga mga sirkito, ang tanan niini importante kaayo.

Kasagaran, ang mga posisyon sa input, output, ug suplay sa kuryente gitino nang daan, apan ang sirkito tali kanila kinahanglan nga "magdula sa ilang kaugalingon nga pagkamamugnaon." Mao kini ang hinungdan nga ang pagtagad sa mga detalye sa mga kable makahatag og dako nga pagbalik. Pagsugod sa lokasyon sa yawe nga mga sangkap ug hunahunaa ang piho nga sirkito ug ang tibuuk nga PCB. Ang pagtino sa lokasyon sa mga yawe nga sangkap ug mga agianan sa signal gikan sa sinugdanan makatabang aron masiguro nga ang disenyo nakab-ot ang gipaabut nga mga katuyoan sa trabaho. Ang pagkuha sa husto nga disenyo sa unang higayon makapakunhod sa mga gasto ug presyur-ug makapamubo sa siklo sa pag-uswag.

Gahum sa bypass

Ang pag-bypass sa suplay sa kuryente sa kilid sa gahum sa amplifier aron makunhuran ang kasaba usa ka hinungdanon nga aspeto sa proseso sa pagdesinyo sa PCB-lakip ang mga high-speed operational amplifier o uban pang mga high-speed circuit. Adunay duha ka sagad nga mga pamaagi sa pag-configure alang sa pag-bypass sa high-speed nga mga amplifier sa operasyon.

Grounding sa power supply terminal: Kini nga pamaagi mao ang labing epektibo sa kadaghanan sa mga kaso, gamit ang daghang parallel capacitors aron direkta nga ibutang ang power supply pin sa operational amplifier. Sa kinatibuk-an, ang duha ka parallel capacitor igo na - apan ang pagdugang sa parallel capacitor mahimong makabenepisyo sa pipila ka mga sirkito.

Ang parallel nga koneksyon sa mga kapasitor nga adunay lainlaing mga kantidad sa kapasidad makatabang aron masiguro nga ang ubos nga alternating current (AC) impedance lamang ang makita sa power supply pin sa usa ka lapad nga frequency band. Importante kini ilabina sa attenuation frequency sa operational amplifier power supply rejection ratio (PSR). Kini nga kapasitor makatabang sa pag-compensate sa pagkunhod sa PSR sa amplifier. Ang pagpadayon sa usa ka ubos nga impedance nga agianan sa yuta sa daghang napulo ka octave nga mga sakup makatabang sa pagsiguro nga ang makadaot nga kasaba dili makasulod sa op amp. Gipakita sa Figure 1 ang mga bentaha sa paggamit sa daghang mga kapasitor nga managsama. Sa mubu nga mga frequency, ang dagkong mga kapasitor naghatag usa ka ubos nga agianan sa yuta nga impedance. Apan sa higayon nga ang frequency makaabot sa ilang kaugalingong resonant frequency, ang capacitance sa capacitor maluya ug anam-anam nga makita nga inductive. Mao kini ang hinungdan ngano nga gamiton ang daghang mga capacitor: kung ang frequency nga tubag sa usa ka kapasitor magsugod sa pag-drop, ang frequency nga tubag sa laing kapasitor magsugod sa pagtrabaho, aron kini makapadayon sa usa ka ubos kaayo nga AC impedance sa daghang napulo ka octave range.

 

Pagsugod direkta sa mga power supply pin sa op amp; ang kapasitor nga adunay pinakagamay nga kapasidad ug pinakagamay nga pisikal nga gidak-on kinahanglan ibutang sa samang kilid sa PCB ingon nga op amp-ug kutob sa mahimo sa amplifier. Ang terminal sa yuta sa kapasitor kinahanglan nga direktang konektado sa ground plane nga adunay pinakamubo nga pin o giimprinta nga wire. Ang koneksyon sa ibabaw sa yuta kinahanglan nga duol kutob sa mahimo sa load terminal sa amplifier aron makunhuran ang interference tali sa power terminal ug ground terminal.

 

Kini nga proseso kinahanglan nga gisubli alang sa mga capacitor nga adunay sunod nga pinakadako nga kantidad sa kapasidad. Labing maayo nga magsugod sa minimum nga kantidad sa kapasidad nga 0.01 µF ug ibutang ang usa ka 2.2 µF (o mas dako) nga electrolytic capacitor nga adunay ubos nga katumbas nga series resistance (ESR) duol niini. Ang 0.01 µF kapasitor nga adunay 0508 nga gidak-on sa kaso adunay ubos kaayo nga serye sa inductance ug maayo kaayo nga high frequency performance.

Suplay sa kuryente sa suplay sa kuryente: Ang lain nga pamaagi sa pag-configure naggamit usa o daghang mga bypass capacitor nga konektado sa positibo ug negatibo nga mga terminal sa suplay sa kuryente sa operational amplifier. Kini nga pamaagi kasagarang gigamit kung lisud ang pag-configure sa upat ka mga capacitor sa sirkito. Ang disbentaha niini mao nga ang gidak-on sa kaso sa kapasitor mahimong motaas tungod kay ang boltahe sa kapasitor doble ang kantidad sa boltahe sa pamaagi sa pag-bypass sa usa ka suplay. Ang pagdugang sa boltahe nanginahanglan pagdugang sa gi-rate nga boltahe sa pagkaguba sa aparato, nga mao, pagdugang sa gidak-on sa pabalay. Bisan pa, kini nga pamaagi makapauswag sa performance sa PSR ug pagtuis.

Tungod kay ang matag sirkito ug mga kable managlahi, ang pagsumpo, gidaghanon ug kantidad sa kapasidad sa mga capacitor kinahanglan nga matino sumala sa mga kinahanglanon sa aktuwal nga sirkito.