Printed circuit board (PCB) wiring spilet in wichtige rol yn hege-snelheid circuits, mar it is faaks ien fan de lêste stappen yn it circuit design proses. Der binne in protte problemen mei hege snelheid PCB wiring, en in protte literatuer is skreaun oer dit ûnderwerp. Dit artikel besprekt benammen de bedrading fan hege-snelheid circuits út in praktysk perspektyf. It haaddoel is om nije brûkers te helpen omtinken te jaan oan in protte ferskillende problemen dy't moatte wurde beskôge by it ûntwerpen fan hege-snelheid circuit PCB-layouts. In oar doel is in jouwe in resinsje materiaal foar klanten dy't hawwe net oanrekke PCB wiring foar in skoftke. Fanwegen de beheinde yndieling kin dit artikel net alle problemen yn detail beprate, mar wy sille de wichtige dielen besprekke dy't it grutste effekt hawwe op it ferbetterjen fan circuitprestaasjes, it ferkoartjen fan ûntwerptiid en it besparjen fan modifikaasjetiid.
Hoewol't de wichtichste fokus hjir is op circuits yn ferbân mei hege-snelheid operasjonele Amplifiers, de problemen en metoaden besprutsen hjir binne algemien fan tapassing op bedrading brûkt yn de measte oare hege-snelheid analoge circuits. As de operasjonele fersterker wurket yn in heul hege radiofrekwinsje (RF) frekwinsjeband, hinget de prestaasjes fan it circuit foar in grut part ôf fan 'e PCB-yndieling. Hege prestaasjes circuit ûntwerpen dy't sjogge goed op 'e "tekeningen" kin allinnich krije gewoane prestaasjes as se wurde beynfloede troch achtleazens ûnder wiring. Pre-beskôging en omtinken foar wichtige details yn it hiele wiring proses sil helpe te garandearjen de ferwachte circuit prestaasje.
Skematyske diagram
Hoewol't in goede skema kin net garandearje in goede wiring, begjint in goede wiring mei in goede skema. Tink foarsichtich by it tekenjen fan it skema, en jo moatte de sinjaalstream fan 'e heule circuit beskôgje. As d'r in normale en stabile sinjaalstream is fan lofts nei rjochts yn 'e skematyske, dan moat d'r deselde goede sinjaalstream op' e PCB wêze. Jou safolle mooglik nuttige ynformaasje oer it skema. Om't soms de circuit-ûntwerpingenieur der net is, sille klanten ús freegje om it circuitprobleem op te lossen, de ûntwerpers, technici en yngenieurs dy't dwaande binne mei dit wurk sille tige tankber wêze, ynklusyf ús.
Neist gewoane referinsje identifiers, macht konsumpsje, en flater tolerânsje, hokker ynformaasje moat wurde jûn yn it skema? Hjir binne wat suggestjes om gewoane skema's te feroarjen yn skema's fan earste klasse. Foegje golffoarmen ta, meganyske ynformaasje oer de shell, lingte fan printe rigels, lege gebieten; oanjaan hokker ûnderdielen moatte wurde pleatst op de PCB; jou oanpassing ynformaasje, komponint wearde berik, waarmte dissipaasje ynformaasje, kontrôle impedance printe rigels, opmerkings, en koarte circuits Aksje beskriuwing ... (en oaren).
Leau gjinien
As jo de bedrading net sels ûntwerpe, wês dan wis dat jo genôch tiid hawwe om it ûntwerp fan 'e bedrading persoan foarsichtich te kontrolearjen. In lytse previnsje is op dit punt hûndert kear de remedie wurdich. Ferwachtsje net dat de kabelpersoan jo ideeën begrypt. Jo miening en begelieding binne it wichtichste yn 'e iere stadia fan it proses fan it ûntwerp fan bedrading. De mear ynformaasje kinne jo leverje, en hoe mear jo yngripe yn it hiele wiring proses, hoe better de resultearjende PCB sil wêze. Stel in foarlopich foltôgingspunt yn foar de wiring-ûntwerp-yngenieur-snelle kontrôle neffens it wiring foarútgongsrapport dat jo wolle. Dizze metoade "sletten lus" foarkomt dat bedrading dwaalt, en minimalisearret dêrmei de mooglikheid fan werwurking.
De ynstruksjes dy't moatte wurde jûn oan 'e wiring yngenieur omfetsje: in koarte beskriuwing fan' e circuit funksje, in skematyske diagram fan 'e PCB oanjout de ynfier- en útfier posysjes, PCB Stacking ynformaasje (bygelyks, hoe dik it boerd is, hoefolle lagen der binne, en detaillearre ynformaasje oer elke sinjaal laach en grûn fleanmasine-funksje Stromverbrauch, grûn wire, analoge sinjaal, digitaal sinjaal en RF sinjaal); hokker sinjalen binne nedich foar eltse laach; easkje de pleatsing fan wichtige komponinten; de krekte lokaasje fan bypass-komponinten; hokker printe rigels binne wichtich; hokker rigels moatte kontrolearje impedance printe rigels; Hokker linen moatte oerienkomme mei de lingte; de grutte fan 'e komponinten; hokker printe rigels moatte fier fuort (of tichtby) inoar wêze; hokker rigels moatte fier fuort (of tichtby) inoar; hokker ûnderdielen moatte fier fuort (of tichtby) inoar; hokker komponinten moatte wurde pleatst Op de top fan 'e PCB, hokker wurde pleatst hjirûnder. Nea kleie dat der tefolle ynformaasje is foar oaren - te min? Is it tefolle? Net dwaan.
In learûnderfining: sawat 10 jier lyn ûntwurp ik in multilayer-oerflak-mount circuit board - d'r binne komponinten oan beide kanten fan it boerd. Brûk in protte skroeven om it boerd te befestigjen yn in fergulde aluminium shell (om't d'r heul strikte anty-vibraasjeindikatoren binne). De pinnen dy't bias feedthrough jouwe troch it bestjoer. Dizze pin is ferbûn mei de PCB troch soldering triedden. Dit is in hiel yngewikkeld apparaat. Guon komponinten op it boerd wurde brûkt foar testynstelling (SAT). Mar ik haw dúdlik definiearre de lokaasje fan dizze komponinten. Kinne jo riede wêr't dizze komponinten binne ynstalleare? Trouwens, ûnder it boerd. Doe't produkt yngenieurs en technici moasten disassemble it hiele apparaat en reassemble se nei it foltôgjen fan de ynstellings, se liken hiel ûngelokkich. Ik haw dizze flater sûnt dy tiid net wer makke.
Posysje
Krekt as yn in PCB, lokaasje is alles. Wêr te setten in circuit op de PCB, wêr te ynstallearjen syn spesifike circuit komponinten, en wat oare neistlizzende circuits binne, allegearre dy't hiel wichtich.
Gewoanlik binne de posysjes fan ynput, útfier en stroomfoarsjenning foarbepaald, mar it circuit tusken har moat "har eigen kreativiteit spielje." Dit is de reden dat omtinken jaan oan bedradingdetails enoarme rendeminten sil opleverje. Begjin mei de lokaasje fan wichtige komponinten en beskôgje it spesifike circuit en de hiele PCB. It opjaan fan de lokaasje fan wichtige komponinten en sinjaalpaden fan it begjin ôf helpt om te soargjen dat it ûntwerp foldocht oan de ferwachte wurkdoelen. De earste kear it juste ûntwerp krije kin kosten en druk ferminderje - en de ûntwikkelingssyklus ferkoartje.
Bypass macht
It omgean fan 'e stroomfoarsjenning oan' e krêftkant fan 'e fersterker om lûd te ferminderjen is in heul wichtich aspekt yn it proses fan PCB-ûntwerp - ynklusyf hege-snelheid operasjonele fersterkers of oare hege-snelheid circuits. D'r binne twa mienskiplike konfiguraasjemetoaden foar it omgean fan operaasjefersterkers mei hege snelheid.
Grounding de voeding terminal: Dizze metoade is de meast effektyf yn de measte gefallen, mei help fan meardere parallelle capacitors om direkt grûn de voeding pin fan de operasjonele fersterker. Yn 't algemien binne twa parallelle kondensators genôch - mar it tafoegjen fan parallelle kondensatoren kin guon circuits profitearje.
Parallelle ferbining fan kondensatoren mei ferskillende kapasitânsjewearden helpt om te soargjen dat allinich lege wikselstroom (AC) impedânsje te sjen is op 'e stroomfoarsjenningspin oer in brede frekwinsjeband. Dit is benammen wichtich by de attenuation frekwinsje fan de operasjonele fersterker Netzteil ôfwizing ratio (PSR). Dizze kondensator helpt te kompensearjen foar de fermindere PSR fan 'e fersterker. It behâld fan in lege impedânsje grûnpaad yn in protte tsien-oktaafbereiken sil helpe om te soargjen dat skealik lûd de op-amp net kin yngean. Figure 1 toant de foardielen fan it brûken fan meardere capacitors parallel. By lege frekwinsjes jouwe grutte kondensatoren in grûnpaad mei lege impedânsje. Mar as de frekwinsje har eigen resonânsjefrekwinsje berikt, sil de kapasitânsje fan 'e kondensator swakke en stadichoan induktyf ferskine. Dêrom is it wichtich om meardere kondensatoren te brûken: as de frekwinsje-antwurd fan ien kondensator begjint te sakjen, begjint de frekwinsje-antwurd fan 'e oare kondensator te wurkjen, sadat it in heul lege AC-impedânsje kin behâlde yn in protte tsien-oktaafbereiken.
Begjin direkt mei de stroomfoarsjenningspinnen fan 'e op-amp; de capacitor mei de lytste capacitance en lytste fysike grutte moat wurde pleatst op deselde kant fan de PCB as de op amp-en sa ticht mooglik by de fersterker. De grûn terminal fan 'e kondensator moat direkt ferbûn wurde mei it grûnfleantúch mei de koartste pin of printe draad. De boppegrûnferbining moat sa ticht mooglik wêze by de loadterminal fan 'e fersterker om de ynterferinsje tusken de krêftterminal en de grûnterminal te ferminderjen.
Dit proses moat wurde werhelle foar capacitors mei de folgjende grutste capacitance wearde. It is it bêste om te begjinnen mei de minimale kapasitanswearde fan 0.01 µF en in 2.2 µF (of grutter) elektrolytyske kondensator mei lege ekwivalint searjeresistinsje (ESR) tichtby te pleatsen. De 0.01 µF-kondensator mei in 0508-koffergrutte hat heul lege searjeinduktânsje en poerbêste prestaasjes mei hege frekwinsje.
Stromforsyning nei Netzteil: In oare konfiguraasjemetoade brûkt ien of mear bypasskondensatoren dy't ferbûn binne oer de positive en negative spanningsterminals fan 'e operasjonele fersterker. Dizze metoade wurdt meastentiids brûkt as it is dreech om te konfigurearjen fjouwer capacitors yn it circuit. It neidiel dêrfan is dat de saakgrutte fan 'e kondensator kin tanimme, om't de spanning oer de kondensator twa kear de spanningswearde is yn' e single-supply bypass-metoade. It fergrutsjen fan de spanning fereasket it fergrutsjen fan de nominearre ôfbraakspanning fan it apparaat, dat is, it fergrutsjen fan de húsfestinggrutte. Dizze metoade kin lykwols PSR- en ferfoarmingsprestaasjes ferbetterje.
Om't elk circuit en bedrading oars is, moatte de konfiguraasje, oantal en kapasitanswearde fan kondensatoren bepaald wurde neffens de easken fan it eigentlike circuit.