A nyomtatott áramköri lap (PCB) vezetéke kulcsszerepet játszik a nagysebességű áramkörökben, de ez gyakran az áramköri tervezési folyamat utolsó lépései. Számos probléma merül fel a nagysebességű PCB vezetékkel, és sok irodalmat írtak erről a témáról. Ez a cikk elsősorban a nagysebességű áramkörök huzalozását tárgyalja gyakorlati szempontból. A fő cél az, hogy segítsen az új felhasználóknak figyelembe venni sok olyan kérdésre, amelyeket figyelembe kell venni a nagysebességű áramköri PCB-elrendezések tervezésekor. Egy másik cél az, hogy áttekintő anyagot biztosítson azoknak az ügyfeleknek, akik egy ideje nem érintik a PCB vezetékeit. A korlátozott elrendezés miatt ez a cikk nem tudja részletesen megvitatni az összes kérdést, de megvitatjuk azokat a kulcsfontosságú részeket, amelyek a legnagyobb hatással vannak az áramkör teljesítményének javítására, a tervezési idő rövidítésére és a módosítási idő megtakarítására.

Noha a fő hangsúly itt a nagysebességű működési erősítőkkel kapcsolatos áramkörökre összpontosít, az itt tárgyalt problémák és módszerek általában alkalmazhatók a legtöbb más nagysebességű analóg áramkörben alkalmazott vezetékekre. Amikor az operatív erősítő egy nagyon magas rádiófrekvenciás (RF) frekvenciasávban működik, az áramkör teljesítménye nagymértékben függ a PCB elrendezésétől. A nagy teljesítményű áramköri tervek, amelyek jól néznek ki a „rajzokon”, csak akkor szerezhetnek rendes teljesítményt, ha a vezetékek gondatlansága befolyásolja őket. Az elővizsgálat és a fontos részletekre való figyelem a kábelezési folyamat során elősegíti a várható áramkör teljesítményét.

Vázlatos diagram

Bár a jó vázlat nem garantálja a jó vezetékeket, a jó huzalozás jó vázlatokkal kezdődik. Gondoljon alaposan a vázlat rajzolásakor, és figyelembe kell vennie a teljes áramkör jeláramát. Ha a vázlatban balról jobbra van egy normál és stabil jeláram, akkor ugyanazt a jó jeláramot kell lennie a NYÁK -n. Adjon meg minél több hasznos információt a vázlatról. Mivel az áramköri tervezőmérnök néha nincs ott, az ügyfelek arra kérnek minket, hogy segítsünk az áramköri probléma megoldásában

A szokásos referencia -azonosítók, az energiafogyasztás és a hibatolerancia mellett milyen információkat kell adni a vázlatban? Íme néhány javaslat, hogy a rendes vázlatokat első osztályú sémákká alakítsák. Adjon hozzá hullámformákat, mechanikai információkat a héjról, a nyomtatott vonalak hosszáról, üres területeken; Jelölje meg, hogy mely alkatrészeket kell elhelyezni a NYÁK -ra; Adja meg a kiigazítási információkat, az alkatrészek értéktartományát, a hőeloszlás -információkat, a vezérlő impedancia nyomtatott vonalakat, a megjegyzéseket és a rövid áramkörök művelet leírását… (és mások).
Ne higgy senkinek

Ha nem tervezi a huzalozást, ne felejtsen el elegendő időt arra, hogy gondosan ellenőrizze a vezetékes személy kialakítását. Egy kis megelőzés ezen a ponton százszorosa érdemes a gyógyszernek. Ne várja el, hogy a kábelező személy megértse ötleteit. Véleménye és útmutatása a legfontosabb a kábelezés tervezési folyamatának korai szakaszában. Minél több információt tud nyújtani, és minél inkább beavatkozik a teljes vezetékezési folyamatba, annál jobb lesz a kapott PCB. Állítson be egy kísérleti befejezési pontot a vezeték-tervezési mérnök-kikapcsoláshoz a kívánt vezeték-előrehaladási jelentés szerint. Ez a „zárt hurok” módszer megakadályozza a vezetékek félrevezetését, ezáltal minimalizálva az átdolgozás lehetőségét.

A huzalozási mérnöknek átadandó utasítások a következők: Az áramköri funkció rövid leírása, a PCB vázlatos ábrája, amely jelzi a bemeneti és kimeneti pozíciókat, a PCB-halmozási információkat (például mennyire vastag a tábla, hány réteg van, és részletes információk az egyes jelrétegekről és a talaj síkfunkciós energiafogyasztásról, a földhuzal, az analóg jel, a digitális jel és az RF jel); mely jelekre van szükség az egyes rétegekhez; megköveteli a fontos alkatrészek elhelyezését; a bypass alkatrészek pontos helye; mely nyomtatott vonalak fontosak; mely vonalaknak kell ellenőrizni az impedancia nyomtatott vonalakat; Mely vonalaknak kell megfelelni a hossznak; az alkatrészek mérete; mely nyomtatott vonalaknak távol kell lenniük (vagy közel) egymásnak; mely vonalaknak kell távolnak lenniük (vagy közel); mely alkatrészeknek távol kell lennie (vagy bezárni) egymáshoz; mely alkatrészeket kell elhelyezni a PCB tetejére, melyeket az alábbiakban helyezzük el. Soha ne panaszkodjon, hogy túl sok információ van mások számára? Túl sok? Ne.

Tanulási tapasztalat: Körülbelül 10 évvel ezelőtt egy többrétegű felszíni szerelt áramköri kártyát terveztem-a táblán mindkét oldalán vannak alkatrészek. Használjon sok csavart a tábla rögzítéséhez egy aranyozott alumínium héjban (mert nagyon szigorúan rezgésgátló mutatók vannak). Azok a csapok, amelyek torzítást biztosítanak, áthaladnak a táblán. Ez a csap huzalok forrasztással van csatlakoztatva a PCB -hez. Ez egy nagyon bonyolult eszköz. A táblán néhány alkatrészt a teszt beállításához (SAT) használják. De egyértelműen meghatároztam ezen összetevők helyét. Találhatja ki, hol vannak telepítve ezek az alkatrészek? Egyébként, a testület alatt. Amikor a termékmérnököknek és a technikusoknak a teljes eszközt szétszerelték, és a beállítások kitöltése után össze kellett gyűjteniük őket, nagyon boldogtalannak tűntek. Azóta nem követtem el ezt a hibát.

Pozíció

Csakúgy, mint egy PCB -ben, a hely minden. Hol lehet egy áramkört a NYÁK -ra helyezni, hol kell telepíteni a specifikus áramköri alkatrészeket, és milyen más szomszédos áramkörök vannak, amelyek mindegyike nagyon fontos.

Általában a bemeneti, a kimenet és az energiaellátás helyzete előre meghatározott, de a köztük lévő áramkörnek „saját kreativitását kell játszania”. Ez az oka annak, hogy a vezetékek részleteire való figyelmet hatalmas hozamot eredményeznek. Kezdje a kulcskomponensek elhelyezkedésével, és vegye figyelembe az adott áramkört és a teljes PCB -t. A kulcskomponensek és a jelsők elején történő meghatározása elősegíti, hogy a formatervezés megfelel -e a várt munkacéloknak. A megfelelő tervezés első alkalommal csökkentheti a költségeket és a nyomást, és lerövidítheti a fejlesztési ciklust.

Megkerülési erő

Az erősítő teljesítményoldalán lévő tápegység megkerülése a zaj csökkentése érdekében nagyon fontos szempont a PCB tervezési folyamatában, beleértve a nagysebességű működési erősítőket vagy más nagysebességű áramköröket. Két általános konfigurációs módszer létezik a nagysebességű működési erősítők megkerülésére.

A tápegység termináljának földelése: Ez a módszer a legtöbb esetben a leghatékonyabb, több párhuzamos kondenzátor használatával közvetlenül az operatív erősítő tápegységének földelésére. Általánosságban elmondható, hogy két párhuzamos kondenzátor elegendő, de a párhuzamos kondenzátorok hozzáadása egyes áramkörök számára előnyös lehet.

A kondenzátorok párhuzamos csatlakoztatása a különböző kapacitási értékekkel elősegíti, hogy csak az alacsony váltakozó áram (AC) impedancia látható a tápegységen egy széles frekvenciasáv felett. Ez különösen fontos az operatív erősítő tápellátás -kilökődés arányának (PSR) csillapítási gyakoriságán. Ez a kondenzátor segít kompenzálni az erősítő csökkentett PSR -jét. Az alacsony impedancia talaj útjának fenntartása sok ten-oktáv tartományban elősegíti, hogy a káros zaj ne ne lépjen be az OP erősítőbe. Az 1. ábra a több kondenzátor párhuzamos használatának előnyeit mutatja. Alacsony frekvenciákon a nagy kondenzátorok alacsony impedancia talajút biztosítanak. De amint a frekvencia eléri a saját rezonancia frekvenciáját, a kondenzátor kapacitása gyengül, és fokozatosan induktívnak tűnik. Ezért fontos a több kondenzátor használata: amikor az egyik kondenzátor frekvencia-reakciója csökkenni kezd, akkor a másik kondenzátor frekvencia-reakciója működni kezd, így nagyon alacsony AC impedanciát tarthat fenn sok tíz oktáv tartományban.

Kezdje közvetlenül az OP erősítő tápellátási csapokkal; A legkisebb kapacitású és a legkisebb fizikai méretű kondenzátort a NYÁK ugyanazon oldalára kell helyezni, mint az OP erősítőt - és a lehető legközelebb az erősítőhöz. A kondenzátor földi terminálját közvetlenül a legrövidebb tűvel vagy a nyomtatott huzallal kell csatlakoztatni az alaplaphoz. A fenti földi csatlakozásnak a lehető legközelebb kell lennie az erősítő terhelési termináljához, hogy csökkentse a tápegység és a földi terminál közötti interferenciát.

Ezt a folyamatot meg kell ismételni a következő legnagyobb kapacitási értékkel rendelkező kondenzátorok esetében. A legjobb, ha a minimális kapacitási értékkel kezdjük 0,01 µF, és egy 2,2 μF (vagy nagyobb) elektrolitkondenzátort helyezzenek el, alacsony ekvivalens sorozatú ellenállással (ESR). A 0,01 µF kondenzátor, a 0508 tok méretével, nagyon alacsony sorozatú induktivitással és kiváló nagyfrekvenciás teljesítménygel rendelkezik.

Tápellátás az áramellátáshoz: Egy másik konfigurációs módszer egy vagy több bypass kondenzátort használ, amely az operatív erősítő pozitív és negatív tápegység -termináljain keresztül csatlakozik. Ezt a módszert általában akkor használják, ha nehéz négy kondenzátort konfigurálni az áramkörben. Hátránya, hogy a kondenzátor esetmérete növekedhet, mivel a kondenzátoron átmenő feszültség kétszerese a feszültségértéknek az egyrétegű bypass módszernél. A feszültség növelése megköveteli az eszköz névleges bontási feszültségének növelését, azaz a ház méretének növelését. Ez a módszer azonban javíthatja a PSR és a torzítás teljesítményét.

Mivel az egyes áramkörök és vezetékek eltérőek, a kondenzátorok konfigurációját, számát és kapacitási értékét a tényleges áramkör követelményeinek megfelelően kell meghatározni.