Տպագիր տպատախտակի (PCB) լարերը առանցքային դեր են խաղում բարձր արագությամբ սխեմաներում, բայց դա հաճախ շղթայի նախագծման գործընթացի վերջին քայլերից մեկն է: Բարձր արագությամբ PCB լարերի հետ կապված շատ խնդիրներ կան, և այս թեմայով գրվել է շատ գրականություն: Այս հոդվածը հիմնականում քննարկում է գերարագ սխեմաների լարերը գործնական տեսանկյունից: Հիմնական նպատակն է օգնել նոր օգտվողներին ուշադրություն դարձնել բազմաթիվ տարբեր խնդիրների վրա, որոնք պետք է հաշվի առնել բարձր արագությամբ սխեմաների PCB դասավորությունները նախագծելիս: Մեկ այլ նպատակ է տրամադրել վերանայման նյութ հաճախորդների համար, ովքեր որոշ ժամանակ չեն դիպչել PCB լարերին: Սահմանափակ դասավորության պատճառով այս հոդվածը չի կարող մանրամասնորեն քննարկել բոլոր խնդիրները, բայց մենք կքննարկենք այն հիմնական մասերը, որոնք ամենամեծ ազդեցությունն ունեն շղթայի աշխատանքի բարելավման, նախագծման ժամանակի կրճատման և փոփոխման ժամանակի խնայողության վրա:

Թեև այստեղ հիմնական շեշտը դրված է գերարագ գործառնական ուժեղացուցիչների հետ կապված սխեմաների վրա, այստեղ քննարկված խնդիրներն ու մեթոդները հիմնականում կիրառելի են այլ գերարագ անալոգային սխեմաների մեծ մասում օգտագործվող լարերի վրա: Երբ գործառնական ուժեղացուցիչն աշխատում է շատ բարձր ռադիոհաճախականության (ՌՀ) հաճախականության տիրույթում, շղթայի աշխատանքը մեծապես կախված է PCB-ի դասավորությունից: Բարձր արդյունավետությամբ սխեմաները, որոնք լավ տեսք ունեն «գծագրերի» վրա, կարող են սովորական արդյունք ստանալ միայն այն դեպքում, եթե դրանց վրա ազդել է լարերի միացման ժամանակ անզգուշությունը: Հաղորդալարերի միացման գործընթացի ընթացքում կարևոր մանրամասների նախնական դիտարկումը և ուշադրությունը կօգնի ապահովել շղթայի սպասվող կատարումը:

Սխեմատիկ դիագրամ

Թեև լավ սխեման չի կարող երաշխավորել լավ լարերը, լավ լարերը սկսվում են լավ սխեմայով: Ուշադիր մտածեք սխեման նկարելիս, և դուք պետք է հաշվի առնեք ամբողջ շղթայի ազդանշանի հոսքը: Եթե ​​սխեմայում կա ազդանշանի նորմալ և կայուն հոսք ձախից աջ, ապա PCB-ի վրա պետք է լինի նույն լավ ազդանշանի հոսքը: Տվեք հնարավորինս շատ օգտակար տեղեկատվություն սխեմայի վերաբերյալ: Քանի որ երբեմն շղթայի նախագծման ինժեները այնտեղ չէ, հաճախորդները մեզ կխնդրեն օգնել լուծելու շղթայի խնդիրը, այս աշխատանքով զբաղվող դիզայներները, տեխնիկները և ինժեներները շատ երախտապարտ կլինեն, այդ թվում նաև մեզ:

Ի լրումն սովորական հղման նույնացուցիչների, էներգիայի սպառման և սխալի հանդուրժողականության, ի՞նչ տեղեկատվություն պետք է տրվի սխեմայում: Ահա մի քանի առաջարկներ սովորական սխեմաները առաջին կարգի սխեմաների վերածելու համար: Ավելացնել ալիքի ձևեր, մեխանիկական տեղեկատվություն կեղևի մասին, տպագիր գծերի երկարությունը, դատարկ տարածքները; նշեք, թե որ բաղադրիչները պետք է տեղադրվեն PCB-ի վրա. տալ ճշգրտման տեղեկատվություն, բաղադրիչի արժեքների միջակայքերը, ջերմության ցրման մասին տեղեկատվություն, վերահսկման դիմադրության տպագիր գծերը, մեկնաբանությունները և հակիրճ սխեմաները Գործողությունների նկարագրությունը… (և այլն):
Ոչ մեկին մի հավատացեք

Եթե ​​դուք ինքներդ չեք նախագծում էլեկտրալարերը, համոզվեք, որ բավականաչափ ժամանակ տրամադրեք, որպեսզի ուշադիր ստուգեք էլեկտրահաղորդիչի դիզայնը: Փոքր կանխարգելումն այս պահին հարյուրապատիկ արժե միջոցը: Մի ակնկալեք, որ էլեկտրահաղորդիչը կհասկանա ձեր գաղափարները: Ձեր կարծիքը և առաջնորդությունը ամենակարևորն են էլեկտրահաղորդման նախագծման գործընթացի վաղ փուլերում: Որքան շատ տեղեկատվություն կարող եք տրամադրել, և որքան շատ եք միջամտում էլեկտրահաղորդման ողջ գործընթացին, այնքան ավելի լավ կլինի ստացված PCB-ն: Հաղորդալարերի նախագծման ինժեներական արագ ստուգման համար սահմանեք նախնական ավարտի կետ՝ համաձայն ձեր ուզած էլեկտրահաղորդման առաջընթացի հաշվետվության: Այս «փակ օղակի» մեթոդը կանխում է լարերի շեղումը, դրանով իսկ նվազագույնի հասցնելով վերամշակման հնարավորությունը:

Ցուցումները, որոնք պետք է տրվեն էլեկտրահաղորդման ինժեներին, ներառում են՝ միացման ֆունկցիայի կարճ նկարագրությունը, PCB-ի սխեմատիկ դիագրամը, որը ցույց է տալիս մուտքային և ելքային դիրքերը, PCB-ի կուտակման մասին տեղեկատվություն (օրինակ՝ որքան հաստ է տախտակը, քանի շերտ կան և մանրամասն տեղեկություններ յուրաքանչյուր ազդանշանային շերտի և վերգետնյա հարթության գործառույթի մասին Էլեկտրաէներգիայի սպառումը, հողային լարը, անալոգային ազդանշանը, թվային ազդանշանը և ՌԴ ազդանշանը. ինչ ազդանշաններ են պահանջվում յուրաքանչյուր շերտի համար. պահանջում է կարևոր բաղադրիչների տեղադրում. շրջանցող բաղադրիչների ճշգրիտ գտնվելու վայրը; ո՞ր տպագիր տողերն են կարևոր. որ տողերը պետք է վերահսկեն տպագիր գծերի դիմադրությունը; Որ տողերը պետք է համապատասխանեն երկարությանը; բաղադրիչների չափը; որ տպագիր տողերը պետք է լինեն միմյանցից հեռու (կամ մոտ); որ տողերը պետք է լինեն միմյանցից հեռու (կամ մոտ); որ բաղադրիչները պետք է լինեն միմյանցից հեռու (կամ մոտ); որ բաղադրիչները պետք է տեղադրվեն PCB-ի վերին մասում, որոնք են դրված ներքևում: Երբեք չբողոքեք, որ ուրիշների համար չափազանց շատ տեղեկատվություն կա՝ շատ քիչ: Շա՞տ է դա։ Մի՛:

Ուսուցման փորձ. Մոտ 10 տարի առաջ ես նախագծեցի բազմաշերտ մակերևույթի տեղադրման տախտակ. տախտակի երկու կողմերում կան բաղադրիչներ: Օգտագործեք շատ պտուտակներ՝ տախտակը ոսկյա պատված ալյումինե պատյանում ամրացնելու համար (քանի որ կան շատ խիստ հակաթրթռումային ցուցիչներ): Տախտակի միջով անցնում են կողմնակալության հոսք ապահովող քորոցները: Այս քորոցը միացված է PCB-ին զոդման լարերի միջոցով: Սա շատ բարդ սարք է։ Տախտակի որոշ բաղադրիչներ օգտագործվում են թեստային կարգավորումների համար (SAT): Բայց ես հստակ սահմանել եմ այս բաղադրիչների տեղը։ Կարո՞ղ եք գուշակել, թե որտեղ են տեղադրված այս բաղադրիչները: Ի դեպ, տախտակի տակ: Երբ արտադրանքի ինժեներներն ու տեխնիկները ստիպված էին ապամոնտաժել ամբողջ սարքը և նորից հավաքել դրանք կարգավորումներն ավարտելուց հետո, նրանք շատ դժգոհ էին թվում: Այդ ժամանակից ի վեր ես այս սխալն այլեւս չեմ արել:

Պաշտոն

Ինչպես PCB-ում, գտնվելու վայրը ամեն ինչ է: Որտեղ տեղադրել միացում PCB-ի վրա, որտեղ տեղադրել դրա հատուկ սխեմայի բաղադրիչները և որոնք են հարակից այլ սխեմաներ, որոնք բոլորն էլ շատ կարևոր են:

Սովորաբար մուտքի, ելքի և էլեկտրամատակարարման դիրքերը կանխորոշված ​​են, բայց նրանց միջև շղթան պետք է «խաղա սեփական ստեղծագործությունը»: Ահա թե ինչու լարերի դետալներին ուշադրություն դարձնելը հսկայական եկամուտներ կբերի: Սկսեք հիմնական բաղադրիչների գտնվելու վայրից և հաշվի առեք կոնկրետ սխեման և ամբողջ PCB-ն: Հիմնական բաղադրիչների և ազդանշանային ուղիների գտնվելու վայրի սկզբից նշելը օգնում է ապահովել, որ դիզայնը համապատասխանում է ակնկալվող աշխատանքային նպատակներին: Առաջին անգամ ճիշտ դիզայն ստանալը կարող է նվազեցնել ծախսերը և ճնշումը և կրճատել զարգացման ցիկլը:

Շրջանցել հզորությունը

Աղմուկը նվազեցնելու համար ուժեղացուցիչի հոսանքի սնուցման աղբյուրը շրջանցելը շատ կարևոր ասպեկտ է PCB-ի նախագծման գործընթացում, ներառյալ բարձր արագությամբ գործառնական ուժեղացուցիչները կամ այլ բարձր արագությամբ սխեմաները: Բարձր արագությամբ գործառնական ուժեղացուցիչները շրջանցելու երկու ընդհանուր կոնֆիգուրացիայի մեթոդ կա:

Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման տերմինալի հիմնավորում. այս մեթոդը շատ դեպքերում ամենաարդյունավետն է, օգտագործելով մի քանի զուգահեռ կոնդենսատորներ՝ գործառնական ուժեղացուցիչի էլեկտրամատակարարման պտուտակն ուղղակիորեն հիմնավորելու համար: Ընդհանուր առմամբ, երկու զուգահեռ կոնդենսատորները բավարար են, բայց զուգահեռ կոնդենսատորներ ավելացնելը կարող է օգտակար լինել որոշ սխեմաների համար:

Տարբեր հզորության արժեքներով կոնդենսատորների զուգահեռ միացումն օգնում է ապահովել, որ միայն ցածր փոփոխական հոսանքի (AC) դիմադրությունը կարելի է տեսնել էլեկտրամատակարարման փին լայն հաճախականության գոտում: Սա հատկապես կարևոր է օպերացիոն ուժեղացուցիչի էներգիայի մատակարարման մերժման հարաբերակցության (PSR) թուլացման հաճախականության դեպքում: Այս կոնդենսատորը օգնում է փոխհատուցել ուժեղացուցիչի կրճատված PSR-ը: Ցածր դիմադրողականության ցամաքային ուղու պահպանումը շատ տասը օկտավա տիրույթներում կօգնի ապահովել, որ վնասակար աղմուկը չմտնի օպերացիոն ուժեղացուցիչ: Նկար 1-ում ներկայացված են մի քանի կոնդենսատորների զուգահեռ օգտագործման առավելությունները: Ցածր հաճախականություններում մեծ կոնդենսատորներն ապահովում են ցածր դիմադրողականության հողային ուղի: Բայց երբ հաճախականությունը հասնում է իրենց ռեզոնանսային հաճախականությանը, կոնդենսատորի հզորությունը կթուլանա և աստիճանաբար կհայտնվի ինդուկտիվ: Ահա թե ինչու է կարևոր օգտագործել մի քանի կոնդենսատորներ. երբ մի կոնդենսատորի հաճախականության արձագանքը սկսում է ընկնել, մյուս կոնդենսատորի հաճախականության արձագանքը սկսում է աշխատել, ուստի այն կարող է պահպանել շատ ցածր AC դիմադրություն տասը օկտավա տիրույթներում:

Սկսեք ուղղակիորեն օպերացիոն ուժեղացուցիչի էլեկտրամատակարարման կապումներով; ամենափոքր հզորությամբ և ամենափոքր ֆիզիկական չափով կոնդենսատորը պետք է տեղադրվի PCB-ի նույն կողմում, ինչ օպերացիոն ուժեղացուցիչը, և որքան հնարավոր է մոտ ուժեղացուցիչին: Կոնդենսատորի վերգետնյա տերմինալը պետք է ուղղակիորեն միացված լինի ցամաքային հարթությանը ամենակարճ քորոցով կամ տպված մետաղալարով: Վերգետնյա միացումը պետք է հնարավորինս մոտ լինի ուժեղացուցիչի բեռնվածքի տերմինալին, որպեսզի նվազեցնի էներգիայի տերմինալի և վերգետնյա տերմինալի միջև եղած միջամտությունը:

Այս գործընթացը պետք է կրկնվի հաջորդ ամենամեծ հզորության արժեք ունեցող կոնդենսատորների համար: Ավելի լավ է սկսել 0,01 µF հզորության նվազագույն արժեքից և մոտ տեղադրել 2,2 µF (կամ ավելի մեծ) էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատոր՝ ցածր համարժեք շարքի դիմադրությամբ (ESR): 0.01 µF կոնդենսատորը 0508 պատյանով ունի շատ ցածր սերիական ինդուկտիվություն և գերազանց բարձր հաճախականություն:

Էլեկտրաէներգիայի մատակարարում. Կազմաձևման մեկ այլ մեթոդ օգտագործում է մեկ կամ մի քանի շրջանցող կոնդենսատորներ, որոնք միացված են գործառնական ուժեղացուցիչի դրական և բացասական էներգիայի մատակարարման տերմինալներին: Այս մեթոդը սովորաբար օգտագործվում է, երբ դժվար է կարգավորել չորս կոնդենսատորներ միացումում: Դրա թերությունն այն է, որ կոնդենսատորի գործի չափը կարող է մեծանալ, քանի որ կոնդենսատորի վրայով լարումը երկու անգամ գերազանցում է լարման արժեքը մեկ մատակարարման շրջանցման մեթոդով: Լարման ավելացումը պահանջում է սարքի անվանական քայքայման լարման ավելացում, այսինքն՝ բնակարանի չափի մեծացում: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդը կարող է բարելավել PSR-ն և աղավաղման աշխատանքը:

Քանի որ յուրաքանչյուր սխեման և լարերը տարբեր են, կոնդենսատորների կոնֆիգուրացիան, թիվը և հզորության արժեքը պետք է որոշվի ըստ իրական սխեմայի պահանջների: