Spausdintos grandinės plokštės (PCB) laidai vaidina pagrindinį vaidmenį greitaeigių grandinėje, tačiau tai dažnai yra vienas iš paskutinių grandinės projektavimo proceso žingsnių. Yra daug problemų, susijusių su greitaeigiu PCB laidais, ir šia tema buvo parašyta daug literatūros. Šiame straipsnyje daugiausia aptariami greitųjų grandinių laidai iš praktinės perspektyvos. Pagrindinis tikslas yra padėti naujiems vartotojams atkreipti dėmesį į daugybę skirtingų problemų, į kurias reikia atsižvelgti kuriant didelės spartos grandinės PCB maketus. Kitas tikslas yra pateikti peržiūros medžiagą klientams, kurie kurį laiką nelietė PCB laidų. Dėl riboto išdėstymo šis straipsnis negali išsamiai aptarti visų problemų, tačiau aptarsime pagrindines dalis, kurios daro didžiausią įtaką gerinant grandinės našumą, sutrumpinant projektavimo laiką ir taupo modifikavimo laiką.

Nors pagrindinis dėmesys skiriamas grandinėms, susijusioms su greitaeigių operacijų stiprintuvais, čia aptarti problemos ir metodai paprastai taikomi laidams, naudojamiems daugelyje kitų greitųjų analoginių grandinių. Kai operacinis stiprintuvas veikia labai aukšto radijo dažnio (RF) dažnio juostoje, grandinės našumas daugiausia priklauso nuo PCB išdėstymo. Aukštos kokybės grandinės dizainai, kurie gerai atrodo „brėžiniuose“, gali būti įprastas tik tuo atveju, jei jas paveikia neatsargumas laidų metu. Išankstinis apsvarstymas ir dėmesys svarbioms detalėms visame laidų procese padės užtikrinti numatomą grandinės našumą.

Scheminė schema

Nors gera schema negali garantuoti gero laido, geras laidų laidas pradedamas gera schema. Gerai pagalvokite, kai piešite schemą, ir turite atsižvelgti į visos grandinės signalo srautą. Jei schemoje yra normalus ir stabilus signalo srautas iš kairės į dešinę, tada PCB turėtų būti tas pats geras signalo srautas. Pateikite kuo daugiau naudingos informacijos apie schemą. Kadangi kartais trasos projektavimo inžinierių nėra, klientai paprašys mūsų padėti išspręsti grandinės problemą, dizaineriai, technikai ir inžinieriai, užsiimantys šiame darbe, bus labai dėkingi, įskaitant mus.

Kokia informacija turėtų būti pateikta schemoje, be įprastų atskaitos identifikatorių, energijos suvartojimo ir tolerancijos klaidoms? Čia yra keletas pasiūlymų, kaip įprastą schemą paversti pirmos klasės schemomis. Pridėkite bangos formas, mechaninę informaciją apie apvalkalą, atspausdintų linijų ilgį, tuščias plotus; Nurodykite, kuriuos komponentus reikia dėti į PCB; Pateikite informaciją apie koregavimo informaciją, komponentų vertės diapazonus, šilumos išsklaidymo informaciją, valdymo varžos spausdintas linijas, komentarus ir trumpas grandinių veiksmo aprašymas ... (ir kiti).
Netikėk niekuo

Jei patys nesiruošiate laidų, būtinai leiskite pakankamai laiko atidžiai patikrinti laidų asmens dizainą. Šiuo metu maža prevencija yra verta šimto kartų daugiau. Nesitikėkite, kad instaliacijos asmuo supras jūsų idėjas. Jūsų nuomonė ir gairės yra svarbiausios ankstyvosiose laidų projektavimo proceso etapuose. Kuo daugiau informacijos galite pateikti, ir tuo daugiau įsikišti į visą laidų kūrimo procesą, tuo geriau bus PCB. Nustatykite preliminarų laidų projektavimo inžinieriaus patikrinimo užbaigimo tašką pagal norimą laidų pažangos ataskaitą. Šis „uždaros kilpos“ metodas neleidžia laidų suklysti ir taip sumažinti pertvarkymo galimybę.

Instrukcijose, kurias reikia pateikti laidų inžinieriui, yra: trumpas grandinės funkcijos aprašymas, PCB schemos schema, nurodanti įvesties ir išvesties padėtis, PCB sukravimo informaciją (pavyzdžiui, kokia stora yra plokštė, kiek yra sluoksnių, ir išsamios informacijos apie kiekvieną signalo sluoksnį ir žemės plokštumos funkcijų galios sąranką, žemę, analviro signalą, skaitmeninį signalą ir RF signalą); Kurie signalai reikalingi kiekvienam sluoksniui; reikalauti, kad būtų išdėstyti svarbūs komponentai; tiksli aplinkkelio komponentų vieta; Kurios spausdintos linijos yra svarbios; Kurios linijos turi valdyti atspausdintas varžos linijas; Kurios linijos turi atitikti ilgį; komponentų dydis; Kurios spausdintos linijos turi būti toli (arba arti) viena kitai; Kurios linijos turi būti toli (arba arti) viena kitai; Kurie komponentai turi būti toli (arba arti) vienas kitam; Kuriuos komponentus reikia dėti ant PCB viršaus, kuris yra pateiktas žemiau. Niekada nesiskundžiate, kad yra per daug informacijos kitiems-per mažai? Ar per daug? Ne.

Mokymosi patirtis: Maždaug prieš 10 metų aš suprojektavau daugiasluoksnį paviršiaus tvirtinimo grandinės lentą-tai komponentai iš abiejų lentos pusių. Naudokite daug varžtų, kad pataisytumėte lentą auksiniame aliuminio apvalkale (nes yra labai griežtų anti-vibracijos indikatorių). Smeigtukai, kurie teikia šališkumą, praeina per lentą. Šis kaištis yra prijungtas prie PCB litavimo laidais. Tai labai sudėtingas įrenginys. Kai kurie plokštės komponentai naudojami bandymo nustatymui (SAT). Bet aš aiškiai apibrėžiau šių komponentų vietą. Ar galite atspėti, kur šie komponentai yra įdiegti? Beje, po valdyba. Kai produktų inžinieriai ir technikai turėjo išardyti visą įrenginį ir surinkti juos baigę nustatymus, jie atrodė labai nelaimingi. Nuo to laiko daugiau nepadariau šios klaidos.

Pozicija

Kaip ir PCB, vieta yra viskas. Kur įdėti grandinę į PCB, kur įdiegti jo konkrečius grandinės komponentus ir kokie yra kitos gretimos grandinės, kurios visos yra labai svarbios.

Paprastai įvesties, išvesties ir maitinimo šaltinio pozicijos yra iš anksto nustatytos, tačiau grandinė tarp jų turi „žaisti savo kūrybiškumą“. Štai kodėl atkreipiant dėmesį į laidų laidų duomenis duos didžiulę grąžą. Pradėkite nuo pagrindinių komponentų vietos ir apsvarstykite konkrečią grandinę ir visą PCB. Nurodymas pagrindinių komponentų ir signalo kelių vieta nuo pat pradžių padeda užtikrinti, kad dizainas atitiktų numatomus darbo tikslus. Tinkamo dizaino gavimas pirmą kartą gali sumažinti išlaidas ir slėgį bei sutrumpinti plėtros ciklą.

Aplinkkelio galia

Apeiti maitinimo šaltinį stiprintuvo galios pusėje, kad būtų sumažintas triukšmas, yra labai svarbus aspektas PCB projektavimo procese, įskaitant greitųjų operacinių stiprintuvų ar kitų greitųjų grandinių. Yra du įprasti konfigūracijos metodai, skirti apeiti greitųjų veikimo stiprintuvus.

Maitinimo maitinimo terminalo pagrindas: Šis metodas yra pats efektyviausias daugeliu atvejų, naudojant kelis lygiagrečius kondensatorius, kad būtų galima tiesiogiai įžeminti operacinio stiprintuvo maitinimo šaltinį. Paprastai tariant, du lygiagrečiai kondensatoriai yra pakankami, tačiau pridedant lygiagrečius kondensatorius gali būti naudingas kai kurioms grandinėms.

Lygiagretus kondensatorių sujungimas su skirtingomis talpos vertėmis padeda užtikrinti, kad ant maitinimo kaiščio kaiščio per plačią dažnių juostą galima pamatyti tik mažą kintamos srovės (AC) varžą. Tai ypač svarbu veikiančio stiprintuvo maitinimo šaltinio atmetimo santykio (PSR) silpnėjimo dažniu. Šis kondensatorius padeda kompensuoti sumažėjusį stiprintuvo PSR. Išlaikius mažos varžos žemės kelią daugelyje dešimties oktavų diapazonų, padėsite užtikrinti, kad kenksmingas triukšmas negali patekti į OP stiprintuvą. 1 paveiksle pavaizduoti kelių kondensatorių naudojimo lygiagrečiai pranašumai. Esant žemiems dažniams, dideli kondensatoriai suteikia žemos varžos pagrindą. Bet kai dažnis pasieks savo rezonansinį dažnį, kondensatoriaus talpa susilpnės ir pamažu pasirodys indukcinė. Štai kodėl svarbu naudoti kelis kondensatorius: kai pradeda kristi vieno kondensatoriaus dažnio atsakas, pradeda veikti kito kondensatoriaus dažnio atsakas, todėl jis gali išlaikyti labai mažą kintamosios srovės varžą daugelyje dešimties oktavų diapazonų.

Pradėkite tiesiogiai naudodamiesi OP stiprintuvo maitinimo šaltinio kaiščiais; Kondensatorius, turintis mažiausią talpą ir mažiausią fizinį dydį, turėtų būti dedamas toje pačioje PCB pusėje kaip OP stiprintuvas ir kiek įmanoma arčiau stiprintuvo. Kondensatoriaus žemės gnybtas turėtų būti tiesiogiai prijungtas prie žemės plokštumos su trumpiausiu kaiščiu arba atspausdinta viela. Aukščiau esanti žemės jungtis turėtų būti kuo arčiau stiprintuvo apkrovos gnybto, kad būtų sumažinta trukdžių tarp galios gnybto ir žemės gnybto.

Šis procesas turėtų būti pakartotas kondensatoriams, turintiems kitą didžiausią talpos vertę. Geriausia pradėti nuo minimalios talpos vertės 0,01 µF ir sudėti 2,2 µF (arba didesnį) elektrolitinį kondensatorių, turintį mažą ekvivalento serijos atsparumą (ESR), esantį arti. 0,01 µF kondensatorius su 0508 dėklo dydžiu turi labai mažą serijos induktyvumą ir puikų aukšto dažnio našumą.

Maitinimo šaltinis į maitinimo šaltinį: Kitas konfigūracijos metodas naudoja vieną ar daugiau aplinkkelių kondensatorių, sujungtų per teigiamus ir neigiamus eksploatacinio stiprintuvo maitinimo gnybtus. Šis metodas paprastai naudojamas, kai sunku sukonfigūruoti keturis kondensatorius grandinėje. Jo trūkumas yra tas, kad kondensatoriaus dėklo dydis gali padidėti, nes kondensatoriaus įtampa yra dvigubai didesnė už įtampos vertę vienkartinio tiekimo aplinkkelio metodu. Norint padidinti įtampą, reikia padidinti įvertintą prietaiso skilimo įtampą, tai yra, padidinant korpuso dydį. Tačiau šis metodas gali pagerinti PSR ir iškraipymo efektyvumą.

Kadangi kiekviena grandinė ir laidai yra skirtingi, kondensatorių konfigūracija, skaičius ir talpos vertė turėtų būti nustatyta atsižvelgiant į faktinės grandinės reikalavimus.