Iespiedshēmas plates (PCB) vadiem ir galvenā loma ātrgaitas shēmās, taču tas bieži vien ir viens no pēdējiem posmiem ķēdes projektēšanas procesā. Ar ātrgaitas PCB vadiem ir daudz problēmu, un par šo tēmu ir rakstīts daudz literatūras. Šajā rakstā galvenokārt apskatīta ātrgaitas ķēžu elektroinstalācija no praktiskā viedokļa. Galvenais mērķis ir palīdzēt jaunajiem lietotājiem pievērst uzmanību daudziem dažādiem jautājumiem, kas jāņem vērā, izstrādājot ātrgaitas shēmu PCB izkārtojumus. Vēl viens mērķis ir nodrošināt pārskata materiālu klientiem, kuri kādu laiku nav pieskārušies PCB vadiem. Ierobežotā izkārtojuma dēļ šajā rakstā nevar detalizēti apspriest visus jautājumus, taču mēs apspriedīsim galvenās daļas, kurām ir vislielākā ietekme uz ķēdes veiktspējas uzlabošanu, projektēšanas laika saīsināšanu un modificēšanas laika ietaupīšanu.

Lai gan šeit galvenā uzmanība tiek pievērsta shēmām, kas saistītas ar ātrgaitas darbības pastiprinātājiem, šeit aplūkotās problēmas un metodes parasti ir piemērojamas vadiem, ko izmanto lielākajā daļā citu ātrdarbīgu analogo shēmu. Ja darbības pastiprinātājs darbojas ļoti augstas radiofrekvences (RF) frekvenču joslā, ķēdes veiktspēja lielā mērā ir atkarīga no PCB izkārtojuma. Augstas veiktspējas shēmas, kas labi izskatās uz “zīmējumiem”, var iegūt parastu veiktspēju tikai tad, ja tās ietekmē neuzmanība vadu savienošanas laikā. Iepriekšēja apsvēršana un uzmanība svarīgām detaļām visā elektroinstalācijas procesā palīdzēs nodrošināt paredzamo ķēdes veiktspēju.

Shematiska diagramma

Lai gan laba shēma nevar garantēt labu elektroinstalāciju, laba elektroinstalācija sākas ar labu shēmu. Uzmanīgi padomājiet, zīmējot shēmu, un jāņem vērā visas ķēdes signāla plūsma. Ja shēmā ir normāla un stabila signāla plūsma no kreisās puses uz labo, tad uz PCB jābūt tādai pašai labai signāla plūsmai. Sniedziet shēmā pēc iespējas vairāk noderīgas informācijas. Tā kā dažreiz ķēdes projektēšanas inženiera nav, klienti lūgs mums palīdzēt atrisināt ķēdes problēmu, dizaineri, tehniķi un inženieri, kas iesaistīti šajā darbā, būs ļoti pateicīgi, tostarp mēs.

Kāda informācija ir jānorāda shēmā papildus parastajiem atsauces identifikatoriem, enerģijas patēriņam un kļūdu pielaidei? Šeit ir daži ieteikumi, kā parastās shēmas pārvērst par pirmās klases shēmām. Pievienojiet viļņu formas, mehānisko informāciju par apvalku, drukāto līniju garumu, tukšus laukumus; norāda, kuras sastāvdaļas ir jānovieto uz PCB; sniegt regulēšanas informāciju, komponentu vērtību diapazonus, informāciju par siltuma izkliedi, vadības pretestības drukātās līnijas, komentārus un īsas shēmas Darbības apraksts… (un citi).
Netici nevienam

Ja pats neprojektējat vadu, noteikti atvēliet pietiekami daudz laika, lai rūpīgi pārbaudītu vadu personas dizainu. Neliela profilakse šajā brīdī ir simts reižu vērta. Negaidiet, ka elektroinstalācijas persona sapratīs jūsu idejas. Jūsu viedoklis un norādījumi ir vissvarīgākie vadu projektēšanas procesa sākumposmā. Jo vairāk informācijas varat sniegt un jo vairāk iejauksieties visā elektroinstalācijas procesā, jo labāks būs iegūtais PCB. Iestatiet vadu projektēšanas inženiera ātrās pārbaudes provizorisku pabeigšanas punktu atbilstoši vajadzīgajam vadu progresa ziņojumam. Šī “slēgtā cikla” metode novērš vadu nokļūšanu apmaldījumā, tādējādi samazinot atkārtotas apstrādes iespēju.

Norādījumi, kas jāsniedz elektroinstalācijas inženierim, ietver: īsu shēmas funkcijas aprakstu, PCB shematisku diagrammu, kas norāda ieejas un izejas pozīcijas, informāciju par PCB sakraušanu (piemēram, cik bieza ir plate, cik slāņu). ir un detalizēta informācija par katru signāla slāni un iezemētās plaknes funkciju Enerģijas patēriņš, zemējuma vads, analogais signāls, digitālais signāls un RF signāls); kādi signāli ir nepieciešami katram slānim; pieprasīt svarīgu sastāvdaļu izvietošanu; precīza apvedceļa komponentu atrašanās vieta; kuras drukātās līnijas ir svarīgas; kurām līnijām jākontrolē drukātās pretestības līnijas; Kurām līnijām ir jāatbilst garumam; sastāvdaļu lielums; kurām drukātajām līnijām jābūt tālu (vai tuvu) vienai no otras; kurām līnijām jābūt tālu (vai tuvu) vienai no otras; kurām sastāvdaļām jāatrodas tālu (vai tuvu) vienai no otras; kuras sastāvdaļas ir jānovieto PCB augšpusē, kuras ir jānovieto zemāk. Nekad nesūdzies, ka informācijas par daudz citiem – par maz? Vai tas ir par daudz? Nedrīkst.

Mācīšanās pieredze: apmēram pirms 10 gadiem es izstrādāju daudzslāņu virsmas montāžas shēmas plati — abās plates pusēs ir komponenti. Izmantojiet daudz skrūvju, lai dēli nostiprinātu zeltītā alumīnija apvalkā (jo ir ļoti stingri pretvibrācijas indikatori). Tapas, kas nodrošina novirzi, iziet cauri dēlim. Šī tapa ir savienota ar PCB, izmantojot lodēšanas vadus. Šī ir ļoti sarežģīta ierīce. Daži paneļa komponenti tiek izmantoti testa iestatīšanai (SAT). Bet es esmu skaidri definējis šo komponentu atrašanās vietu. Vai varat uzminēt, kur šie komponenti ir instalēti? Starp citu, zem dēļa. Kad produktu inženieriem un tehniķiem bija jāizjauc visa ierīce un pēc iestatījumu pabeigšanas tās jāsamontē, viņi šķita ļoti neapmierināti. Kopš tā laika es vairs neesmu pieļāvis šo kļūdu.

Pozīcija

Tāpat kā PCB, atrašanās vieta ir viss. Kur ievietot shēmu uz PCB, kur uzstādīt tās specifiskās ķēdes sastāvdaļas un kādas ir citas blakus esošās shēmas, kas viss ir ļoti svarīgi.

Parasti ieejas, izejas un barošanas avota pozīcijas ir iepriekš noteiktas, taču ķēdei starp tām ir “jāizspēlē sava radošums”. Tāpēc, pievēršot uzmanību elektroinstalācijas detaļām, tiks nodrošināta milzīga atdeve. Sāciet ar galveno komponentu atrašanās vietu un apsveriet konkrēto shēmu un visu PCB. Galveno komponentu un signālu ceļu atrašanās vietas norādīšana jau no paša sākuma palīdz nodrošināt, ka dizains atbilst sagaidāmajiem darba mērķiem. Pareiza dizaina iegūšana pirmo reizi var samazināt izmaksas un spiedienu, kā arī saīsināt izstrādes ciklu.

Apvedceļa jauda

Strāvas padeves apiešana pastiprinātāja barošanas pusē, lai samazinātu troksni, ir ļoti svarīgs aspekts PCB projektēšanas procesā, tostarp ātrdarbīgus darbības pastiprinātājus vai citas ātrdarbīgas shēmas. Ir divas izplatītas konfigurācijas metodes, lai apietu ātrgaitas darbības pastiprinātājus.

Barošanas avota spailes zemējums: šī metode vairumā gadījumu ir visefektīvākā, izmantojot vairākus paralēlus kondensatorus, lai tieši iezemētu darbības pastiprinātāja barošanas avota tapu. Vispārīgi runājot, pietiek ar diviem paralēliem kondensatoriem, taču paralēlu kondensatoru pievienošana var būt noderīga dažām shēmām.

Kondensatoru ar dažādām kapacitātes vērtībām paralēlais savienojums palīdz nodrošināt, ka uz barošanas avota tapas plašā frekvenču joslā var redzēt tikai zemu maiņstrāvas (AC) pretestību. Tas ir īpaši svarīgi operacionālā pastiprinātāja barošanas avota noraidīšanas koeficienta (PSR) vājināšanās frekvencē. Šis kondensators palīdz kompensēt pastiprinātāja samazināto PSR. Zemas pretestības zemes ceļa uzturēšana daudzos desmit oktāvu diapazonos palīdzēs nodrošināt, ka darbības pastiprinātājā nevar iekļūt kaitīgs troksnis. 1. attēlā parādītas priekšrocības, ko sniedz vairāku kondensatoru paralēla izmantošana. Zemās frekvencēs lielie kondensatori nodrošina zemu zemējuma ceļu. Bet, tiklīdz frekvence sasniegs savu rezonanses frekvenci, kondensatora kapacitāte vājinās un pakāpeniski kļūs induktīva. Tāpēc ir svarīgi izmantot vairākus kondensatorus: kad viena kondensatora frekvences reakcija sāk samazināties, otra kondensatora frekvences reakcija sāk darboties, tāpēc tas var uzturēt ļoti zemu maiņstrāvas pretestību daudzos desmit oktāvu diapazonos.

Sāciet tieši ar operētājsistēmas pastiprinātāja barošanas kontaktiem; kondensators ar mazāko kapacitāti un mazāko fizisko izmēru jānovieto tajā pašā PCB pusē, kur operācijas pastiprinātājs, un pēc iespējas tuvāk pastiprinātājam. Kondensatora zemējuma spailei jābūt tieši savienotai ar zemējuma plati ar īsāko tapu vai drukāto vadu. Virszemes savienojumam jābūt pēc iespējas tuvāk pastiprinātāja slodzes spailei, lai samazinātu traucējumus starp barošanas spaili un zemējuma spaili.

Šis process ir jāatkārto kondensatoriem ar nākamo lielāko kapacitātes vērtību. Vislabāk ir sākt ar minimālo kapacitātes vērtību 0,01 µF un tuvu tam novietot 2,2 µF (vai lielāku) elektrolītisko kondensatoru ar zemu ekvivalento sērijas pretestību (ESR). 0,01 µF kondensatoram ar korpusa izmēru 0508 ir ļoti zema virknes induktivitāte un lieliska augstfrekvences veiktspēja.

Strāvas padeve barošanas avotam: cita konfigurācijas metode izmanto vienu vai vairākus apvada kondensatorus, kas savienoti pāri darbības pastiprinātāja pozitīvajiem un negatīvajiem barošanas avota spailēm. Šo metodi parasti izmanto, ja ķēdē ir grūti konfigurēt četrus kondensatorus. Tā trūkums ir tāds, ka kondensatora korpusa izmērs var palielināties, jo spriegums pāri kondensatoram ir divreiz lielāks par sprieguma vērtību viena barošanas apvada metodē. Lai palielinātu spriegumu, ir jāpalielina ierīces nominālais pārrāvuma spriegums, tas ir, jāpalielina korpusa izmērs. Tomēr šī metode var uzlabot PSR un kropļojumu veiktspēju.

Tā kā katra ķēde un vadi ir atšķirīgi, kondensatoru konfigurācija, skaits un kapacitātes vērtība jānosaka atbilstoši faktiskās ķēdes prasībām.