Drukātajai shēmas platei (PCB) vadiem ir galvenā loma ātrgaitas ķēdēs, taču tā bieži ir viena no pēdējām shēmas projektēšanas procesa pakāpēm. Ar ātrgaitas PCB vadu ir daudz problēmu, un par šo tēmu ir rakstīts daudz literatūras. Šajā rakstā galvenokārt ir apskatīta ātrgaitas ķēžu vadi no praktiskā viedokļa. Galvenais mērķis ir palīdzēt jaunajiem lietotājiem pievērst uzmanību daudziem dažādiem jautājumiem, kas jāņem vērā, izstrādājot ātrgaitas ķēdes PCB izkārtojumus. Vēl viens mērķis ir nodrošināt pārskata materiālu klientiem, kuri kādu laiku nav pieskārušies PCB vadiem. Sakarā ar ierobežoto izkārtojumu šajā rakstā nevar sīki apspriest visus jautājumus, bet mēs apspriedīsim galvenās daļas, kurām vislielākā ietekme uz shēmas veiktspējas uzlabošanu, projektēšanas laika saīsināšanu un modifikācijas laika ietaupīšanu.

Lai arī galvenā uzmanība šeit ir uz ķēdēm, kas saistītas ar ātrgaitas darbības pastiprinātājiem, šeit apskatītās problēmas un metodes parasti ir piemērojamas elektroinstalācijai, ko izmanto lielākajā daļā citu ātrgaitas analogo ķēžu. Kad darbības pastiprinātājs darbojas ļoti augstā radiofrekvences (RF) frekvences joslā, ķēdes veiktspēja lielā mērā ir atkarīga no PCB izkārtojuma. Augstas veiktspējas shēmas dizainparaugi, kas labi izskatās uz “rasējumiem”, parasto veiktspēju var iegūt tikai tad, ja vadu laikā tos ietekmē neuzmanība. Iepriekšēja apsvēršana un uzmanība svarīgām detaļām visā elektroinstalācijas procesā palīdzēs nodrošināt paredzamo shēmas veiktspēju.

Shematiska diagramma

Lai arī laba shēma nevar garantēt labu elektroinstalāciju, laba elektroinstalācija sākas ar labu shēmu. Rūpīgi pārdomājiet, zīmējot shēmu, un jums jāņem vērā visas ķēdes signāla plūsma. Ja shēmā no kreisās uz labo pusi ir normāla un stabila signāla plūsma, uz PCB vajadzētu būt vienādai labai signāla plūsmai. Sniedziet pēc iespējas vairāk noderīgas informācijas par shēmu. Tā kā dažreiz ķēdes projektēšanas inženiera tur nav, klienti lūgs mums palīdzēt atrisināt shēmas problēmu, dizaineri, tehniķi un inženieri, kas iesaistīti šajā darbā, būs ļoti pateicīgi, ieskaitot mūs.

Papildus parastajiem atsauces identifikatoriem, enerģijas patēriņam un kļūdu tolerancei, kāda informācija būtu jāsniedz shēmā? Šeit ir daži ieteikumi, lai parasto shēmu pārvērstu pirmās klases shēmās. Pievienojiet viļņu formas, mehānisku informāciju par apvalku, iespiesto līniju garumu, tukšās zonas; norāda, kuri komponenti ir jānovieto PCB; Sniedziet korekcijas informāciju, komponentu vērtību diapazonus, siltuma izkliedes informāciju, kontroles pretestības drukātās līnijas, komentāri un īss ķēžu darbības apraksts… (un citi).
Neticiet nevienam

Ja pats neprojektējat vadu, noteikti atvēliet daudz laika rūpīgi pārbaudīt vadu personas dizainu. Neliela profilakse šajā brīdī ir simts reižu vērts. Negaidiet, ka elektroinstalācijas persona sapratīs jūsu idejas. Jūsu viedoklis un norādījumi ir vissvarīgākie elektroinstalācijas projektēšanas procesa sākumposmā. Jo vairāk informācijas jūs varat sniegt, un jo vairāk jūs iejaucaties visā elektroinstalācijas procesā, jo labāk būs iegūtais PCB. Iestatiet provizorisku pabeigšanas punktu vadu projektēšanas inženiera čekam saskaņā ar vēlamo vadu progresa pārskatu. Šī “slēgtās cilpas” metode neļauj elektroinstalācijai maldīties, tādējādi samazinot pārstrādes iespēju.

Inženierzinātņu instrukcijās, kas jāveic, ir šāds: īss ķēdes funkcijas apraksts, PCB shematiska diagramma, kas norāda ieejas un izejas pozīcijas, PCB sakraušanas informācija (piemēram, cik bieza ir tāfele, cik daudz slāņu ir, un detalizēta informācija par katru signāla slāni un zemes plaknes funkcijas enerģijas patēriņš, zemes vads, analogs signāls, digitālais signāls un RF signāls); kādi signāli ir nepieciešami katram slānim; pieprasīt svarīgu komponentu izvietošanu; precīza apvedceļa komponentu atrašanās vieta; kuras drukātās līnijas ir svarīgas; kurām līnijām ir jākontrolē pretestības drukātās līnijas; Kurām līnijām ir jāatbilst garumam; komponentu lielums; kurām drukātajām līnijām jābūt tālu (vai tuvu) viena otrai; Kurām līnijām jābūt tālu (vai tuvu) viena otrai; Kurām sastāvdaļām jābūt tālu (vai aizvērtām) viena otrai; kuras komponenti ir jānovieto PCB augšdaļā, kuri ir novietoti zemāk. Nekad nesūdzieties, ka ir pārāk daudz informācijas par citiem, kas ir maz? Vai tas ir par daudz? Nav.

Mācīšanās pieredze: apmēram pirms 10 gadiem es izstrādāju daudzslāņu virsmas stiprinājuma shēmas plati-tur ir komponenti abās dēļa pusēs. Izmantojiet daudz skrūvju, lai piestiprinātu dēli ar zelta pārklājumu alumīnija apvalkā (jo ir ļoti stingri anti-vibrācijas indikatori). Tapas, kas nodrošina neobjektivitāti, iziet cauri dēlim. Šī tapa ir savienota ar PCB, lodējot vadus. Šī ir ļoti sarežģīta ierīce. Testa iestatīšanai (SAT) tiek izmantotas dažas komponentus uz tāfeles. Bet es esmu skaidri definējis šo komponentu atrašanās vietu. Vai varat uzminēt, kur ir instalētas šīs sastāvdaļas? Starp citu, zem tāfeles. Kad produktu inženieriem un tehniķiem vajadzēja izjaukt visu ierīci un pēc iestatījumu pabeigšanas tos salikt, viņi šķita ļoti nelaimīgi. Kopš tā laika es vairs neesmu pieļāvis šo kļūdu.

Pozīcija

Tāpat kā PCB, atrašanās vieta ir viss. Kur novietot ķēdi uz PCB, kur instalēt tās specifiskās shēmas komponentus un kādas ir citas blakus esošās shēmas, kuras visas ir ļoti svarīgas.

Parasti ieejas, izejas un barošanas avota pozīcijas ir iepriekš noteiktas, bet starp tām starp tām ir jāspēlē sava radošums ”. Tāpēc, pievēršot uzmanību elektroinstalācijas detaļām, tiks sniegta milzīga atdeve. Sāciet ar galveno komponentu atrašanās vietu un apsveriet specifisko shēmu un visu PCB. Galveno komponentu un signālu ceļu atrašanās vietas noteikšana no paša sākuma palīdz nodrošināt, ka dizains atbilst paredzamajiem darba mērķiem. Pareiza dizaina iegūšana pirmo reizi var samazināt izmaksas un spiedienu un saīsināt attīstības ciklu.

Apvedceļa jauda

Ļoti svarīgs aspekts PCB projektēšanas procesā, iekļaujot ātrgaitas darbības pastiprinātājus vai citās ātrgaitas ķēdēs, ir ļoti svarīgs aspekts pastiprinātāja strāvas padeves jaudas pusē, lai samazinātu troksni. Ir divas izplatītas konfigurācijas metodes, lai apietu ātrgaitas darbības pastiprinātājus.

Barošanas avota termināla iezemēšana: šī metode ir visefektīvākā vairumā gadījumu, izmantojot vairākus paralēlus kondensatorus, lai tieši iezemētu darbības pastiprinātāja barošanas avotu. Vispārīgi runājot, divi paralēli kondensatori ir pietiekami, bet, pievienojot paralēlus kondensatorus, dažām shēmām var būt noderīga.

Paralēlā kondensatoru savienošana ar dažādām kapacitātes vērtībām palīdz nodrošināt, ka barošanas avota tapā var redzēt tikai zemu mainīgu strāvas (AC) pretestību plaša frekvences joslā. Tas ir īpaši svarīgi operatīvā pastiprinātāja enerģijas padeves noraidīšanas attiecības (PSR) vājināšanās biežumā. Šis kondensators palīdz kompensēt pastiprinātāja samazinātu PSR. Uzturot zemu pretestības zemes ceļu daudzos desmit oktāvu diapazonos, palīdzēs nodrošināt, ka kaitīgs troksnis nevar iekļūt OP amp. 1. attēlā parādītas vairāku kondensatoru izmantošanas priekšrocības paralēli. Zemas frekvencēs lieli kondensatori nodrošina zemu pretestības ceļu. Bet, tiklīdz frekvence sasniedz viņu pašu rezonējošo frekvenci, kondensatora kapacitāte vājinās un pakāpeniski parādīsies induktīva. Tāpēc ir svarīgi izmantot vairākus kondensatorus: kad viena kondensatora frekvences reakcija sāk samazināties, otra kondensatora frekvences reakcija sāk darboties, tāpēc tas var saglabāt ļoti zemu maiņstrāvas pretestību daudzos desmit oktāvas diapazonos.

Sāciet tieši ar OP amp barošanas avotu tapām; Kondensators ar mazāko kapacitāti un mazāko fizisko izmēru jānovieto tajā pašā PCB pusē kā OP amp - un pēc iespējas tuvāk pastiprinātājam. Kondensatora zemes terminālim jābūt tieši savienotam ar zemes plakni ar īsāko tapu vai iespiestu vadu. Iepriekš minētajam zemes savienojumam jābūt pēc iespējas tuvāk pastiprinātāja slodzes terminālim, lai samazinātu traucējumus starp strāvas termināli un zemes termināli.

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

Strāvas padeves avots: citā konfigurācijas metodē tiek izmantoti viens vai vairāki apvedceļa kondensatori, kas saistīti ar darbības pastiprinātāja pozitīvajiem un negatīvajiem barošanas avota termināļiem. Šo metodi parasti izmanto, ja ir grūti konfigurēt četrus kondensatorus ķēdē. Tā trūkums ir tāds, ka kondensatora gadījuma lielums var palielināties, jo spriegums visā kondensatorā ir divreiz lielāks par sprieguma vērtību vienas piegādes apvedceļa metodē. Lai palielinātu spriegumu, ir nepieciešams palielināt ierīces samazināšanas spriegumu, tas ir, palielinot korpusa izmēru. Tomēr šī metode var uzlabot PSR un kropļojumu veiktspēju.

Tā kā katra ķēde un elektroinstalācija ir atšķirīga, kondensatoru konfigurācija, skaitlis un kapacitātes vērtība jānosaka atbilstoši faktiskās ķēdes prasībām.