Инсталирањето на плочата за печатено коло (PCB) игра клучна улога во кола со голема брзина, но често е еден од последните чекори во процесот на дизајнирање на кола. Има многу проблеми со ожичување на ПХБ со голема брзина, а на оваа тема е напишана многу литература. Оваа статија главно ги разгледува жиците на кола со голема брзина од практична перспектива. Главната цел е да им се помогне на новите корисници да обрнат внимание на многу различни прашања што треба да се земат предвид при дизајнирање на распоред на плочби на коло со голема брзина. Друга цел е да се обезбеди материјал за преглед за клиентите кои не ги допреле жиците со ПХБ некое време. Поради ограничениот распоред, оваа статија не може детално да ги разгледа сите прашања, но ќе разговараме за клучните делови кои имаат најголем ефект врз подобрувањето на перформансите на колото, скратувањето на времето за дизајнирање и заштедата на време за модификација.
Иако главниот фокус овде е на кола поврзани со оперативни засилувачи со голема брзина, проблемите и методите дискутирани овде генерално се применливи за жици што се користат во повеќето други аналогни кола со голема брзина. Кога оперативниот засилувач работи во фреквентен опсег со многу висока радиофреквенција (RF), перформансите на колото во голема мера зависи од распоредот на ПХБ. Дизајните на кола со високи перформанси кои изгледаат добро на „цртежите“ можат да добијат обични перформанси само ако се засегнати од невнимание за време на жици. Предвидувањето и вниманието на важните детали во текот на процесот на поврзување ќе помогне да се обезбедат очекуваните перформанси на колото.
Шематски дијаграм
Иако добра шема не може да гарантира добра жици, добрата жици започнува со добра шема. Размислете внимателно кога ја цртате шемата и мора да го земете предвид протокот на сигналот на целото коло. Ако има нормален и стабилен проток на сигналот од лево кон десно во шемата, тогаш треба да има ист добар проток на сигналот на ПХБ. Дајте колку што е можно повеќе корисни информации на шемата. Бидејќи понекогаш инженерот за дизајн на кола не е таму, клиентите ќе побараат од нас да помогнеме во решавањето на проблемот со колото, дизајнерите, техничарите и инженерите ангажирани во оваа работа ќе бидат многу благодарни, вклучително и нас.
Покрај обичните референтни идентификатори, потрошувачката на енергија и толеранцијата на грешки, кои информации треба да се дадат во шемата? Еве неколку предлози за претворање на обичните шеми во првокласни шеми. Додадете бранови форми, механички информации за обвивката, должина на печатените линии, празни области; наведете кои компоненти треба да се постават на ПХБ; дајте информации за прилагодување, опсег на вредности на компонентите, информации за дисипација на топлина, печатени линии за контрола на импедансата, коментари и кратки кола Опис на дејството... (и други).
Не верувајте никому
Ако не ги дизајнирате самите жици, погрижете се да оставите доволно време за внимателно да го проверите дизајнот на жиците. Една мала превенција вреди сто пати повеќе од лекот во овој момент. Не очекувајте да ги разбере вашите идеи. Вашето мислење и насоки се најважни во раните фази на процесот на дизајнирање на жици. Колку повеќе информации можете да обезбедите и колку повеќе интервенирате во целиот процес на поврзување, толку подобро ќе биде добиената ПХБ. Поставете пробна точка за завршување за инженерската брза проверка на дизајнот на жици во согласност со извештајот за напредокот на жици што го сакате. Овој метод на „затворена јамка“ го спречува заблуда жици, а со тоа ја минимизира можноста за преработка.
Инструкциите што треба да му се дадат на инженерот за жици вклучуваат: краток опис на функцијата на колото, шематски дијаграм на ПХБ што ги покажува влезните и излезните позиции, информации за редење на ПХБ (на пример, колку е дебела плочата, колку слоеви има и детални информации за секој слој на сигнал и функција на заземјување Потрошувачка на енергија, жица за заземјување, аналоген сигнал, дигитален сигнал и RF сигнал); кои сигнали се потребни за секој слој; бараат поставување на важни компоненти; точната локација на бајпас компонентите; кои печатени линии се важни; кои линии треба да ги контролираат печатените линии со импеданса; Кои линии треба да одговараат на должината; големината на компонентите; кои печатени линии треба да бидат далеку (или блиску) еден до друг; кои линии треба да бидат далеку (или блиску) една до друга; кои компоненти треба да бидат далеку (или блиску) една до друга; кои компоненти треба да се постават На врвот на ПХБ, кои се поставени подолу. Никогаш не се жалете дека има премногу информации за другите - премалку? Дали е премногу? Немојте.
Искуство за учење: Пред околу 10 години, дизајнирав повеќеслојна плочка за монтирање на површината - има компоненти на двете страни на плочата. Користете многу завртки за да ја фиксирате плочата во позлатена алуминиумска обвивка (бидејќи има многу строги индикатори против вибрации). Пиновите кои обезбедуваат пристрасност минуваат низ таблата. Овој пин е поврзан со ПХБ со жици за лемење. Ова е многу комплициран уред. Некои компоненти на таблата се користат за поставување на тест (SAT). Но, јас јасно ја дефинирав локацијата на овие компоненти. Можете ли да погодите каде се инсталирани овие компоненти? Патем, под таблата. Кога инженерите на производите и техничарите мораа да го расклопат целиот уред и повторно да ги склопат по завршувањето на поставките, тие изгледаа многу несреќни. Од тогаш повеќе не сум ја направил оваа грешка.
Позиција
Исто како и во ПХБ, локацијата е сè. Каде да се стави коло на ПХБ, каде да се инсталираат неговите специфични компоненти на колото и кои се другите соседни кола, од кои сите се многу важни.
Вообичаено, позициите на влезот, излезот и напојувањето се однапред одредени, но колото меѓу нив треба да ја „игра сопствената креативност“. Ова е причината зошто обрнувањето внимание на деталите за жици ќе донесе огромен принос. Започнете со локацијата на клучните компоненти и разгледајте го специфичното коло и целата ПХБ. Одредувањето на локацијата на клучните компоненти и патеките на сигналот од самиот почеток помага да се осигура дека дизајнот ги исполнува очекуваните работни цели. Добивањето вистински дизајн од прв пат може да ги намали трошоците и притисокот - и да го скрати циклусот на развој.
Бајпас моќ
Заобиколувањето на напојувањето на страната за напојување на засилувачот со цел да се намали шумот е многу важен аспект во процесот на дизајнирање на ПХБ-вклучувајќи оперативни засилувачи со голема брзина или други кола со голема брзина. Постојат два вообичаени методи за конфигурација за заобиколување на оперативните засилувачи со голема брзина.
Заземјување на терминалот за напојување: Овој метод е најефикасен во повеќето случаи, користејќи повеќе паралелни кондензатори за директно заземјување на иглата за напојување на операциониот засилувач. Општо земено, два паралелни кондензатори се доволни - но додавањето на паралелни кондензатори може да биде од корист за некои кола.
Паралелното поврзување на кондензатори со различни вредности на капацитивност помага да се осигура дека само ниската импеданса на наизменична струја (AC) може да се види на пинот за напојување преку широк фреквентен опсег. Ова е особено важно при фреквенцијата на слабеење на односот на отфрлање на напојувањето на операциониот засилувач (PSR). Овој кондензатор помага да се компензира намалениот PSR на засилувачот. Одржувањето на патеката на земјата со ниска импеданса во многу опсези од десет октави ќе помогне да се осигура дека штетниот шум не може да влезе во операциониот засилувач. Слика 1 ги прикажува предностите на паралелно користење на повеќе кондензатори. При ниски фреквенции, големите кондензатори обезбедуваат земјена патека со ниска импеданса. Но, штом фреквенцијата ќе ја достигне сопствената резонантна фреквенција, капацитетот на кондензаторот ќе ослабне и постепено ќе изгледа индуктивен. Затоа е важно да се користат повеќе кондензатори: кога фреквентниот одзив на еден кондензатор почнува да опаѓа, фреквентниот одзив на другиот кондензатор почнува да работи, така што може да одржува многу ниска AC импеданса во многу опсези од десет октави.
Започнете директно со пиновите за напојување на операциониот засилувач; Кондензаторот со најмал капацитет и најмала физичка големина треба да биде поставен на истата страна на ПХБ како операциониот засилувач - и што е можно поблиску до засилувачот. Приклучокот за заземјување на кондензаторот треба да биде директно поврзан со рамнината на заземјувањето со најкратката игла или испечатена жица. Приклучокот над земјата треба да биде што е можно поблиску до терминалот за оптоварување на засилувачот за да се намалат пречките помеѓу приклучокот за напојување и приклучокот за заземјување.
Овој процес треба да се повтори за кондензатори со следната најголема вредност на капацитетот. Најдобро е да започнете со минималната вредност на капацитетот од 0,01 µF и да поставите електролитски кондензатор од 2,2 µF (или поголем) со низок еквивалентен сериски отпор (ESR) блиску до него. Кондензаторот од 0,01 µF со големина на куќиштето 0508 има многу ниска сериска индуктивност и одлични перформанси со висока фреквенција.
Напојување до напојување: Друг метод на конфигурација користи еден или повеќе бајпас кондензатори поврзани преку позитивните и негативните терминали за напојување на операциониот засилувач. Овој метод обично се користи кога е тешко да се конфигурираат четири кондензатори во колото. Неговиот недостаток е што големината на куќиштето на кондензаторот може да се зголеми бидејќи напонот преку кондензаторот е двапати поголема од вредноста на напонот во методот на бајпас со едно напојување. Зголемувањето на напонот бара зголемување на номиналниот пробивен напон на уредот, односно зголемување на големината на куќиштето. Сепак, овој метод може да ги подобри перформансите на PSR и изобличувањето.
Бидејќи секое коло и жици се различни, конфигурацијата, бројот и вредноста на капацитетот на кондензаторите треба да се одредат според барањата на вистинското коло.