Pendawaian Papan Litar Bercetak (PCB) memainkan peranan penting dalam litar berkelajuan tinggi, tetapi ia sering merupakan salah satu langkah terakhir dalam proses reka bentuk litar. Terdapat banyak masalah dengan pendawaian PCB berkelajuan tinggi, dan banyak kesusasteraan telah ditulis mengenai topik ini. Artikel ini terutamanya membincangkan pendawaian litar berkelajuan tinggi dari perspektif praktikal. Tujuan utama adalah untuk membantu pengguna baru memberi perhatian kepada pelbagai isu yang perlu dipertimbangkan ketika merancang susun atur PCB litar berkelajuan tinggi. Tujuan lain adalah untuk menyediakan bahan semakan untuk pelanggan yang tidak menyentuh pendawaian PCB untuk seketika. Oleh kerana susun atur yang terhad, artikel ini tidak dapat membincangkan semua isu secara terperinci, tetapi kami akan membincangkan bahagian -bahagian utama yang mempunyai kesan yang paling besar untuk meningkatkan prestasi litar, memendekkan masa reka bentuk, dan menjimatkan masa pengubahsuaian.

Walaupun tumpuan utama di sini adalah pada litar yang berkaitan dengan penguat operasi berkelajuan tinggi, masalah dan kaedah yang dibincangkan di sini biasanya digunakan untuk pendawaian yang digunakan dalam kebanyakan litar analog berkelajuan tinggi yang lain. Apabila penguat operasi berfungsi dalam frekuensi frekuensi radio (RF) yang sangat tinggi, prestasi litar sebahagian besarnya bergantung pada susun atur PCB. Reka bentuk litar berprestasi tinggi yang kelihatan baik pada "lukisan" hanya boleh mendapatkan prestasi biasa jika mereka terjejas oleh kecuaian semasa pendawaian. Pra-pemantauan dan perhatian kepada butiran penting sepanjang proses pendawaian akan membantu memastikan prestasi litar yang diharapkan.

Rajah skematik

Walaupun skema yang baik tidak dapat menjamin pendawaian yang baik, pendawaian yang baik bermula dengan skema yang baik. Fikirkan dengan teliti apabila melukis skema, dan anda mesti mempertimbangkan aliran isyarat keseluruhan litar. Sekiranya terdapat aliran isyarat yang normal dan stabil dari kiri ke kanan dalam skema, maka harus ada aliran isyarat yang sama pada PCB. Beri maklumat berguna sebanyak mungkin pada skema. Kerana kadang -kadang jurutera reka bentuk litar tidak ada, pelanggan akan meminta kami untuk membantu menyelesaikan masalah litar, pereka, juruteknik dan jurutera yang terlibat dalam kerja ini akan sangat bersyukur, termasuk kami.

Sebagai tambahan kepada pengenal rujukan biasa, penggunaan kuasa, dan toleransi kesilapan, apakah maklumat yang harus diberikan dalam skema? Berikut adalah beberapa cadangan untuk menjadikan skema biasa ke dalam skema kelas pertama. Tambah bentuk gelombang, maklumat mekanikal mengenai shell, panjang garis bercetak, kawasan kosong; Tunjukkan komponen mana yang perlu diletakkan pada PCB; Berikan maklumat pelarasan, julat nilai komponen, maklumat pelesapan haba, kawalan impedans yang dicetak, komen, dan litar ringkas Penerangan tindakan ... (dan lain -lain).
Jangan percaya sesiapa

Jika anda tidak merancang pendawaian sendiri, pastikan anda membenarkan masa yang cukup untuk memeriksa reka bentuk orang pendawaian dengan teliti. Pencegahan kecil bernilai seratus kali ubat pada ketika ini. Jangan mengharapkan orang pendawaian memahami idea anda. Pendapat dan bimbingan anda adalah yang paling penting dalam peringkat awal proses reka bentuk pendawaian. Lebih banyak maklumat yang boleh anda berikan, dan semakin banyak anda campur tangan dalam keseluruhan proses pendawaian, semakin baik PCB yang dihasilkan. Tetapkan titik penyelesaian tentatif untuk pemeriksaan jurutera reka bentuk pendawaian mengikut laporan kemajuan pendawaian yang anda mahukan. Kaedah "gelung tertutup" ini menghalang pendawaian daripada tersesat, dengan itu meminimumkan kemungkinan kerja semula.

Arahan yang perlu diberikan kepada Jurutera Pendawa Isyarat mana yang diperlukan untuk setiap lapisan; memerlukan penempatan komponen penting; lokasi tepat komponen pintasan; Garis bercetak yang penting; Garis mana yang perlu mengawal garisan bercetak impedans; Garis mana yang perlu dipadankan dengan panjang; saiz komponen; garis bercetak yang perlu jauh (atau dekat dengan) satu sama lain; Garis mana yang perlu jauh (atau dekat dengan) satu sama lain; komponen mana yang perlu jauh (atau dekat) antara satu sama lain; Komponen mana yang perlu diletakkan di bahagian atas PCB, yang mana diletakkan di bawah. Tidak pernah mengadu bahawa terdapat terlalu banyak maklumat untuk orang lain-sedikit? Adakah terlalu banyak? Jangan.

Pengalaman pembelajaran: Sekitar 10 tahun yang lalu, saya merancang papan litar gunung multilayer-terdapat komponen di kedua-dua belah papan. Gunakan banyak skru untuk membetulkan papan dalam shell aluminium bersalut emas (kerana terdapat penunjuk anti-getaran yang sangat ketat). Pin yang memberikan feedthrough bias melalui lembaga. Pin ini disambungkan ke PCB dengan menyolder wayar. Ini adalah peranti yang sangat rumit. Sesetengah komponen di papan digunakan untuk tetapan ujian (SAT). Tetapi saya telah jelas menentukan lokasi komponen ini. Bolehkah anda meneka di mana komponen ini dipasang? Dengan cara ini, di bawah lembaga. Apabila jurutera dan juruteknik produk terpaksa membongkar keseluruhan peranti dan memasang semula mereka selepas menyelesaikan tetapan, mereka kelihatan sangat tidak berpuas hati. Saya tidak membuat kesilapan ini lagi sejak itu.

Kedudukan

Sama seperti dalam PCB, lokasi adalah segalanya. Di mana untuk meletakkan litar pada PCB, di mana untuk memasang komponen litar khususnya, dan apa litar bersebelahan lain, semuanya sangat penting.

Biasanya, kedudukan input, output, dan bekalan kuasa ditentukan, tetapi litar di antara mereka perlu "memainkan kreativiti mereka sendiri." Inilah sebabnya mengapa memberi perhatian kepada butiran pendawaian akan menghasilkan pulangan yang besar. Mulakan dengan lokasi komponen utama dan pertimbangkan litar tertentu dan keseluruhan PCB. Menentukan lokasi komponen utama dan laluan isyarat dari awal membantu memastikan reka bentuk memenuhi matlamat kerja yang diharapkan. Mendapatkan reka bentuk yang betul pada kali pertama dapat mengurangkan kos dan tekanan-dan memendekkan kitaran pembangunan.

Kuasa pintasan

Melangkaui bekalan kuasa di bahagian kuasa penguat untuk mengurangkan bunyi adalah aspek yang sangat penting dalam proses reka bentuk PCB-termasuk penguat operasi berkelajuan tinggi atau litar berkelajuan tinggi yang lain. Terdapat dua kaedah konfigurasi biasa untuk melangkau penguat operasi berkelajuan tinggi.

PENDIDIKAN TERHADAP KUASA BANYAK: Kaedah ini adalah yang paling berkesan dalam kebanyakan kes, dengan menggunakan kapasitor selari yang pelbagai untuk terus mendatar pin bekalan kuasa penguat operasi. Secara umumnya, dua kapasitor selari cukup tetapi menambah kapasitor selari boleh memberi manfaat kepada beberapa litar.

Sambungan selari kapasitor dengan nilai kapasitans yang berbeza membantu memastikan bahawa hanya impedans arus alternatif (AC) yang rendah dapat dilihat pada pin bekalan kuasa di atas jalur frekuensi yang luas. Ini amat penting pada kekerapan pelemahan nisbah penolakan bekalan kuasa penguat operasi (PSR). Kapasitor ini membantu mengimbangi PSR pengurangan penguat. Mengekalkan laluan tanah impedans yang rendah di banyak julat sepuluh oktaf akan membantu memastikan bunyi bising yang berbahaya tidak dapat memasuki OP amp. Rajah 1 menunjukkan kelebihan menggunakan kapasitor berganda selari. Pada frekuensi yang rendah, kapasitor besar menyediakan laluan tanah impedans yang rendah. Tetapi apabila kekerapan mencapai kekerapan resonan mereka sendiri, kapasitansi kapasitor akan melemahkan dan secara beransur -ansur kelihatan induktif. Inilah sebabnya penting untuk menggunakan pelbagai kapasitor: apabila tindak balas kekerapan satu kapasitor mula jatuh, tindak balas kekerapan kapasitor lain mula berfungsi, jadi ia dapat mengekalkan impedans AC yang sangat rendah dalam banyak rentang sepuluh oktaf.

Mulakan terus dengan pin bekalan kuasa op amp; Kapasitor dengan kapasitans terkecil dan saiz fizikal terkecil harus diletakkan di sisi yang sama PCB sebagai op amp -dan sedekat mungkin kepada penguat. Terminal tanah kapasitor hendaklah disambungkan secara langsung ke satah tanah dengan pin terpendek atau dawai dicetak. Sambungan tanah di atas hendaklah sedekat mungkin ke terminal beban penguat untuk mengurangkan gangguan antara terminal kuasa dan terminal tanah.

Proses ini harus diulangi untuk kapasitor dengan nilai kapasitansi terbesar seterusnya. Adalah lebih baik untuk bermula dengan nilai kapasitansi minimum 0.01 μF dan letakkan kapasitor elektrolitik 2.2 μF (atau lebih besar) dengan rintangan siri setara rendah (ESR) yang dekat dengannya. Kapasitor 0.01 μF dengan saiz kes 0508 mempunyai induktansi siri yang sangat rendah dan prestasi frekuensi tinggi yang sangat baik.

Bekalan Kuasa ke Bekalan Kuasa: Kaedah konfigurasi lain menggunakan satu atau lebih kapasitor pintasan yang disambungkan merentasi terminal bekalan kuasa positif dan negatif penguat operasi. Kaedah ini biasanya digunakan apabila sukar untuk mengkonfigurasi empat kapasitor dalam litar. Kelemahannya ialah saiz kes kapasitor boleh meningkat kerana voltan merentasi kapasitor adalah dua kali ganda nilai voltan dalam kaedah pintasan bekalan tunggal. Meningkatkan voltan memerlukan peningkatan voltan kerosakan yang diberi nilai peranti, iaitu, meningkatkan saiz perumahan. Walau bagaimanapun, kaedah ini dapat meningkatkan prestasi PSR dan penyelewengan.

Kerana setiap litar dan pendawaian adalah berbeza, nilai konfigurasi, bilangan dan kapasitans kapasitor harus ditentukan mengikut keperluan litar sebenar.