Pendawaian papan litar bercetak (PCB) memainkan peranan penting dalam litar berkelajuan tinggi, tetapi selalunya ia merupakan salah satu langkah terakhir dalam proses reka bentuk litar. Terdapat banyak masalah dengan pendawaian PCB berkelajuan tinggi, dan banyak literatur telah ditulis mengenai topik ini. Artikel ini terutamanya membincangkan pendawaian litar berkelajuan tinggi dari perspektif praktikal. Tujuan utama adalah untuk membantu pengguna baharu memberi perhatian kepada banyak isu berbeza yang perlu dipertimbangkan semasa mereka bentuk susun atur PCB litar berkelajuan tinggi. Tujuan lain adalah untuk menyediakan bahan ulasan untuk pelanggan yang sudah lama tidak menyentuh pendawaian PCB. Disebabkan susun atur yang terhad, artikel ini tidak dapat membincangkan semua isu secara terperinci, tetapi kami akan membincangkan bahagian utama yang mempunyai kesan paling besar pada peningkatan prestasi litar, memendekkan masa reka bentuk dan menjimatkan masa pengubahsuaian.

Walaupun tumpuan utama di sini adalah pada litar yang berkaitan dengan penguat kendalian berkelajuan tinggi, masalah dan kaedah yang dibincangkan di sini secara amnya boleh digunakan untuk pendawaian yang digunakan dalam kebanyakan litar analog berkelajuan tinggi yang lain. Apabila penguat operasi berfungsi dalam jalur 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 mendapat prestasi biasa jika ia dipengaruhi oleh kecuaian semasa pendawaian. Pra-pertimbangan dan perhatian kepada butiran penting sepanjang proses pendawaian akan membantu memastikan prestasi litar yang dijangkakan.

Gambarajah skematik

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

Sebagai tambahan kepada pengecam rujukan biasa, penggunaan kuasa, dan toleransi ralat, apakah maklumat yang perlu diberikan dalam skema? Berikut ialah beberapa cadangan untuk menukar skema biasa kepada skema kelas pertama. Tambah bentuk gelombang, maklumat mekanikal tentang cangkerang, panjang garisan bercetak, kawasan kosong; nyatakan komponen mana yang perlu diletakkan pada PCB; berikan maklumat pelarasan, julat nilai komponen, maklumat pelesapan haba, garis bercetak galangan kawalan, ulasan dan litar ringkas Penerangan tindakan... (dan lain-lain).
Jangan percaya sesiapa

Jika anda tidak mereka bentuk pendawaian sendiri, pastikan anda memberi masa yang mencukupi untuk memeriksa reka bentuk pendawaian dengan teliti. Pencegahan kecil bernilai seratus kali ganda ubat pada ketika ini. Jangan harap orang pendawaian memahami idea anda. Pendapat dan bimbingan anda adalah yang paling penting pada peringkat awal proses reka bentuk pendawaian. Lebih banyak maklumat yang anda boleh berikan, dan lebih banyak campur tangan anda dalam keseluruhan proses pendawaian, lebih baik PCB yang terhasil. Tetapkan titik penyiapan tentatif untuk semakan pantas jurutera reka bentuk pendawaian mengikut laporan kemajuan pendawaian yang anda inginkan. Kaedah "gelung tertutup" ini menghalang pendawaian daripada tersasar, sekali gus meminimumkan kemungkinan kerja semula.

Arahan yang perlu diberikan kepada jurutera pendawaian termasuk: penerangan ringkas tentang fungsi litar, gambarajah skematik PCB yang menunjukkan kedudukan input dan output, maklumat susunan PCB (contohnya, berapa tebal papan, berapa banyak lapisan terdapat, dan maklumat terperinci tentang setiap lapisan isyarat dan fungsi satah bumi Penggunaan kuasa, wayar bumi, isyarat analog, isyarat digital dan isyarat RF); isyarat yang diperlukan untuk setiap lapisan; memerlukan penempatan komponen penting; lokasi tepat komponen pintasan; garis bercetak mana yang penting; garisan manakah yang perlu mengawal garisan bercetak impedans; Garis mana yang perlu sepadan dengan panjang; saiz komponen; garis bercetak yang mana perlu berjauhan (atau berdekatan) antara satu sama lain; garisan manakah yang perlu berjauhan (atau berdekatan) antara satu sama lain; komponen mana yang perlu berada jauh (atau dekat) antara satu sama lain; komponen manakah yang perlu diletakkan Di bahagian atas PCB, yang mana diletakkan di bawah. Jangan pernah mengeluh bahawa terdapat terlalu banyak maklumat untuk orang lain-terlalu sedikit? Adakah ia terlalu banyak? jangan.

Pengalaman pembelajaran: Kira-kira 10 tahun yang lalu, saya mereka bentuk papan litar pelekap permukaan berbilang lapisan-terdapat komponen pada kedua-dua belah papan. Gunakan banyak skru untuk membetulkan papan dalam cangkang aluminium bersalut emas (kerana terdapat penunjuk anti-getaran yang sangat ketat). Pin yang menyediakan suapan bias melepasi papan. Pin ini disambungkan ke PCB dengan wayar pematerian. Ini adalah peranti yang sangat rumit. Beberapa komponen pada papan digunakan untuk tetapan ujian (SAT). Tetapi saya telah menentukan dengan jelas lokasi komponen ini. Bolehkah anda meneka di mana komponen ini dipasang? By the way, di bawah papan. Apabila jurutera produk dan juruteknik terpaksa membuka keseluruhan peranti dan memasangnya semula selepas melengkapkan tetapan, mereka kelihatan sangat tidak berpuas hati. Saya tidak melakukan kesilapan ini lagi sejak itu.

kedudukan

Sama seperti dalam PCB, lokasi adalah segala-galanya. Di mana untuk meletakkan litar pada PCB, di mana untuk memasang komponen litar khususnya, dan apakah litar bersebelahan yang lain, semuanya adalah sangat penting.

Biasanya, kedudukan input, output dan bekalan kuasa telah ditetapkan, 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 khusus 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 boleh mengurangkan kos dan tekanan-dan memendekkan kitaran pembangunan.

Kuasa pintasan

Memintas bekalan kuasa pada bahagian kuasa penguat untuk mengurangkan bunyi adalah aspek yang sangat penting dalam proses reka bentuk PCB-termasuk penguat kendalian berkelajuan tinggi atau litar berkelajuan tinggi yang lain. Terdapat dua kaedah konfigurasi biasa untuk memintas penguat kendalian berkelajuan tinggi.

Membumikan terminal bekalan kuasa: Kaedah ini adalah yang paling berkesan dalam kebanyakan kes, menggunakan berbilang kapasitor selari untuk membumikan terus pin bekalan kuasa penguat kendalian. Secara umumnya, dua kapasitor selari adalah mencukupi-tetapi menambah kapasitor selari boleh memberi manfaat kepada sesetengah litar.

Sambungan selari kapasitor dengan nilai kemuatan yang berbeza membantu memastikan bahawa hanya galangan arus ulang alik (AC) yang rendah boleh dilihat pada pin bekalan kuasa pada jalur frekuensi yang luas. Ini amat penting pada kekerapan pengecilan nisbah penolakan bekalan kuasa penguat operasi (PSR). Kapasitor ini membantu mengimbangi pengurangan PSR penguat. Mengekalkan laluan tanah galangan rendah dalam banyak julat sepuluh oktaf akan membantu memastikan bunyi berbahaya tidak boleh memasuki op amp. Rajah 1 menunjukkan kelebihan menggunakan berbilang kapasitor secara selari. Pada frekuensi rendah, kapasitor besar menyediakan laluan tanah galangan rendah. Tetapi apabila frekuensi mencapai frekuensi resonan mereka sendiri, kapasitansi kapasitor akan menjadi lemah dan secara beransur-ansur kelihatan induktif. Inilah sebabnya mengapa penting untuk menggunakan berbilang kapasitor: apabila tindak balas frekuensi satu kapasitor mula menurun, tindak balas frekuensi kapasitor lain mula berfungsi, jadi ia boleh mengekalkan impedans AC yang sangat rendah dalam banyak julat sepuluh oktaf.

Mulakan terus dengan pin bekalan kuasa op amp; kapasitor dengan kemuatan terkecil dan saiz fizikal terkecil hendaklah diletakkan pada sisi PCB yang sama dengan op amp—dan sedekat mungkin dengan penguat. Terminal tanah kapasitor hendaklah disambungkan terus ke satah tanah dengan pin terpendek atau wayar bercetak. Sambungan tanah di atas hendaklah sedekat mungkin dengan terminal beban penguat untuk mengurangkan gangguan antara terminal kuasa dan terminal tanah.

Proses ini perlu diulang untuk kapasitor dengan nilai kemuatan terbesar seterusnya. Adalah lebih baik untuk bermula dengan nilai kapasitans minimum 0.01 μF dan letakkan kapasitor elektrolitik 2.2 μF (atau lebih besar) dengan rintangan siri setara rendah (ESR) berdekatan dengannya. Kapasitor 0.01 µF dengan saiz kes 0508 mempunyai kearuhan siri yang sangat rendah dan prestasi frekuensi tinggi yang sangat baik.

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

Oleh kerana setiap litar dan pendawaian adalah berbeza, konfigurasi, nombor dan nilai kemuatan kapasitor hendaklah ditentukan mengikut keperluan litar sebenar.