Ožičenje tiskanega vezja (PCB) ima ključno vlogo pri visokih vezjih, vendar je pogosto eden zadnjih korakov v procesu oblikovanja vezja. Obstaja veliko težav s hitrim ožičenjem PCB in na to temo je bilo napisanih veliko literature. Ta članek v glavnem obravnava ožičenje hitrih vezij s praktičnega vidika. Glavni namen je pomagati novim uporabnikom, da bodo pozorni na številna različna vprašanja, ki jih je treba upoštevati pri oblikovanju postavitve PCB s hitrim vezjem. Drug namen je zagotoviti revizijsko gradivo za stranke, ki se že nekaj časa niso dotaknili ožičenja PCB. Zaradi omejene postavitve ta članek ne more podrobno razpravljati o vseh vprašanjih, vendar bomo razpravljali o ključnih delih, ki imajo največji vpliv na izboljšanje zmogljivosti vezja, skrajšanje časa oblikovanja in čas spreminjanja.

Čeprav je glavni poudarek na vezjih, povezanih z operativnimi ojačevalniki visoke hitrosti, so težave in metode, obravnavane tukaj, na splošno uporabne za ožičenje, ki se uporablja v večini drugih analognih vezij visoke hitrosti. Ko operativni ojačevalnik deluje v zelo visoki radiofrekvenčni frekvenčni pasu, je zmogljivost vezja v veliki meri odvisna od postavitve PCB. Visokozmogljive modele, ki izgledajo dobro na "risbah", lahko dobijo običajne zmogljivosti le, če na njih med ožičenjem vpliva neprevidnost. Prednastavitev in pozornost na pomembne podrobnosti v celotnem procesu ožičenja bosta pomagala zagotoviti pričakovano zmogljivost vezja.

Shematski diagram

Čeprav dobra shema ne more zagotoviti dobrega ožičenja, se dobro ožičenje začne z dobro shemo. Pri risanju sheme natančno razmislite in upoštevati morate signalni tok celotnega vezja. Če je v shemi normalen in stabilen tok signala od leve proti desni, potem mora biti na PCB enak dober pretok signala. Dajte čim več koristnih informacij o shemi. Ker včasih ni inženirja za oblikovanje vezja, nas bodo kupci prosili, da pomagamo rešiti težavo z vezjem, oblikovalci, tehniki in inženirji, ki se ukvarjajo s tem delom, bodo zelo hvaležni, vključno z nami.

Kakšne informacije je treba poleg običajnih referenčnih identifikatorjev, porabe energije in tolerance na napake dati tudi v shemi? Tu je nekaj predlogov, da se običajne sheme spremenijo v prvovrstne sheme. Dodajte valovne oblike, mehanske informacije o lupini, dolžini tiskanih linij, praznih območij; Navedite, katere komponente je treba postaviti na PCB; Dajte informacije o prilagajanju, razponi vrednosti komponent, informacije o odpuščanju toplote, tiskane črte, komentarje in kratka vezja opis dejanja… (in drugi).
Ne verjemite nikomur

Če ožičenja ne oblikujete sami, ne pozabite dovolj časa, da natančno preverite oblikovanje ožičenja. Majhna preventiva je na tej točki vredna stokrat več kot zdravilo. Ne pričakujte, da bo ožičena oseba razumela vaše ideje. Vaše mnenje in napotke sta najpomembnejša v zgodnjih fazah procesa oblikovanja ožičenja. Več informacij lahko posredujete in bolj ko posredujete celoten postopek ožičenja, boljši bo nastali PCB. Nastavite predhodno točko zaključka za preverjanje inženirja za oblikovanje ožičenja v skladu s poročilom o napredku ožičenja, ki ga želite. Ta metoda "zaprte zanke" preprečuje, da bi se ožičenje zgrešilo in s tem zmanjšalo možnost predelave.

Navodila, ki jih je treba dati inženirju ožičenja, vključujejo: kratek opis funkcije vezja, shematični diagram PCB, ki prikazuje vhodne in izhodne položaje, informacije o zlaganju PCB (na primer, kako debela je plošča, koliko plasti je, in podrobne informacije o vsakem sloju signala in potrošnji višine in temeljnega signala); Kateri signali so potrebni za vsako plast; zahtevajo namestitev pomembnih komponent; natančna lokacija obvodnih komponent; katere tiskane črte so pomembne; katere črte morajo nadzorovati tiskane črte impedance; Katere vrstice se morajo ujemati z dolžino; velikost komponent; katere tiskane črte morajo biti daleč (ali blizu) drug drugega; Katere črte morajo biti daleč (ali blizu) drug drugega; katere komponente morajo biti daleč (ali blizu) drug drugemu; Katere komponente je treba postaviti na vrh PCB, katere so postavljene spodaj. Nikoli se ne pritožujte, da je preveč informacij za druge preveč malo? Je preveč? Ne.

Učna izkušnja: Pred približno 10 leti sem zasnoval večplastno površinsko vezje-na obeh straneh deske so komponente. Uporabite veliko vijakov, da pritrdite ploščo v zlati aluminijasti lupini (ker obstajajo zelo strogi kazalniki proti vibracijam). Zatiči, ki zagotavljajo pristranskost, prehajajo skozi desko. Ta zatič je povezan s PCB s spajkalnimi žicami. To je zelo zapletena naprava. Nekatere komponente na plošči se uporabljajo za testno nastavitev (SAT). Vendar sem jasno opredelil lokacijo teh komponent. Ali lahko uganite, kje so nameščene te komponente? Mimogrede, pod odborom. Ko so morali inženirji in tehniki izdelkov razstaviti celotno napravo in jih po zaključku nastavitev sestaviti, so se zdeli zelo nesrečni. Od takrat nisem več naredil te napake.

Položaj

Tako kot v PCB je tudi lokacija vse. Kje postaviti vezje na PCB, kje namestiti svoje specifične komponente vezja in kakšna so druga sosednja vezja, ki so zelo pomembni.

Običajno so položaji vhoda, izhoda in napajanja vnaprej določeni, vendar mora vezje med njimi "igrati svojo ustvarjalnost." Zato bo pozornost na podrobnosti ožičenja prinesla ogromne donose. Začnite z lokacijo ključnih komponent in razmislite o določenem vezju in celotnem PCB -ju. Določitev lokacije ključnih komponent in signalnih poti od začetka pomaga zagotoviti, da zasnova ustreza pričakovanim delovnim ciljem. Pridobivanje pravega dizajna lahko prvič zmanjša stroške in pritisk in skrajša razvojni cikel.

Obvodna moč

Obiranje napajanja na napajalni strani ojačevalnika, da bi zmanjšali hrup, je zelo pomemben vidik v procesu načrtovanja PCB, vključno z visokohitrostnimi operacijskimi ojačevalniki ali drugimi visokimi hitrostnimi vezji. Obstajata dve skupni konfiguracijski metodi za obhod operativnih ojačevalnikov visoke hitrosti.

Ozemljitev priključka za napajanje: Ta metoda je najučinkovitejša v večini primerov z uporabo več vzporednih kondenzatorjev za neposredno ozemljitev napajalnega zatiča operativnega ojačevalnika. Na splošno sta dva vzporedna kondenzatorja zadostna, vendar dodajanje vzporednih kondenzatorjev lahko koristijo nekaterim vezjem.

Vzporedna povezava kondenzatorjev z različnimi vrednostmi kapacitivnosti pomaga zagotoviti, da se na napajalnem zatiču lahko opazi le nizka impedanca izmeničnega toka (AC) na širokem frekvenčnem pasu. To je še posebej pomembno pri frekvenci slabljenja razmerja zavrnitve napajanja operacijskega ojačevalnika (PSR). Ta kondenzator pomaga kompenzirati zmanjšan PSR ojačevalnika. Vzdrževanje zemeljske poti z nizko impedanco v mnogih desetih obrokih bo pomagalo zagotoviti, da škodljivi hrup ne more vstopiti v op amp. Slika 1 prikazuje prednosti uporabe več kondenzatorjev vzporedno. Pri nizkih frekvencah veliki kondenzatorji zagotavljajo zemeljsko pot z nizko impedanco. Ko pa frekvenca doseže lastno resonančno frekvenco, bo kapacitivnost kondenzatorja oslabila in se postopoma zdela induktivna. Zato je pomembno uporabljati več kondenzatorjev: ko frekvenčni odziv enega kondenzatorja začne padati, frekvenčni odziv drugega kondenzatorja začne delovati, tako da lahko ohrani zelo nizko impedanco v mnogih desetih objektih.

Začnite neposredno z napajalnimi zatiči OP amp; Kondenzator z najmanjšo kapacitivnostjo in najmanjšo fizično velikostjo je treba postaviti na isto stran PCB kot OP Amp - in čim bližje ojačevalniku. Ozemljitveni priključek kondenzatorja je treba neposredno povezati z ozemljitvijo z najkrajšim zatičem ali tiskano žico. Zgornja talno povezavo mora biti čim bližje obremenitvenemu terminalu ojačevalnika, da se zmanjša motnje med napajalnim terminalom in ozemljitvenim terminalom.

Ta postopek je treba ponoviti za kondenzatorje z naslednjo največjo vrednostjo kapacitivnosti. Najbolje je začeti z najmanjšo vrednostjo kapacitivnosti 0,01 µF in postaviti 2,2 µF (ali večji) elektrolitski kondenzator z nizko enakovredno serijsko upornostjo (ESR) blizu nje. Kondenzator 0,01 µF z velikostjo primera 0508 ima zelo nizko induktivnost in odlične visokofrekvenčne zmogljivosti.

Napajanje napajanja: Druga konfiguracijska metoda uporablja enega ali več obvodnih kondenzatorjev, povezanih s pozitivnimi in negativnimi napajalnimi priključki operativnega ojačevalnika. Ta metoda se običajno uporablja, kadar je težko konfigurirati štiri kondenzatorje v vezju. Njegova pomanjkljivost je, da se lahko velikost primera kondenzatorja poveča, ker je napetost čez kondenzator dvakrat večja od napetostne vrednosti pri obvodni metodi z enim čimer. Povečanje napetosti zahteva povečanje nazivne napetosti naprave, to je povečanje velikosti ohišja. Vendar lahko ta metoda izboljša uspešnost PSR in izkrivljanja.

Ker je vsako vezje in ožičenje različno, je treba konfiguracijo, število in kapacitivnost kondenzatorjev določiti v skladu z zahtevami dejanskega vezja.