Lidhja e bordit të qarkut të printuar (PCB) luan një rol kyç në qarqet me shpejtësi të lartë, por shpesh është një nga hapat e fundit në procesin e projektimit të qarkut. Ka shumë probleme me instalimet elektrike me PCB me shpejtësi të lartë, dhe shumë literaturë është shkruar për këtë temë. Ky artikull diskuton kryesisht instalimet elektrike të qarqeve me shpejtësi të lartë nga një këndvështrim praktik. Qëllimi kryesor është të ndihmojë përdoruesit e rinj t'i kushtojnë vëmendje shumë çështjeve të ndryshme që duhet të merren parasysh gjatë dizajnimit të paraqitjeve të PCB-ve të qarkut me shpejtësi të lartë. Një qëllim tjetër është të sigurojë një material rishikimi për klientët që nuk kanë prekur instalime elektrike me PCB për një kohë. Për shkak të paraqitjes së kufizuar, ky artikull nuk mund të diskutojë të gjitha çështjet në detaje, por ne do të diskutojmë pjesët kryesore që kanë efektin më të madh në përmirësimin e performancës së qarkut, shkurtimin e kohës së projektimit dhe kursimin e kohës së modifikimit.

Megjithëse fokusi kryesor këtu është në qarqet që lidhen me amplifikatorët operacionalë me shpejtësi të lartë, problemet dhe metodat e diskutuara këtu janë përgjithësisht të zbatueshme për instalimet elektrike të përdorura në shumicën e qarqeve të tjera analoge me shpejtësi të lartë. Kur amplifikatori operacional punon në një brez frekuence shumë të lartë të radiofrekuencës (RF), performanca e qarkut varet kryesisht nga faqosja e PCB-së. Modelet e qarkut me performancë të lartë që duken mirë në "vizatimet" mund të kenë performancë të zakonshme vetëm nëse ndikohen nga pakujdesia gjatë instalimeve elektrike. Shqyrtimi paraprak dhe vëmendja ndaj detajeve të rëndësishme gjatë procesit të instalimeve elektrike do të ndihmojë në sigurimin e performancës së pritur të qarkut.

Diagrami skematik

Megjithëse një skemë e mirë nuk mund të garantojë një instalim të mirë, një instalim i mirë fillon me një skemë të mirë. Mendoni me kujdes kur vizatoni skemën dhe duhet të merrni parasysh rrjedhën e sinjalit të të gjithë qarkut. Nëse ka një rrjedhje normale dhe të qëndrueshme të sinjalit nga e majta në të djathtë në skemë, atëherë duhet të ketë të njëjtën rrjedhje të mirë të sinjalit në PCB. Jepni sa më shumë informacion të dobishëm për skemën. Për shkak se ndonjëherë inxhinieri i projektimit të qarkut nuk është aty, klientët do të na kërkojnë të ndihmojmë në zgjidhjen e problemit të qarkut, projektuesit, teknikët dhe inxhinierët e angazhuar në këtë punë do të jenë shumë mirënjohës, përfshirë ne.

Përveç identifikuesve të zakonshëm të referencës, konsumit të energjisë dhe tolerancës ndaj gabimeve, çfarë informacioni duhet të jepet në skemë? Këtu janë disa sugjerime për t'i kthyer skemat e zakonshme në skematikë të klasit të parë. Shtoni forma valore, informacione mekanike për guaskën, gjatësinë e linjave të printuara, zonat bosh; tregoni se cilët komponentë duhet të vendosen në PCB; jepni informacionin e rregullimit, diapazonin e vlerave të komponentit, informacionin e shpërndarjes së nxehtësisë, linjat e printuara të impedancës së kontrollit, komentet dhe qarqet e shkurtra Përshkrimi i veprimit… (dhe të tjera).
Mos i besoni askujt

Nëse nuk po i projektoni vetë instalimet elektrike, sigurohuni që të lini kohë të mjaftueshme për të kontrolluar me kujdes dizajnin e personit të instalimeve elektrike. Një parandalim i vogël vlen njëqind herë më shumë se ilaçi në këtë pikë. Mos prisni që personi i lidhjes t'i kuptojë idetë tuaja. Mendimi dhe udhëzimi juaj janë më të rëndësishmet në fazat e hershme të procesit të projektimit të instalimeve elektrike. Sa më shumë informacion të jepni dhe sa më shumë të ndërhyni në të gjithë procesin e instalimeve elektrike, aq më i mirë do të jetë PCB-ja që rezulton. Vendosni një pikë përfundimi paraprake për kontrollin e shpejtë inxhinierik të projektimit të instalimeve elektrike sipas raportit të përparimit të instalimeve elektrike që dëshironi. Kjo metodë e "qarkut të mbyllur" parandalon gabimin e instalimeve elektrike, duke minimizuar kështu mundësinë e ripërpunimit.

Udhëzimet që duhet t'i jepen inxhinierit të instalimeve elektrike përfshijnë: një përshkrim të shkurtër të funksionit të qarkut, një diagram skematik të PCB-së që tregon pozicionet e hyrjes dhe daljes, informacionin e grumbullimit të PCB-ve (për shembull, sa e trashë është pllaka, sa shtresa ka dhe informacion të detajuar për secilën shtresë sinjali dhe funksionin e rrafshit të tokës Konsumi i energjisë, teli tokësor, sinjali analog, sinjali dixhital dhe sinjali RF); cilat sinjale kërkohen për secilën shtresë; kërkojnë vendosjen e komponentëve të rëndësishëm; vendndodhjen e saktë të komponentëve të anashkalimit; cilat linja të shtypura janë të rëndësishme; cilat linja duhet të kontrollojnë linjat e printuara me rezistencë; Cilat linja duhet të përputhen me gjatësinë; madhësia e komponentëve; cilat linja të shtypura duhet të jenë larg (ose afër) njëra-tjetrës; cilat linja duhet të jenë larg (ose afër) njëra-tjetrës; cilët komponentë duhet të jenë larg (ose afër) me njëri-tjetrin; cilët komponentë duhet të vendosen Në pjesën e sipërme të PCB-së, cilët janë vendosur më poshtë. Mos u ankoni kurrë se ka shumë informacion për të tjerët - shumë pak? A është shumë? Mos.

Një përvojë mësimore: Rreth 10 vjet më parë, unë projektova një pllakë qarku për montim me shumë shtresa - ka përbërës në të dy anët e tabelës. Përdorni shumë vida për të rregulluar tabelën në një guaskë alumini të veshur me ar (sepse ka tregues shumë të rreptë kundër dridhjeve). Kunjat që ofrojnë hyrje të paragjykimit kalojnë nëpër tabelë. Ky kunj është i lidhur me PCB-në me anë të telave saldimi. Kjo është një pajisje shumë e ndërlikuar. Disa komponentë në tabelë përdoren për vendosjen e testit (SAT). Por unë e kam përcaktuar qartë vendndodhjen e këtyre komponentëve. A mund ta merrni me mend se ku janë instaluar këta komponentë? Nga rruga, nën bordin. Kur inxhinierëve dhe teknikëve të produktit iu desh të çmontonin të gjithë pajisjen dhe t'i rimontonin ato pas përfundimit të cilësimeve, ata dukeshin shumë të pakënaqur. Që atëherë nuk e kam bërë më këtë gabim.

Pozicioni

Ashtu si në një PCB, vendndodhja është gjithçka. Ku të vendosni një qark në PCB, ku të instaloni përbërësit e tij specifik të qarkut dhe cilat janë qarqet e tjera ngjitur, të gjitha këto janë shumë të rëndësishme.

Zakonisht, pozicionet e hyrjes, daljes dhe furnizimit me energji janë të paracaktuara, por qarku midis tyre duhet "të luajë krijimtarinë e tyre". Kjo është arsyeja pse kushtimi i vëmendjes ndaj detajeve të instalimeve elektrike do të sjellë fitime të mëdha. Filloni me vendndodhjen e komponentëve kryesorë dhe merrni parasysh qarkun specifik dhe të gjithë PCB-në. Specifikimi i vendndodhjes së komponentëve kryesorë dhe shtigjeve të sinjalit që nga fillimi ndihmon për të siguruar që dizajni përmbush qëllimet e pritshme të punës. Marrja e dizajnit të duhur herën e parë mund të zvogëlojë kostot dhe presionin - dhe të shkurtojë ciklin e zhvillimit.

Anashkaloni fuqinë

Anashkalimi i furnizimit me energji në anën e fuqisë së amplifikatorit për të reduktuar zhurmën është një aspekt shumë i rëndësishëm në procesin e projektimit të PCB-ve - duke përfshirë amplifikatorët operacionalë me shpejtësi të lartë ose qarqe të tjera me shpejtësi të lartë. Ekzistojnë dy metoda të zakonshme të konfigurimit për anashkalimin e amplifikatorëve operacionalë me shpejtësi të lartë.

Tokëzimi i terminalit të furnizimit me energji elektrike: Kjo metodë është më e efektshmja në shumicën e rasteve, duke përdorur kondensatorë të shumtë paralelë për të tokëzuar drejtpërdrejt pinin e furnizimit me energji të amplifikatorit operacional. Në përgjithësi, dy kondensatorë paralelë janë të mjaftueshëm - por shtimi i kondensatorëve paralelë mund të përfitojë disa qarqe.

Lidhja paralele e kondensatorëve me vlera të ndryshme kapaciteti ndihmon për të siguruar që vetëm impedanca e ulët e rrymës alternative (AC) mund të shihet në pinin e furnizimit me energji elektrike në një brez të gjerë frekuence. Kjo është veçanërisht e rëndësishme në frekuencën e dobësimit të raportit të refuzimit të furnizimit me energji të amplifikatorit operacional (PSR). Ky kondensator ndihmon në kompensimin e PSR-së së reduktuar të amplifikatorit. Mbajtja e një shtegu me rezistencë të ulët në tokë në shumë diapazon dhjetë oktavë do të ndihmojë në sigurimin që zhurma e dëmshme të mos hyjë në amplifikatorin e funksionimit. Figura 1 tregon avantazhet e përdorimit të kondensatorëve të shumtë paralelisht. Në frekuenca të ulëta, kondensatorët e mëdhenj sigurojnë një rrugë tokësore me rezistencë të ulët. Por sapo frekuenca të arrijë frekuencën e vet rezonante, kapaciteti i kondensatorit do të dobësohet dhe gradualisht do të shfaqet induktiv. Kjo është arsyeja pse është e rëndësishme të përdoren kondensatorë të shumtë: kur përgjigja e frekuencës së njërit kondensator fillon të bjerë, përgjigja e frekuencës së kondensatorit tjetër fillon të funksionojë, kështu që mund të mbajë një rezistencë shumë të ulët AC në shumë diapazon dhjetë oktavë.

Filloni drejtpërdrejt me kunjat e furnizimit me energji elektrike të amplifikatorit të funksionimit; kondensatori me kapacitetin më të vogël dhe madhësinë fizike më të vogël duhet të vendoset në të njëjtën anë të PCB-së me amplifikatorin e funksionimit - dhe sa më afër që të jetë e mundur me amplifikatorin. Terminali tokësor i kondensatorit duhet të lidhet drejtpërdrejt me rrafshin e tokëzimit me kunjin më të shkurtër ose telin e printuar. Lidhja e sipërme e tokës duhet të jetë sa më afër terminalit të ngarkesës së amplifikatorit në mënyrë që të reduktohet interferenca midis terminalit të energjisë dhe terminalit të tokëzimit.

Ky proces duhet të përsëritet për kondensatorët me vlerën tjetër më të madhe të kapacitetit. Është më mirë të filloni me vlerën minimale të kapacitetit prej 0,01 µF dhe të vendosni afër tij një kondensator elektrolitik 2,2 µF (ose më i madh) me rezistencë të ulët ekuivalente të serisë (ESR). Kondensatori 0,01 µF me një madhësi të kasës 0508 ka induktivitet shumë të ulët të serisë dhe performancë të shkëlqyer me frekuencë të lartë.

Furnizimi me energji elektrike për furnizimin me energji elektrike: Një metodë tjetër konfigurimi përdor një ose më shumë kondensatorë anashkalues ​​të lidhur nëpër terminalet e furnizimit me energji pozitive dhe negative të amplifikatorit operacional. Kjo metodë zakonisht përdoret kur është e vështirë të konfigurosh katër kondensatorë në qark. Disavantazhi i tij është se madhësia e kasës së kondensatorit mund të rritet sepse voltazhi në të gjithë kondensatorin është dyfishi i vlerës së tensionit në metodën e anashkalimit me furnizim të vetëm. Rritja e tensionit kërkon rritjen e tensionit nominal të prishjes së pajisjes, domethënë rritjen e madhësisë së strehimit. Megjithatë, kjo metodë mund të përmirësojë performancën e PSR dhe të shtrembërimit.

Për shkak se çdo qark dhe instalime elektrike janë të ndryshme, konfigurimi, numri dhe vlera e kapacitetit të kondensatorëve duhet të përcaktohen sipas kërkesave të qarkut aktual.