Друкована плата (PCB) проводка відіграє ключову роль у високошвидкісних схемах, але це часто є одним із останніх кроків у процесі проектування схеми. Існує багато проблем з швидкісною проводкою друкованої плати, і на цю тему написано багато літератури. У цій статті в основному обговорюється проводка високошвидкісних схем з практичної точки зору. Основна мета-допомогти новим користувачам звернути увагу на безліч різних проблем, які потрібно враховувати при розробці макетів високошвидкісної схеми. Інша мета - забезпечити огляд матеріал для клієнтів, які деякий час не торкалися проводки PCB. Через обмежений макет, ця стаття не може детально обговорити всі питання, але ми обговоримо ключові частини, які найбільше впливають на підвищення продуктивності схеми, скорочення часу проектування та економії часу модифікації.

Хоча основна увага тут приділяється схемам, пов'язаним з високошвидкісними оперативними підсилювачами, проблеми та методи, що обговорюються тут, як правило, застосовуються до проводки, що використовується в більшості інших швидкісних аналогових схем. Коли оперативний підсилювач працює з дуже високою частотою радіочастот (RF), продуктивність схеми значною мірою залежить від макета друкованої плати. Високопродуктивні конструкції схеми, які добре виглядають на "кресленнях", можуть отримати звичайні показники лише в тому випадку, якщо на них впливає необережність під час проводки. Попереднє розгляд та увага до важливих деталей у процесі проводки допоможуть забезпечити очікувану продуктивність схеми.

Схематична діаграма

Хоча хороша схема не може гарантувати гарну проводку, хороша проводка починається з хорошої схеми. Подумайте уважно, малюючи схему, і ви повинні врахувати потік сигналу всього ланцюга. Якщо в схемі є нормальний і стабільний потік сигналу зліва направо, то на друкованій друкованій друкованій платі має бути такий же хороший потік сигналу. Надайте якомога більше корисної інформації про схему. Оскільки іноді інженера -конструктора ланцюга немає, клієнти попросять нас допомогти вирішити проблему ланцюга, дизайнери, техніки та інженери, які займаються цією роботою, будуть дуже вдячними, включаючи нас.

Окрім звичайних довідкових ідентифікаторів, споживання електроенергії та толерантності до помилок, яку інформацію слід надати в схемі? Ось кілька пропозицій перетворити звичайну схему на першокласні схеми. Додати форми хвиль, механічну інформацію про оболонку, довжину друкованих ліній, порожні ділянки; Вкажіть, які компоненти потрібно розмістити на друкованій платі; Надайте інформацію про коригування, діапазони вартості компонентів, інформацію про розсіювання тепла, контрольну опір друковані лінії, коментарі та короткі схеми Опис дії… (та інші).
Не вірте нікому

Якщо ви самі не розробляєте електропроводку, не забудьте дозволити достатньо часу, щоб ретельно перевірити дизайн людини. Невелика профілактика в цей момент коштує в сто разів. Не чекайте, що людина з електропроводкою зрозуміє ваші ідеї. Ваша думка та вказівки є найважливішими на ранніх етапах процесу проектування електропроводки. Чим більше інформації ви можете надати, і чим більше ви втручаєтесь у весь процес проводки, тим краще буде отримана друкована плата. Встановіть попередню точку завершення для перевірки інженера з дизайну електропроводки згідно з повідомленням про хід проводки. Цей метод "закритого циклу" заважає проводці збирати збиватися, тим самим мінімізуючи можливість переробки.

Інструкції, які потрібно надати інженеру-електропроводки, включають: короткий опис функції схеми, схематична схема друкованої плати, що вказує на вхідні та вихідні позиції, інформацію про укладання друкованої плати (наприклад, наскільки товста плата, скільки є шари, і детальна інформація про кожен шар сигналу та заземлення площинної функціонування, споживання електроенергії, аналоговий сигнал, цифровий сигнал та сигнал RF); які сигнали потрібні для кожного шару; вимагають розміщення важливих компонентів; точне розташування обхідних компонентів; які друковані лінії важливі; які рядки повинні контролювати імпеданс надруковані лінії; Які лінії повинні відповідати довжині; розмір компонентів; які друковані лінії повинні бути далеко (або близькими) один з одним; Які лінії повинні бути далеко (або близькими) один з одним; які компоненти повинні бути далеко (або закритими) один до одного; Які компоненти потрібно розмістити у верхній частині друкованої плати, які розміщені нижче. Ніколи не скаржитися на те, що для інших є занадто багато інформації-це мало? Це занадто багато? Ні.

Досвід навчання: Близько 10 років тому я сконструював багатошарову плату поверхні кріплення-компоненти з обох боків дошки. Використовуйте безліч гвинтів, щоб зафіксувати плату в золото-покладеній алюмінієвій оболонці (адже є дуже суворі індикатори антивібрації). Шпильки, що забезпечують зміщення подачі через дошку. Цей штифт підключений до друкованої плати за допомогою паяльних проводів. Це дуже складний пристрій. Деякі компоненти на дошці використовуються для налаштування тесту (SAT). Але я чітко визначив розташування цих компонентів. Чи можете ви здогадатися, де встановлені ці компоненти? До речі, під дошкою. Коли інженерам продуктів та технічним працівникам довелося розібрати весь пристрій і зібрати їх після завершення налаштувань, вони здавалися дуже нещасними. З тих пір я не допустив цієї помилки.

Позиція

Як і на друкованій платі, місце розташування - це все. Де поставити схему на друковану плату, де встановити свої конкретні компоненти ланцюга та які інші сусідні схеми, всі вони дуже важливі.

Зазвичай позиції введення, виходу та джерела живлення заздалегідь визначаються, але схема між ними повинна «грати власну творчість». Ось чому звертати увагу на деталі проводки принесуть величезну віддачу. Почніть з місця розташування ключових компонентів і розглянемо конкретну схему та всю друковану плату. Визначення місця розташування ключових компонентів та сигнальних шляхів з самого початку допомагає забезпечити, щоб дизайн відповідав очікуваним робочим цілям. Отримання правильного дизайну вперше може зменшити витрати та тиск і скоротити цикл розробки.

Обхідна потужність

Обхід джерела живлення на стороні живлення підсилювача з метою зменшення шуму є дуже важливим аспектом у процесі проектування PCB, що включає високошвидкісні оперативні підсилювачі або інші швидкісні схеми. Існують два загальних методів конфігурації для обходу високошвидкісних оперативних підсилювачів.

Заземлення терміналу живлення: Цей метод є найбільш ефективним у більшості випадків, використовуючи кілька паралельних конденсаторів для безпосереднього заземлення штифта живлення оперативного підсилювача. Взагалі кажучи, два паралельні конденсатори є достатніми, але додаванням паралельних конденсаторів можуть принести користь деяким ланцюгам.

Паралельне з'єднання конденсаторів з різними значеннями ємності допомагає забезпечити, щоб на штифті джерела живлення можна побачити лише низький імпеданс струму (AC) на штифті живлення в широкому діапазоні частот. Це особливо важливо при частоті ослаблення коефіцієнта відхилення живлення оперативного підсилювача (PSR). Цей конденсатор допомагає компенсувати зменшений PSR підсилювача. Підтримка низького опору ґрунтового шляху у багатьох десяти октавних діапазонах допоможе забезпечити, щоб шкідливий шум не міг увійти в підсилювач ОП. На малюнку 1 показані переваги використання декількох конденсаторів паралельно. На низьких частотах великі конденсатори забезпечують низький імпедансний шлях. Але як тільки частота досягне власної резонансної частоти, ємність конденсатора послабить і поступово виглядатиме індуктивною. Ось чому важливо використовувати декілька конденсаторів: Коли частотна реакція одного конденсатора починає падати, частотна реакція іншого конденсатора починає працювати, тому він може підтримувати дуже низький опір змінного струму в багатьох діапазонах десятиоктави.

Почніть безпосередньо з штифтів живлення підсилювача ОП; Конденсатор з найменшою ємністю та найменшим фізичним розміром повинен бути розміщений на тій же стороні друкованої плати, що і підсилювач ОП - і якомога ближче до підсилювача. Заземлений клем конденсатора повинен бути безпосередньо підключений до площини заземлення з найкоротшим штифтом або друкованим дротом. Зв'язок із заземленням повинно бути максимально близьким до клеми навантаження підсилювача, щоб зменшити перешкоди між клемою живлення та клемою заземлення.

Цей процес слід повторювати для конденсаторів з наступним найбільшим значенням ємності. Найкраще почати з мінімального значення ємності 0,01 мкФ і розмістити електролітичний конденсатор 2,2 мкФ (або більше) з низькою еквівалентною опором серії (ШОЕ), близьким до нього. Конденсатор 0,01 мкФ із розміром корпусу 0508 має дуже низьку індуктивність серії та відмінні високі частоти.

Блок живлення до джерела живлення: Інший метод конфігурації використовує один або кілька обхідних конденсаторів, підключених через клеми позитивного та негативного живлення оперативного підсилювача. Цей метод зазвичай використовується, коли важко налаштувати чотири конденсатори в ланцюзі. Його недолік полягає в тому, що розмір випадків конденсатора може збільшуватися, оскільки напруга по конденсатору вдвічі перевищує значення напруги в методі обходу однопотили. Підвищення напруги вимагає збільшення номінальної напруги пристрою, тобто збільшення розміру корпусу. Однак цей метод може покращити продуктивність PSR та спотворення.

Оскільки кожна схема та проводка відрізняються, конфігурацію, число та значення ємності конденсаторів слід визначати відповідно до вимог фактичної схеми.