Tecnología de PCB - Algunas guías prácticas de cableado de PCB

Las placas de circuito de alta integridad requieren mucho cuidado en el diseño de pcb. Un poco de descuido puede traer problemas de compatibilidad electromagnética e interferencia. Ahora presentaré algunas guías prácticas de cableado.

El cableado de placas de circuito impreso juega un papel clave en los circuitos de alta velocidad, pero a menudo es uno de los últimos pasos en el proceso de diseño del circuito. Hay muchos problemas con el cableado de PCB de alta velocidad, y se ha escrito mucha literatura sobre este tema. Este artículo discute principalmente el cableado de circuitos de alta velocidad desde un punto de vista práctico. El objetivo principal es ayudar a los nuevos usuarios a prestar atención a muchos problemas diferentes que deben considerarse al diseñar el diseño de PCB de circuitos de alta velocidad. Otro objetivo es proporcionar materiales de revisión a los clientes que no han estado expuestos al cableado de PCB durante un período de tiempo. Debido al diseño limitado, este artículo no puede discutir todos los temas en detalle, pero discutiremos las partes clave que más impacto tienen en mejorar el rendimiento del circuito, acortar el tiempo de diseño y ahorrar tiempo de modificación.

Aunque esto se aplica principalmente a los circuitos relacionados con los amplificadores operativos de alta velocidad, las cuestiones y métodos discutidos aquí generalmente se aplican al cableado utilizado en la mayoría de los otros circuitos analógicos de alta velocidad. Cuando el amplificador operativo funciona en una banda de radiofrecuencia (rf) muy alta, el rendimiento del circuito depende en gran medida del diseño del pcb. El diseño de circuitos de alto rendimiento que se ve bien en el "dibujo" solo puede obtener un rendimiento ordinario si se ve afectado por el descuido y el descuido en el cableado. La consideración previa y la atención a detalles importantes durante todo el proceso de cableado ayudarán a garantizar el rendimiento esperado del circuito.

Diagrama esquemático

Aunque un buen esquema no garantiza un buen cableado, un buen cableado comienza con un buen esquema. Se debe considerar cuidadosamente al dibujar el esquema, y se debe considerar el flujo de señal de todo el circuito. Si hay un flujo de señal normal y estable de izquierda a derecha en el diagrama esquemático, entonces debería haber el mismo Buen flujo de señal en el pcb. Proporcionar la mayor cantidad de información útil posible en el diagrama esquemático. Debido a que a veces los ingenieros de diseño de circuitos no están presentes, los clientes nos piden ayuda para resolver problemas de circuitos, y los diseñadores, técnicos e ingenieros que se dedican a este trabajo estarán muy agradecidos, incluyéndonos a nosotros.

¿¿ qué otra información debe proporcionarse en el esquema, además de los identificadores de referencia comunes, el consumo de energía y la tolerancia a fallas? Las siguientes son algunas sugerencias para transformar el diagrama esquemático ordinario en una intención de primera clase. Añadir la forma de onda, la información mecánica sobre la carcasa, la longitud del cable impreso, el área en blanco; Indica qué componentes deben colocarse en el pcb; Dar información de ajuste, rango de valores de los componentes, información de disipación de calor, línea de impresión de resistencia de control, anotaciones e instrucciones de acción del circuito brevemente... (y otros).

No confíes en nadie

Si no diseñas el cableado tú mismo, asegúrate de dejar tiempo suficiente para revisar cuidadosamente el diseño del personal de cableado. En este punto, una pequeña precaución es mejor que cien veces el remedio. No esperes que el personal de cableado entienda lo que piensas. Sus opiniones y orientación son lo más importante en las primeras etapas del proceso de diseño del cableado. Cuanto más información pueda proporcionar, más intervención tendrá en todo el proceso de cableado, mejor será el PCB obtenido. establezca un punto de finalización provisional para la inspección rápida del ingeniero de diseño de cableado de acuerdo con el informe de progreso de cableado que desea. Este método de "circuito cerrado" puede evitar que el cableado se desvíe, minimizando así la posibilidad de retrabajo.

Las instrucciones que deben darse al ingeniero de cableado incluyen: una breve descripción de la función del circuito, un esquema de PCB que indica la ubicación de entrada y salida, Información de apilamiento de PCB (por ejemplo, qué tan gruesa es la placa, cuántas capas hay, detalles de cada capa de señal y consumo de energía de la función de tierra, tierra, señal analógica, señal digital y señal rf); Qué señales se necesitan para cada capa; Es necesario colocar componentes importantes; La ubicación exacta de los componentes de derivación; Qué líneas de impresión son importantes; Qué líneas necesitan controlar las líneas de impresión de resistencia; Qué líneas deben coincidir con la longitud; El tamaño de los componentes; ¿ qué líneas de impresión deben mantenerse alejadas (o cercanas) entre sí; ¿ qué líneas deben mantenerse alejadas (o acercarse) entre sí; ¿ qué componentes deben mantenerse alejados (o acercarse) entre sí; Qué componentes deben colocarse en la parte superior del PCB y qué componentes deben colocarse en la parte inferior. ¿¿ nunca te quejes de que los demás tienen demasiada o poca información? ¿¿ es demasiado? No lo haga.

Una experiencia de aprendizaje: hace unos 10 años, diseñé una placa de circuito de montaje de superficie de varias capas, con componentes a ambos lados de la placa. Utilice una gran cantidad de tornillos para sujetar la placa a la carcasa de aluminio chapado en oro (debido a que hay indicadores antivibración muy estrictos). Los pines que proporcionan alimentación sesgada pasan por la placa de circuito. El PIN está conectado al PCB a través de un cable de soldadura. Este es un dispositivo muy complejo. Algunos componentes de la placa se utilizan para probar la configuración (sat). Pero he definido claramente la ubicación de estos componentes. ¿¿ puedes adivinar dónde están instalados estos componentes? Por cierto, debajo del Consejo de administración. Cuando los ingenieros y técnicos de productos tuvieron que desmontar todo el equipo y volver a ensamblarlo después de completar la configuración, parecían infelices. Desde entonces, nunca he cometido este error.

Local

Al igual que en el pcb, la posición es todo. Donde se coloca el circuito en el pcb, donde se instalan sus componentes de circuito específicos y cuáles son otros circuitos adyacentes, todo esto es muy importante.

Por lo general, la ubicación de las entradas, salidas y fuentes de alimentación está preestablecida, pero los circuitos entre ellos requieren "dar rienda suelta a su creatividad". por eso, prestar atención a los detalles del cableado da grandes recompensas. A partir de la ubicación de los componentes clave, considere un circuito específico y todo el pcb. Especificar desde el principio la ubicación de los componentes clave y las rutas de señal ayuda a garantizar que el diseño cumpla con los objetivos de trabajo esperados. Obtener el diseño correcto por primera vez puede reducir costos y presiones y acortar el ciclo de desarrollo.

Fuente de alimentación de derivación

En el proceso de diseño de pcb, que incluye amplificadores operativos de alta velocidad u otros circuitos de alta velocidad, es muy importante eludir la fuente de alimentación del lado de la fuente de alimentación del amplificador para reducir el ruido. Hay dos métodos de configuración comunes para eludir los amplificadores operativos de alta velocidad.

Puesta a tierra de terminales de energía: este método es el más eficaz en la mayoría de los casos, utilizando varios condensadores paralelos para conectar directamente el pin de alimentación del amplificador operativo a tierra. En general, dos condensadores paralelos son suficientes, pero aumentar los condensadores paralelos puede traer beneficios a algunos circuitos.

La derivación de condensadores con diferentes valores de condensadores ayuda a garantizar que la resistencia de baja ca (ac) solo se pueda ver en el pin de alimentación en la banda ancha. Esto es particularmente importante en la frecuencia de atenuación de la relación de supresión de energía del amplificador operativo (psr). El capacitor ayuda a compensar la reducción del PSR del amplificador. Mantener una ruta de tierra de baja resistencia en un rango de 10 octavos ayudará a garantizar que el ruido dañino no entre en el amplificador operativo. La figura 1 muestra las ventajas del uso paralelo de múltiples condensadores. A baja frecuencia, los grandes condensadores proporcionan rutas de tierra de baja resistencia. Pero una vez que la frecuencia alcanza su propia frecuencia de resonancia, la capacidad del capacitor se debilitará y la inducción aparecerá gradualmente. Es por eso que es importante utilizar varios condensadores: cuando la respuesta de frecuencia de uno comienza a disminuir, la respuesta de frecuencia de otro también comienza a funcionar, por lo que puede mantener una resistencia de CA muy baja en muchos rangos de décima.