Data PCB - Pemandu latihan kabel papan sirkuit cetak kelajuan tinggi

Kabel papan sirkuit cetak bermain peran kunci dalam sirkuit kelajuan tinggi, tetapi ia sering merupakan salah satu daripada beberapa langkah dalam proses desain sirkuit. Walaupun skema yang baik tidak dapat menjamin kawat yang baik, kawat yang baik bermula dengan skema yang baik. Fikirkan dengan hati-hati bila melukis skema, dan anda mesti pertimbangkan aliran isyarat seluruh sirkuit. Jika terdapat aliran isyarat normal dan stabil dari kiri ke kanan dalam skema, maka seharusnya ada aliran isyarat yang sama baik pada papan PCB. Beri sebanyak mungkin maklumat berguna pada skema. Kerana kadang-kadang jurutera desain sirkuit tidak ada, pelanggan akan meminta kita untuk membantu menyelesaikan masalah sirkuit, perancang, teknik dan jurutera yang terlibat dalam kerja ini akan sangat berterima kasih, termasuk kita. Selain pengenalpasti rujukan umum, penggunaan kuasa, dan toleransi ralat, apa maklumat lain yang patut diberikan dalam skema? Ini beberapa cadangan untuk mengubah skema biasa ke skema kelas pertama. Tambah bentuk gelombang, maklumat mekanik mengenai kasing, panjang baris dicetak, kawasan kosong; menunjukkan komponen mana yang perlu ditempatkan pada papan PCB; berikan maklumat penyesuaian, julat nilai komponen, maklumat penyebaran panas, kawalan baris cetak impedance, komen, dan keterangan Circuit ringkasan. Jika anda tidak merancang wayar sendiri, pastikan untuk memberikan banyak masa untuk memeriksa dengan hati-hati desain wayar persona.

Pada titik ini, pencegahan kecil bernilai seratus kali ubat. Jangan mengharapkan orang kabel untuk memahami apa yang anda fikir. pendapat dan panduan anda adalah penting dalam tahap awal proses desain kawat. Semakin banyak maklumat yang anda boleh memberikan, dan semakin anda campur tangan dalam keseluruhan proses kabel, semakin baik papan PCB anda akan mendapat. Tetapkan titik pelengkapan awal untuk jurutera desain kawat-semak cepat mengikut kemajuan kawat yang anda mahu. Kaedah "loop tertutup" ini boleh mencegah kabel tersesat, dengan itu mengurangi kemungkinan kerja semula. Arahan yang perlu diberikan kepada jurutera kawat termasuk: deskripsi pendek fungsi sirkuit, diagram skematik papan PCB yang menunjukkan kedudukan input dan output, Maklumat pasang papan PCB (contohnya, seberapa tebal papan, berapa lapisan yang ada, dan maklumat terperinci setiap lapisan isyarat dan pesawat tanah -Konsum kuasa, wayar tanah, isyarat analog, isyarat digital dan isyarat RF); isyarat yang diperlukan untuk setiap lapisan; perlukan penempatan komponen penting; lokasi tepat komponen bypass; baris yang dicetak adalah penting; garis mana yang perlu mengawal garis pencetakan impedance; garis mana perlu sepadan dengan panjang; saiz komponen; baris yang dicetak perlu jauh satu sama lain; garis-garis yang perlu jauh (atau dekat) satu sama lain; komponen yang perlu jauh (atau dekat) satu sama lain; komponen yang perlu ditempatkan pada papan PCB di atas dan yang mana ditempatkan di bawah. Jangan pernah mengeluh bahawa ada terlalu banyak maklumat untuk orang lain-terlalu sedikit? Adakah ia terlalu banyak? Tidak, seperti di papan PCB, posisi adalah segalanya. Di mana untuk meletakkan sirkuit pada PCB, di mana untuk memasang komponen sirkuit khusus, dan apa sirkuit sebelah lain, yang semua sangat penting.

Biasanya, kedudukan input, output, dan bekalan kuasa ditentukan sebelumnya, tetapi litar diantara mereka perlu "bermain kreativiti mereka sendiri." Inilah sebabnya memperhatikan perincian kabel akan memberikan hadiah besar. Mula dengan lokasi komponen kunci dan pertimbangkan sirkuit spesifik dan seluruh papan PCB. Menyatakan lokasi komponen kunci dan laluan isyarat dari permulaan membantu memastikan rancangan memenuhi tujuan kerja yang dijangka. Mendapatkan rancangan yang betul boleh mengurangkan biaya dan tekanan-dan pendek siklus pembangunan. Melewati bekalan kuasa pada hujung kuasa penyampai untuk mengurangkan bunyi adalah aspek yang sangat penting dalam proses reka PCB-termasuk penyampai operasi kelajuan tinggi atau sirkuit kelajuan tinggi lain. Terdapat dua kaedah konfigurasi umum untuk mengelak penyembah operasi kelajuan tinggi. Mendarat terminal bekalan kuasa: Kaedah ini berkesan dalam kebanyakan kes, menggunakan kondensator selari berbilang untuk mendarat secara langsung pin bekalan kuasa penyembah operasi. Secara umum, dua kondensator selari cukup-tetapi menambah kondensator selari mungkin membawa manfaat kepada beberapa sirkuit. Sambungan paralel kondensator dengan nilai kapasitasi yang berbeza membantu memastikan bahawa hanya impedance AC yang sangat rendah boleh dilihat pada pin bekalan kuasa dalam band frekuensi luas. Ini sangat penting untuk frekuensi penolakan nisbah penolakan bekalan kuasa op amp. Kondensator ini membantu mengembalikan PSR yang dikurangi bagi amplifier. Menjaga laluan tanah yang tidak berkuasa dalam julat sepuluh oktave akan membantu memastikan bunyi yang berbahaya tidak boleh memasuki op amp. Gambar 1 menunjukkan keuntungan menggunakan kondensator berbilang secara selari. Pada frekuensi rendah, kondensator besar menyediakan laluan tanah impedance rendah. Tetapi apabila frekuensi mencapai frekuensi resonan mereka sendiri, kapasitasi kondensator akan lemah dan secara perlahan-lahan kelihatan induktif. Inilah sebabnya penting untuk menggunakan kondensator berbilang: apabila balas frekuensi satu kondensator mula jatuh, balas frekuensi kondensator lain mula bekerja, sehingga ia boleh menyimpan impedance AC yang sangat rendah dalam julat sepuluh oktave. Mula secara langsung dari pin bekalan kuasa penyembah operasi; kondensator dengan nilai kapasitasi dan saiz fizikal patut ditempatkan di sisi yang sama PCB dengan penyampai operasi-dan sebanyak mungkin kepada penyampai. Terminal tanah kondensator patut disambung secara langsung ke pesawat tanah dengan pin pendek atau wayar dicetak. Sambungan tanah di atas sepatutnya hampir mungkin ke terminal muatan penyampai untuk mengurangi gangguan antara terminal kuasa dan terminal tanah. Proses ini patut diulang untuk kondensator dengan nilai kondensasi terbesar berikutnya. Dengan saiz kes 0.01 0508, kondensator mempunyai inductans siri yang sangat rendah dan prestasi frekuensi tinggi yang baik. Sumber kuasa untuk bekalan kuasa: Kaedah konfigurasi lain menggunakan satu atau lebih kondensator bypass yang disambung melalui terminal bekalan kuasa positif dan negatif bagi penyampai operasi. Kaedah ini biasanya digunakan bila sukar untuk konfigur empat kondensator dalam sirkuit. Kegagalannya ialah saiz kes kondensator boleh meningkat kerana tenaga di seluruh kondensator adalah dua kali lipat nilai tenaga dalam kaedah bypass bekalan tunggal. Meningkatkan tekanan memerlukan meningkatkan tekanan pecah nilai peranti, iaitu meningkatkan saiz kes. Namun, kaedah ini boleh meningkatkan prestasi PSR dan kerosakan. Kerana setiap sirkuit dan kabel berbeza, konfigurasi, nombor dan nilai kapasitasi kondensator patut ditentukan mengikut keperluan sirkuit sebenar. Kesan yang disebut parasit adalah kesalahan kecil yang menyelinap ke dalam PCB anda dan menyebabkan kerosakan besar dalam sirkuit, sakit kepala, dan penyebab yang tidak dijelaskan. Mereka adalah kapasitas parasit dan induksi parasit yang menembus ke dalam sirkuit kelajuan tinggi. Termasuk induksi parasit yang terbentuk oleh pin pakej dan jejak panjang; kapasitasi parasitik terbentuk dari pad ke tanah, pad ke pesawat kuasa, dan pad ke jejak; pengaruh bersama-sama antara vias, dan banyak kesan parasit lain yang mungkin. Dalam sirkuit kelajuan tinggi, nilai kecil akan mempengaruhi prestasi sirkuit. Kadang-kadang puluhan pikofarad cukup. Contoh berkaitan: Jika hanya ada 1 pF kapasitas parasit tambahan pada input terbalik, ia boleh menyebabkan hampir 2 dB titik dalam domain frekuensi. Jika kapasitas parasit cukup besar, ia akan menyebabkan ketidakstabilan dan oscilasi sirkuit. Induktan tali adalah kesan parasit lain yang perlu dipertimbangkan. Ia disebabkan oleh garis yang dicetak terlalu panjang atau kekurangan pesawat tanah.

εr mewakili keterbatasan relatif bahan papan PCB. T mewakili tebal papan PCB. D1 mewakili diameter tanah yang mengelilingi lubang melalui. D2 mewakili diameter lubang pengasingan dalam pesawat tanah. Semua dimensi dalam cm. A melalui lubang pada papan PCB tebal 0.157 cm boleh meningkatkan induksi parasit 1.2 nH dan kapasitas parasit 0.5 pF; inilah sebabnya diperlukan untuk menjaga waspada apabila kabel papan PCB, dan pengaruh kesan parasit turun. Pesawat tanah bertindak sebagai tekanan rujukan umum, menyediakan perisai, boleh menghapuskan panas dan mengurangkan induksi parasit (tetapi ia juga meningkatkan kapasitas parasit). Walaupun ada banyak manfaat untuk menggunakan pesawat tanah, perlu diperhatikan apabila melaksanakannya, kerana ia mempunyai beberapa keterangan pada apa yang boleh dan tidak boleh dilakukan. Idealnya, satu lapisan PCB patut didedikasikan sebagai pesawat tanah. Ini akan menghasilkan keputusan bila seluruh pesawat tidak dihancurkan. Jangan sesuai kawasan pesawat tanah dalam lapisan dedikasi ini untuk disambung dengan isyarat lain. Kerana pesawat tanah boleh menghapuskan medan magnetik antara konduktor dan pesawat tanah, induktan garis cetak boleh dikurangkan. Jika kawasan tertentu pesawat tanah dihancurkan, induksi parasit yang tidak dijangka akan diperkenalkan kepada baris yang dicetak di atas atau di bawah pesawat tanah. Kerana pesawat tanah biasanya mempunyai kawasan permukaan besar dan kawasan melintas, perlawanan pesawat tanah dikekalkan pada nilai. Dalam band frekuensi rendah, semasa akan memilih laluan perlawanan, tetapi dalam band frekuensi tinggi, semasa akan memilih laluan impedance. Namun, ada pengecualian, dan kadang-kadang pesawat tanah kecil lebih baik. Jika pesawat tanah dipindahkan jauh dari pads input atau output, penyampai operasi kelajuan tinggi akan berfungsi lebih baik. Kerana kapasitas parasit yang diperkenalkan di atas atas tanah hujung input, kapasitas input amplifier operasi meningkat, dan margin fasa dikurangi, dengan itu menyebabkan ketidakstabilan. Seperti yang dilihat dalam perbincangan seksyen kesan parasit, kapasitas 1 pF pada input op amp boleh menyebabkan punca yang sangat jelas. Muatan kapasitif pada output-termasuk pusat kapasitif parasitik dalam loop balas balik. Ini mengurangkan margin fasa dan menyebabkan sirkuit menjadi tidak stabil. Jika boleh, sirkuit analog dan digital-termasuk pesawat tanah dan tanah-sepatutnya terpisah. Sebuah pinggir naik pantas boleh menyebabkan kecelakaan semasa mengalir ke dalam pesawat tanah. Bunyi disebabkan oleh titik semasa cepat ini boleh menghancurkan prestasi analog. Tanah analog dan tanah digital patut disambung ke titik tanah umum untuk mengurangi arus tanah digital dan analog yang berkeliaran dan bunyi. Dalam julat frekuensi tinggi, fenomena yang dipanggil "kesan kulit" mesti dianggap. Kesan kulit menyebabkan arus pada permukaan luar wayar sebagai hasilnya, salib seksyen wayar menjadi lebih sempit, dengan itu meningkatkan resistensi DC. Walaupun kesan kulit berada di luar skop artikel ini, Ini formula pendekatan yang bagus untuk kedalaman kulit dalam wayar tembaga (dalam cm, kejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejkejWirWirWirWirWirWirdan ShiShiShi, terdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdterdjika ia tidak dapat disisolasi sepenuhnya, seharusnya pergi pada jejak ortogonal, dan letakkan pesawat tanah diantaranya. Kawalan ortogonal boleh mengurangkan sambungan kapasitatif, dan wayar tanah akan membentuk perisai elektrik. Kaedah ini boleh digunakan apabila membentuk garis terkawal impedance dicetak. isyarat frekuensi tinggi biasanya mengalir pada garis terkawal impedance dicetak. iaitu, garis dicetak menyimpan - impedance karakteristik, seperti 50Ω. Dua garis tercetak impedance terkawal umum, garis microstrip 4 dan garis strip 5 boleh mencapai kesan yang sama, tetapi kaedah implementasi berbeza. H mewakili jarak dari pesawat tanah ke jejak isyarat, W mewakili lebar jejak, dan T mewakili tebal jejak; semua dimensi dalam mils. εr mewakili konstan dielektrik bagi bahan papan PCB. Baris pencetak kawalan berbentuk garis menggunakan dua lapisan pesawat tanah, dan garis pencetak isyarat dikunci di dalamnya. Kaedah ini menggunakan garis pencetak lebih banyak, memerlukan lapisan PCB lebih banyak, sensitif kepada perubahan dalam tebal dielektrik, dan lebih mahal sehingga ia biasanya hanya digunakan dalam aplikasi yang memerlukan. Bentangan PCB tahap tinggi sangat penting untuk rancangan sirkuit penyampai operasi yang berjaya, terutama untuk sirkuit kelajuan tinggi. Diagram skematik yang baik adalah dasar kabel yang baik; kerjasama yang dekat antara jurutera rancangan sirkuit dan jurutera rancangan wayar adalah penting, terutama mengenai lokasi komponen dan wayar. Masalah yang perlu dianggap termasuk melewati bekalan kuasa, mengurangi kesan parasit, menggunakan pesawat tanah, kesan pakej opamp, dan papan sirkuit cetak wayar dan kaedah perisai.