Teknik PCB - Bagaimana untuk mengurangi ruang papan PCB dengan peranti paling kecil?

Injinir sering menghadapi cabaran merancang sistem yang mengurangi atau mengemas fungsi tambahan dalam jumlah yang sama ruang papan sirkuit cetak (PCB). Kerana densiti PCB yang lebih tinggi dalam sistem yang lebih kecil, perancang mungkin mengharapkan untuk meningkatkan kesulitan penghalaan papan dan bentangan papan.

Artikel ini akan mengeksplorasi produk rantai isyarat analog yang dikembangkan secara khusus untuk membantu jurutera optimasi ruang papan tanpa mengorbankan ciri-ciri, kos, kesederhanaan, atau kepercayaan sistem mereka. Tujuannya adalah untuk membantu anda memahami bagaimana menggunakan keuntungan peranti ini untuk mengembangkan penyelesaian kompakt, prestasi tinggi untuk ruang kecil.

1. Penampilkan dan perbandingan operasi: pakej fleksibel

Dalam sirkuit analog, op amp amplifiers adalah populer kerana keseluruhan mereka. Penampilkan operasi membuat sirkuit penampilkan prestasi tinggi dan stabil tinggi dengan beberapa komponen pasif. Ini adalah tempat yang baik untuk memulakan perbincangan, kerana kombinasi op amp mempunyai banyak tahap prestasi dan pilihan pakej unik.

Dalam kes Instrumen Texas, penambah operasi menyediakan 16 pakej berbeza, termasuk pakej saluran tunggal dan empat saluran yang paling kecil dalam industri, menyediakan anda dengan pilihan berbilang untuk membantu mengurangkan kawasan PCB apabila anda memerlukannya. Berbanding dengan peranti-peranti kecil kompetitor, pakej saluran tunggal TI â™ s 0.8-0.8 mm tanpa leadless (X2SON) adalah 13% lebih kecil, Dan pakej QFN (X2QFN) kecil tambahan 2.0-2.0 mm adalah 7% lebih kecil.

Pertimbangkan peranti TLV9061 (unit tunggal), TLV9062 (unit dua) dan TLV9064 (empat unit), yang merupakan pemamplikan operasi tenaga rendah (1.8 hingga 5.5 V) dengan fungsi input ke kereta api dan swing output. TLV9061 adalah op amp saluran tunggal kompak dalam pakej X2SON, yang 8% lebih kecil daripada peranti yang bersaing. 5.5 v op amp ini mempunyai lebar jalur pendapatan 10 mhz dan tenaga ofset maksimum 1.5 mv, menyediakan penyelesaian untuk aplikasi tenaga rendah yang memerlukan cap kaki kecil dan pemacu muatan kapasitif tinggi.

2. Perbandingan paling kecil dalam industri

Sama seperti op amp piawai, pembaraban mempunyai dua terminal input, terminal output dan dua pin bekalan kuasa. Pembandingan mendapat nama kerana ia membandingkan tenaga yang dipakai pada input dan menetapkan tenaga output berdasarkan aras input.

Satu input ialah isyarat input utama VIN, dan input lain ialah isyarat rujukan VREF. Input ini boleh mempunyai komponen DC dan AC.

Industry's smallest comparator, TILV7081, is packaged in WCSP with a size of 0.7*0.7 mm, which is 4% smaller than competing products. Tengah operasi bagi pembaraban ini boleh dikurangkan kepada 1.7 V, jadi ia sesuai untuk desain yang kritik ruang seperti telefon cerdas dan aplikasi lain yang bergerak atau berkuasa bateri. Ciri-ciri TLV7081 ialah julat tekanan input adalah bebas dari tekanan bekalan kuasa.

Oleh itu, komparator boleh disambung secara langsung dengan bekalan kuasa untuk aktif, walaupun ia tidak berkuasa.

3. Penampilkan perasaan semasa yang paling kecil

Sebagaimana permintaan intelijen sistem dan efisiensi kuasa terus berkembang, pengawasan yang lebih baik pada arus sistem kritik semakin penting. Kaedah paling umum untuk mengukur semasa adalah untuk mengesan titik tegangan melalui shunt atau resistor perasaan semasa.

Penampilkan sens-semasa TI INA185 mengadopsi pakej transistor-garis-kecil (SOT)-563 dengan saiz 1.6*1.6 mm (2.5 mm 2), yang 40% lebih kecil daripada pakej lead yang paling dekat.

Peranti ini dirancang untuk aplikasi yang dikuasai ruang dan boleh merasakan titik tekanan di seluruh penentang perasaan semasa pada tekanan mod-umum -0.2 hingga +26 V, tidak kira-kira tekanan bekalan.

Penggunaan peningkat sens semasa dengan penentang sens semasa yang terintegrasi boleh mempermudahkan pemilihan penentang dan kesulitan bentangan PCB. INA185 menyertakan rangkaian gaji tahan yang sepadan dalam empat pilihan peranti gaji tetap.

Rangkaian peningkatan tahan yang sepadan dalam penyampai boleh mencapai ralat peningkatan maksimum sebanyak 0.2%, yang membantu prestasinya dalam julat variasi suhu dan proses.

INA185 mempunyai ralat pendapatan 0.2% dan masa balas biasa 2 µs, yang membolehkan pengesan ralat cepat untuk mencegah kerosakan sistem.

4. Penukar data: nilai lebih tinggi per milimeter kuasa dua

Anda boleh guna penyukar data kecil untuk mengurangi jejak kaki PCB secara signifikan, meningkatkan ketepatan saluran, dan mengambil keuntungan dari integrasi yang lebih tinggi komponen dan fungsi lain.

Contohnya, TI ADS7066 ialah penukar analog-ke-digital (ADC) 16-bit, 8-saluran berturut-turut, yang berkemas dalam pakej, boleh mencapai densiti saluran maksimum dan simpan ruang papan 54% kurang daripada peranti yang bersaing.

ADS7066 mempunyai sumber voltaj rujukan bukan-kapasitasi terintegrasi dan penimbal voltaj rujukan, dengan mengurangkan bilangan komponen luaran untuk membantu mengurangkan saiz penyelesaian keseluruhan. ADS7066 mempunyai fungsi pengekalibrasi ofset terbina, yang boleh meningkatkan ketepatan dalam julat luas syarat operasi.

Lapan saluran ADS7066 boleh dikonfigur sebagai input analog, input digital atau output digital berdasarkan itu, mencapai saiz sistem yang lebih kecil dan mempermudahkan desain sirkuit balas isyarat campuran dan kawalan digital.

Kesimpulan 5

Pakaian kilang PCB patut termasuk pilihan keramik tradisional dan berisi-lead serta skala cip maju pakej-kuad rata bebas-lead (QFN), pakej skala cip (WCSP) atau tata grid bola saiz mati (DSBGA) menggunakan ikatan wayar pitch halus Hehe Flip Chip Interconnect, dan menyediakan format mati SiP, modul, stacked dan embedded.