Teknik PCB - Bagaimana untuk membuat garis isyarat pada papan PCB sirkuit analog?

Terdapat peraturan yang dikenali bahawa dalam semua PCB sirkuit analog, garis isyarat sepatutnya sebagai pendek yang mungkin. Ini kerana semakin panjang garis isyarat, semakin inductans dan kondensasi donasi dalam sirkuit, yang tidak diinginkan. bagi Kenyataannya adalah ia mustahil untuk membuat semua garis isyarat yang paling pendek. Oleh itu, perkara pertama yang perlu dipertimbangkan apabila kabel adalah garis isyarat yang paling susah untuk mengganggu.

Dalam papan sirkuit cetak litar analog, garis isyarat boleh menyelesaikan berbagai fungsi, seperti input isyarat, balas balik, output, dan menyediakan isyarat rujukan. Oleh itu, untuk aplikasi yang berbeza, garis isyarat mesti optimum dalam berbagai cara. Namun, terdapat peraturan yang dikenali bahawa dalam semua papan sirkuit cetak sirkuit analog, garis isyarat sepatutnya pendek yang mungkin. Ini kerana semakin panjang garis isyarat, semakin inductans dan kondensasi donasi dalam sirkuit, yang tidak diinginkan telah menyaksikan. Kenyataannya adalah ia mustahil untuk membuat semua garis isyarat yang paling pendek. Oleh itu, perkara pertama yang perlu dipertimbangkan apabila kabel adalah garis isyarat yang paling susah untuk mengganggu.

Terutama, kabel garis isyarat dalam sirkuit berikut memerlukan perhatian istimewa:

1) Penampat/oscilator frekuensi tinggi;

2) Penampilkan-tahap berbilang, terutama penampilkan dengan kuasa output yang lebih tinggi;

3) Penampilkan DC gaji tinggi;

4) Penampat isyarat kecil;

5) Penampilkan perbezaan.

1. Penampat/oscilator frekuensi tinggi

Jika wayar papan sirkuit cetak penyampai frekuensi tinggi tidak masuk akal, ia akan menyebabkan pengurangan lebar band penyampai. Ini kerana kondensator besar terbentuk antara dua wayar tanah dekat dan wayar isyarat, dan kondensator ini dan resistensi output bersama-sama membentuk penapis laluan rendah. Penapis laluan rendah ini mengurangkan lebar bandu penyampai. Pada masa yang sama, jika garis isyarat input dan garis isyarat output dekat satu sama lain, isyarat balas akan menyebabkan oscilasi. Untuk menghindari masalah ini, sepatutnya ada cukup ruang antara kawat yang disebut di atas.

Penjana PCB biasanya mempunyai pengalaman yang biasa, iaitu, jika penyembah frekuensi tinggi direka, ia sebenarnya akan oscillasi. Masalah yang sama juga boleh ditemui dalam bentangan oscillator, yang tidak oscillasi pada frekuensi yang direka. Masalah ini disebabkan oleh sambungan kapasitif antara garis isyarat. Oleh itu, ia sangat penting untuk mengurangkan kapasitas sambungan antara garis isyarat apabila papan sirkuit cetak ditetapkan. ?

2. Penampilkan-tahap berbilang dengan output kuasa tinggi

Jika garis kuasa dan garis tanah terlalu panjang, penyembah berbilang tahap cenderung untuk oscilasi frekuensi rendah. Kerana wayar sendiri mempunyai resistiviti, arus besar disebabkan oleh output kuasa tinggi akan mengalir melalui wayar ini. Menambah kondensator yang cukup besar antara bekalan kuasa dan tanah untuk membentuk sirkuit pemisahan bekalan kuasa boleh menyelesaikan masalah ini. Alternatif, kuasa terpisah dan wayar tanah diberikan untuk tahap penyampai berbeza, sehingga tidak akan ada kuasa umum dan wayar tanah.

3. Penampilkan DC gaji tinggi

Penampilkan DC gaji tinggi biasanya digunakan untuk penampilkan isyarat kecil. Apabila peranti seperti transistor atau penyampai DC ditetapkan pada papan sirkuit cetak, termokopul dibentuk pada persatuan tabung tembaga dan pin peranti, dengan itu menghasilkan voltaj bertukar berbeza dan membentuk isyarat gangguan kepada penyampai. Untuk minimumkan kadar perubahan suhu disekitar tahap input penyampai DC dan menjaganya tetap, ia disarankan untuk mengelilingi tahap input dengan peranti izolasi untuk mengelakkan pengaruh disebabkan aliran udara disekitarnya.

4. Penampilkan isyarat kecil

Penampilkan isyarat berurusan dengan isyarat kecil, termasuk dua jenis berikut.

(1) Penampilkan impedance tinggi (semasa rendah)

Dalam jenis penyembah ini, terdapat sambungan kapasitif antara dua garis isyarat bersebelahan, yang akan mempengaruhi prestasi sirkuit dan bahkan menyebabkan isyarat tahap rendah ditutup. Dalam sirkuit impedance tinggi, kapasitasi antara dua wayar disambung. Untuk mengurangkan sambungan, disarankan untuk menjaga jarak yang cukup antara garis isyarat impedance tinggi dan isyarat gangguan lain. Secara umum, jarak sekurang-kurangnya 40 kali lebar garis isyarat.

Dalam mana-mana kes, kapasitasi tanah garis isyarat tahap rendah sepatutnya tinggi untuk mengurangkan tenaga sambungan. Maksudnya, wayar isyarat tingkat rendah sepatutnya dekat dengan wayar tanah. Jika anda tidak dapat menjamin lebar yang cukup antara garis isyarat tahap rendah, anda boleh letakkan wayar tanah di antara mereka untuk mengurangkan sambungan.

Apabila amplifikator menggunakan fotosel atau bateri kimia sebagai sumber kuasa, impedance sumber kuasa boleh mencapai jutaan atau bahkan ratusan juta ohm. Jika papan sirkuit dicetak tidak dibersihkan cukup selepas dicetak, elektrolit yang tinggal di permukaan papan sirkuit akan menghasilkan perlawanan besar antara wayar bersebelahan, walaupun papan sirkuit telah dibersihkan sepenuhnya, ia masih tidak lebih dari 10 12 0 Keperlawanan bocor wujud. Selain itu, perlawanan ini tidak boleh disebarkan sama, sehingga perlawanan antara dua wayar bersebelahan mungkin lebih tinggi daripada perlawanan antara dua wayar yang jauh terpisah. Oleh itu, input penukar I1 V (semasa/tekanan) aras rendah patut dilindungi oleh gelung pengawal di kedua-dua sisi papan sirkuit cetak, dan gelung pengawal patut disambung ke titik yang berpotensi dengan titik sambungan umum. Jika ini dilakukan, nilai tepat penentangan kebocoran tidak begitu penting, kerana tenaga perbezaan yang dilaksanakan padanya sudah sangat kecil.

Papan sirkuit cetak penyukur impedance tinggi tidak boleh digunakan dipotong melalui lubang. Keperlahan volum bagi bahan papan sirkuit cetak lebih rendah daripada kejahatan permukaan, dan sukar untuk memasang cincin pengawal pada substrat. Cara terbaik adalah untuk menyambungkan terminal penyampai impedance tinggi ke pengisap PTFE selain dari wayar papan sirkuit cetak.

(2) Penampilkan impedance rendah (tegangan rendah)

Dalam sirkuit impedance rendah, ia adalah mungkin untuk menghasilkan voltaj induksi kerana sambungan induktif atau kehadiran medan magnetik dalam sirkuit. Pergangguan ini boleh dikurangkan ke arah tertentu dengan kaedah berikut:

1) Jauhkan jarak yang cukup antara garis isyarat AC tahap tinggi dan garis isyarat tahap rendah;

2) Letakkan wayar tanah dekat wayar isyarat;

3) Lupakan membentuk gelung tanah untuk mencegah medan magnet luaran daripada mengganggu isyarat aras rendah.

5. Penampilan Berbeza

Penampilkan perbezaan hanya meningkatkan perbezaan antara dua isyarat, dan tidak meningkatkan isyarat tekanan umum. Jika rancangan penyampai perbezaan dan papan sirkuit cetak tidak masuk akal, apabila aras isyarat rendah, tenaga umum akan menghasilkan isyarat gangguan perbezaan kecil. Impedansi input bagi penyampai perbezaan adalah tinggi, dan mana-mana ketidakseimbang parameter input akan menyebabkan gangguan besar ke sirkuit. Oleh itu, diperlukan untuk memastikan penyampai adalah sepenuhnya simetrik dalam struktur fizik apabila merancang papan sirkuit dicetak.

Terdapat perlawanan kebocoran tertentu pada input penyampai perbezaan, yang boleh menyebabkan ofset tegangan tidak seimbang. Masalah ini boleh diselesaikan dengan menambah peranti perlindungan ke sirkuit input. Peranti perlindungan mengelilingi garis isyarat. Jika ia boleh menjaga ketegangan yang sama dengan hujung aras rendah bagi dua garis isyarat input, ia akan menyebabkan penahanan efektif meningkat. Peranti ini boleh memastikan bahawa terminal sumber isyarat dan perisai adalah aras yang sama dengan akhir aras rendah sumber isyarat. Garis perlindungan sepatutnya membentuk bulatan untuk menutup garis isyarat dari hujung input ke titik sambungan input penyembah, dan disambung ke peranti perlindungan peralatan. Ini adalah kaedah yang efektif untuk memproses isyarat perbezaan tahap rendah. Selain itu, substrat papan sirkuit cetak bagi penyampai perbezaan isyarat kecil lebih sesuai untuk penggunaan bahan kaca epoksi, yang membantu mengurangi semasa bocor.