СВЧ технология - Необычный метод высокочастотной платы DIY

Платы PCB абсолютно необходимы для продуктов массового производства. Даже любители, с небольшой практикой, могут создать почти идеальные, повторяющиеся схемы. Кроме того, печатные платы с хорошей плоскостью заземления очень важны для высокочастотных схем, работающих на частотах более нескольких МГц. плоскость заземления представляет собой большую площадь медного слоя, который используется в качестве низкоиндуктивного контура между компонентами цепи и источником питания. Это предотвращает шум паразитных конденсаторов, которые следуют за высокочастотными сигналами. Если у вас нет плоскости заземления, вы не ожидаете, что высокочастотные схемы, сделанные из хлебных панелей, будут работать хорошо, даже если они работают нормально. Однако быстрое изготовление схем с использованием печатных плат имеет недостатки по сравнению со скоростью и простотой изготовления схем из хлебных плат. Вы можете быстро сделать свою собственную печатную плату, если вы не возражаете против грязи и пятен на одежде и хотите сверлить свои собственные отверстия. Вы также можете отправить свой собственный макет печатной платы производителю, чтобы он сделал его для вас, но это займет, по крайней мере, несколько дней и очень дорого.

Поэтому я начал думать о том, есть ли жизнеспособная альтернатива созданию высокочастотных плат, которые легко обнаруживаются и модифицируются. В этой статье я показываю только одну из ключевых концепций; Последующие стратегии и методы будут опубликованы в ближайшие недели на сайте IEEE Spectrum. Следует сказать, что здесь нет оригинального контента: я просто использовал некоторые методы, которые были забыты на протяжении десятилетий. Я не ожидал, что они будут очень эффективны в эпоху, когда рабочие частоты достигают ГГц и на поверхности установлены компоненты. Как правило, для этого метода сначала требуется стандартная плата с необработанной медной фольгой, обычно из смолы FR - 4. Вместо травления катушек соедините детали проводами, оставляя большую плоскость заземления. Я сделал "гребенчатую схему генератора" в качестве демонстрации. Схема гребенчатого генератора может генерировать набор гармоник с широким диапазоном частот и четкими границами. Я делаю частоты, которые могут достигать 1 ГГц. Это очень полезный модуль в микроволновой системе. В основе генератора лежит интегральная схема 74HC00, состоящая из четырех логических дверей NAND. Сигнал, генерируемый генератором установки на поверхности 25 МГц, будет генерировать два слегка отсроченных квадратных сигнала после последовательного прохода через две двери NAND. Эти сигналы попадают в последний и не - затвор, создавая узкие импульсы и формируя гармонический спектр. Чтобы сделать схему, я разделил медный слой на две части, намереваясь использовать меньшую область сверху в качестве 5 - вольтной силовой дорожки, а остальная часть образует плоскость заземления. Чтобы изолировать эти две области, я снял три тонких прямоугольных медных фольги как границы рельсов питания. Сначала используйте выделитель для обозначения параллельных линий; Наконец, медную фольгу между параллельными линиями нагревают паяльником, а каждый кусок меди снимают пинцетом. Плата обычно является плоскостью заземления без отверстия, так как установить интегральную схему? Заземленный штырь интегральной схемы изгибается назад, так что он соприкасается с поверхностью, а затем заземленный штырь помещается в нужное место и сваривается к плоскости заземления. Прочие штыри сгибаются, делая их параллельными платам, а затем свариваются непосредственно к этим штырям. Поскольку интегральная схема выглядит как баг с вытянутой ногой, этот метод иногда называют методом « мертвой баг». Преимущество этого метода заключается в том, что к точке соединения легче подобраться, чем к традиционной печатной плате, и легче сварить поверхность для установки компонентов. Кроме того, на плоскости заземления есть область, которая облегчает подключение к радиатору регулятора мощности гребенчатого генератора. Непрерывная резка и отсоединение полос от медного покрытия может образовывать изолированную область в середине пластины, которая служит точкой соединения между компонентами поверхностного монтажа или сквозного плагина. Конденсация между этой изолированной областью и землей очень мала. Еще одним преимуществом этого метода установки является то, что очень легко проверить, действительно ли высокочастотные схемы работают по дизайну. Спектральные анализаторы с детектором сопротивления 500 Ом (например, Tektronix P6056) идеально подходят для этого типа цепей. Вам просто нужно заземлеть экран зонда рядом с узлом тестовой схемы. После подключения экрана заземления зонда к верхнему подоконнику защитного слоя заземления на панели, я могу заземлеть его независимо от того, какой вывод зонд обнаружит рядом с ним. (Если вы не можете найти P6056 или аналогичный зонд, вы можете сделать его самостоятельно: соедините резистор 450 Ом последовательно с коаксиальным кабелем 50 Ом, но не забудьте использовать 50 Ом - зажим на стороне анализатора). Платы, сделанные этими методами, не всегда были красивыми, но когда я использовал эти технологии для создания микроволновых высокочастотных плат, я добился хороших результатов. Вы можете следить за мной в Интернете, узнать больше о методах на плоскости и навыках, которые я и мои партнеры использовали при создании высокочастотных схем.