PCB Блог - Руководство по практике монтажа высокоскоростных печатных плат

Printed circuit boards wiring plays a key role in high-speed circuits, но обычно это один из нескольких шагов в процессе проектирования схемы. Хотя хорошая принципиальная схема не гарантирует хорошей проводки, a good wiring starts with a good schematic. при составлении схем следует тщательно учитывать, and you must consider the signal flow of the entire circuit. Если схема имеет нормальный и стабильный поток сигнала слева направо, then there should be the same good signal flow on the PCB board. представлять как можно больше полезной информации на диаграмме. Because sometimes the circuit design engineer is not there, клиент попросит нас помочь решить проблему схемы, the designers, очень благодарны техники и инженеры за эту работу, включая нас. In addition to common reference identifiers, расход электроэнергии, and error tolerance, Дополнительная информация, которая должна быть представлена на диаграмме? Ниже приводятся некоторые предложения о преобразовании общей схемы в первоклассную схему. Add waveforms, механическая информация о оболочке, длина строки, blank areas; indicate which components need to be placed on the PCB board; give adjustment information, диапазон значений компонентов, heat dissipation information, печатная линия с управляющим сопротивлением, comments, Краткое описание схемы. If you are not designing the wiring yourself, обеспечить достаточное время для тщательной проверки конструкции проводника.

At this point, одна маленькая превентивная мера в сто раз превосходит средства правовой защиты. Don't expect the wiring person to understand what you think. на ранней стадии процесса проектирования проводов ваши советы и указания очень важны. The more information you can provide, Чем больше вы вмешиваетесь во весь процесс монтажа, the better the PCB board you will get. инженер по проектированию монтажных проводов установит предварительную точку завершения - быстрая проверка по графику прокладки. такой способ "замыкания" позволяет избежать неправильного пути, Таким образом, снижается вероятность возвращения на работу. The instructions that need to be given to the wiring engineer include: a short description of the circuit function, схема расположения панелей PCB, PCB board stacking information (for example, Какая толщина эта доска, how many layers there are, и подробная информация о каждом сигнальном слое и уровне земли - энергопотребление, ground wire, аналоговый сигнал, digital signal and RF signal); which signals are required for each layer; require the placement of important components; the exact location of bypass components; which printed lines are important; which lines need to control impedance printing Lines; which lines need to match the length; the size of the components; which printed lines need to be far away from each other; which lines need to be far away (or close) to each other; which components need to be far away (or close) to each other; which components need to be placed on the PCB board Above and which ones are placed below. никогда не жалуйся, что слишком мало информации для других.? Это слишком? No. как на панели PCB, position is everything. расположение схемы на PCB, where to install its specific circuit components, Какие соседние схемы, all of which are very important.

обычно местоположение входов, выходов и источников энергии определяется заранее, но схемы между ними требуют "раскрытия собственного творчества" Вот почему внимательное отношение к деталям прокладки принесет огромную прибыль. Начиная с позиции ключевых компонентов, рассмотрим конкретные схемы и всю панель PCB. определение местоположения ключевых компонентов и маршрутов сигналов с самого начала поможет обеспечить соответствие проектирования ожидаемым целям работы. получение правильного дизайна может снизить затраты и давление, сократить цикл разработки. в процессе проектирования PCB, включая высокоскоростные операционные усилители или другие высокоскоростные схемы, очень важно обойти источник питания в конце усилителя, чтобы уменьшить шум. в обход высокоскоростных операционных усилителей есть два общих способа настройки. заземление зажимов питания: в большинстве случаев этот метод эффективен, при помощи нескольких конденсаторов параллельного соединения непосредственно заземляет пятки питания операционного усилителя. как правило, достаточно двух параллельных конденсаторов, однако их увеличение может принести пользу некоторым схемам. параллельное соединение конденсаторов с различными емкостями помогает обеспечить, чтобы на зажимах широкополосной сети можно было видеть лишь весьма низкое сопротивление переменному току. это особенно важно для подавления питания операционного усилителя, чем для частоты затухания. конденсатор помогает компенсировать снижение ПСР усилителя. Поддержание низкоомного заземления во многих октавах поможет обеспечить, чтобы вредные шумы не попадали в операционный усилитель. На диаграмме 1 показаны преимущества параллельного использования нескольких конденсаторов. при низкой частоте конденсатор обеспечивает низкоомное заземление. Однако, как только частота достигнет своей резонансной частоты, емкость конденсатора уменьшается и постепенно появляется индуктивность. Вот почему важно использовать несколько конденсаторов: когда частотный отклик одного конденсатора начинает снижаться, то другой начинает работать с частотным откликом, что позволяет поддерживать очень низкое сопротивление переменного тока во многих октавах. запускать & mdash; Конденсаторы с емкостью и физическим размером должны быть установлены на одной стороне с операционным усилителем PCB и, насколько это возможно, приближаться к усилителю. заземляющие зажимы конденсатора должны быть соединены непосредственно к коллектору короткими штырями или печатными линиями. наземное соединение должно быть как можно ближе к нагрузочному зажиму усилителя, чтобы уменьшить помехи между зажимами питания и Заземляющими зажимами. для конденсаторов, имеющих следующее максимальное значение емкости, этот процесс должен быть повторен. размер корпуса 0508, конденсатор имеет очень низкую последовательную индуктивность и отличные высокочастотные характеристики. питание к питанию: другой способ настройки использует один или несколько блокировочных конденсаторов, подключенных к зажиму питания операционного усилителя. Этот метод обычно используется в тех случаях, когда в цепи трудно установить четыре конденсатора. недостаток заключается в том, что размеры корпуса конденсатора могут быть увеличены, поскольку напряжение на обеих концах конденсатора в два раза превышает значение напряжения в режиме обхода одного источника питания. для повышения напряжения необходимо увеличить номинальное напряжение пробоя оборудования, т.е. Однако такой подход может повысить эффективность ПСР и искажений. поскольку каждая схема и соединение отличаются друг от друга, конфигурация, количество и емкость конденсатора должны определяться в соответствии с требованиями фактической цепи. так называемые паразитные эффекты - это небольшие сбои, которые проникают в PCB, что приводит к серьезным повреждениям цепи, головным болям и необъяснимым причинам. Это паразитная емкость и паразитная индуктивность, проникающие в высокоскоростные цепи. в том числе паразитная индуктивность, образующаяся в виде уплотнительных пяток и длинной линии; паразитная емкость от паяльного диска до пола, от паяльной тарелки до уровня электропитания, а также от паяльного диска до образующейся линии шва; взаимодействие между отверстиями, а также многие другие возможные паразитные эффекты. в высокоскоростных схемах меньшее значение влияет на производительность цепи. Иногда дюжину пиккафарад достаточно. Пример: если на входе обратной фазы имеется только паразитная емкость 1 pf, то это может привести к пиковым значениям почти 2 db в частотном диапазоне. Если паразитная емкость будет достаточно большой, то это приведет к дестабилизации и колебаниям цепи. штриховая индуктивность - еще один паразитный эффект, который необходимо учитывать. Это объясняется тем, что линия печати слишком длинна или отсутствует для соединения пласта.

[МКР показывает относительную проницаемость материалов на панелях PCB. T represents the thickness of the PCB board. диаметр паяльного диска, представляющего собой сквозную перфорацию. D2 represents the diameter of the isolation hole in the ground plane. все размеры в сантиметрах. отверстие на 0.157 cm thick PCB board can increase the parasitic inductance of 1.2 nH, паразитная емкость 0.5 pF; this is why it is necessary to keep alert when wiring the PCB board, и побочные эффекты. The ground plane acts as a common reference voltage, предоставлять защиту, can dissipate heat and reduce parasitic inductance (but it also increases parasitic capacitance). Although there are many benefits to using a ground plane, необходимо проявлять осторожность при осуществлении, because it has some restrictions on what can and cannot be done. идеальный, one layer of the PCB should be dedicated as a ground plane. Это даст результат, если самолет не будет уничтожен. не использовать площадь плоскости этого специального слоя, чтобы соединить другие сигналы. Since the ground plane can eliminate the magnetic field between the conductor and the ground plane, индуктивность печатных схем снижается. если какая - то область поверхности земли уничтожена, unexpected parasitic inductance will be introduced to the printed lines above or below the ground plane. Потому что плоскость Земли обычно имеет большую площадь поверхности и поперечного сечения, the resistance of the ground plane is maintained at a value. на низких частотах, the current will choose the path of resistance, но на высокочастотном участке, the current will choose the path of impedance. Однако, есть и исключения, and sometimes a small ground plane is better. Если пласт удалён от входного или выходного диска, the high-speed operational amplifier will work better. Потому что паразитная емкость вводится в плоскости горизонта на входе, увеличение входной емкости операционного усилителя, уменьшение запаса по фазе, вызывать нестабильность. как показывает обсуждение в рамках сегмента, посвященного воздействию паразитов, a 1 pF capacitance at the input of an op amp can cause very obvious spikes. емкостная нагрузка на выходе (включая паразитную ёмкостную нагрузку) приводит к появлению полюсов в контуре обратной связи. Это снижает запас по фазе и приводит к дестабилизации цепи. если возможно, analog and digital circuits-including their respective ground and ground planes-should be separated. быстрое восхождение вдоль поверхности земли может привести к неисправности тока. шум, вызванный этими пиками быстрого тока, разрушает имитационные свойства. аналоговое заземление и цифровое приземление должны быть соединены с общественным заземлением, чтобы уменьшить число циклов и имитировать ток и шум заземления. в диапазоне высоких частот, a phenomenon called "skin effect" must be considered. скин - эффект приводит к потоку тока на внешней поверхности провода, the cross-section of the wire becomes narrower, это увеличивает сопротивление постоянного тока. Although the skin effect is beyond the scope of this article, here is a good approximation formula for the skin depth in the copper wire (in cm, гальваническое металлов с низкой чувствительностью помогает уменьшить кожный эффект. Wiring and Shielding, на PCB есть различные аналоговые и цифровые сигналы, including high to low voltage or current, диапазон частот от постоянного тока до ггц. It is very difficult to ensure that these signals do not interfere with each other.

уменьшение длины параллельных линий на одной и той же плите PCB и расстояния между линиями печати сигналов может уменьшить индуктивную связь. уменьшение длины длинных дорожек в соседнем слое предотвращает ёмкостную связь. Signal traces that require high isolation should go on different layers and-if they cannot be completely isolated-should go on orthogonal traces, Тогда поставьте между собой план земли. Orthogonal wiring can reduce capacitive coupling, заземляющий провод образует электрический экран. This method can be used when forming a controlled impedance printed line. высокочастотный сигнал обычно течет по линии импеданса управления. То есть, the printed line maintains a characteristic impedance, Пример 50 @). Two common controlled impedance printed lines, Аналогичные эффекты могут быть достигнуты на микрополосах 4 и 5, but the implementation methods are different. дальность от плоскости до сигнальной траектории, W represents the width of the trace, T представляет толщину следа; все размеры в миллиметрах. @ info: whatsthis. The strip-shaped control impedance printed line uses two layers of ground planes, сигнальный бандероль внутри. This method uses more printed lines, требуется больше слоев PCB, is sensitive to changes in dielectric thickness, и высокая стоимость, поэтому обычно используется только для более требовательных приложений. высокоуровневая схема PCB очень важна для успешного проектирования схемы операционного усилителя, особенно высокоскоростная цепь. A good schematic diagram is the basis of good wiring; close cooperation between circuit design engineers and wiring design engineers is fundamental, особенно расположение частей и соединений. Issues that need to be considered include bypassing the power supply, уменьшение паразитного эффекта, using ground planes, эффект упаковки opamp, and printed circuit boards wiring and shielding methods.