Menu English Ukrainian Russia Laman Utama

Perpustakaan teknikal percuma untuk penggemar dan profesional Perpustakaan teknikal percuma


ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Teknologi susun atur PCB. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Komputer

Komen artikel Komen artikel

PERTIMBANGAN UMUM

Oleh kerana perbezaan ketara antara litar analog dan litar digital, bahagian analog litar mesti dipisahkan daripada litar yang lain, dan kaedah dan peraturan khas mesti dipatuhi semasa pendawaiannya. Kesan ciri PCB yang tidak ideal menjadi amat ketara dalam litar analog frekuensi tinggi, tetapi ralat umum yang diterangkan dalam artikel ini boleh menjejaskan prestasi peranti yang beroperasi walaupun dalam julat frekuensi audio.

Tujuan artikel ini adalah untuk membincangkan kesilapan biasa yang dilakukan oleh pereka PCB, menerangkan kesan kesilapan ini terhadap prestasi, dan memberikan cadangan untuk menyelesaikan masalah yang timbul.

 

Papan litar bercetak - komponen litar


Hanya dalam kes yang jarang berlaku, papan litar bercetak litar analog boleh dialihkan supaya kesan yang diperkenalkan tidak mempunyai sebarang kesan ke atas pengendalian litar. Pada masa yang sama, sebarang kesan sedemikian boleh diminimumkan supaya ciri-ciri litar analog peranti adalah sama dengan model dan prototaip.

Susun atur

Pereka bentuk litar digital boleh membetulkan ralat kecil pada papan yang dihasilkan dengan menambah pelompat atau, sebaliknya, mengeluarkan konduktor yang tidak perlu, membuat perubahan dalam operasi litar mikro boleh atur cara, dsb., beralih ke pembangunan seterusnya tidak lama lagi. Ini tidak berlaku untuk litar analog. Beberapa ralat biasa yang dibincangkan dalam artikel ini tidak boleh dibetulkan dengan menambah pelompat atau mengeluarkan wayar berlebihan. Mereka boleh dan akan menyebabkan keseluruhan papan litar bercetak tidak boleh beroperasi.

Adalah sangat penting bagi pereka litar digital yang menggunakan kaedah pembetulan ini untuk membaca dan memahami bahan dalam artikel ini dengan baik sebelum menyerahkan reka bentuk kepada pengeluaran. Sedikit perhatian reka bentuk dan perbincangan tentang pilihan yang mungkin bukan sahaja akan menghalang PCB daripada menjadi sekerap, tetapi juga mengurangkan kos akibat kesilapan dalam bahagian analog kecil litar. Mencari pepijat dan membetulkannya boleh membuang ratusan jam. Prototaip boleh mengurangkan masa ini kepada satu hari atau kurang. Papan roti semua litar analog anda.

 

Punca bunyi dan gangguan

Bunyi dan gangguan adalah elemen utama yang mengehadkan ciri kualiti litar. Gangguan boleh sama ada dipancarkan oleh sumber atau teraruh pada elemen litar. Litar analog sering ditemui pada papan litar bercetak bersama-sama dengan komponen digital berkelajuan tinggi, termasuk pemproses isyarat digital (DSP).

Isyarat logik frekuensi tinggi mencipta gangguan frekuensi radio (RFI) yang ketara. Bilangan sumber pelepasan hingar adalah sangat besar: bekalan kuasa utama untuk sistem digital, telefon mudah alih, radio dan televisyen, bekalan kuasa untuk lampu pendarfluor, komputer peribadi, nyahcas kilat, dsb. Walaupun litar analog beroperasi dalam julat frekuensi audio, RFI boleh mencipta bunyi yang ketara dalam isyarat keluaran.

 

KATEGORI PCB

Pilihan reka bentuk PCB adalah faktor penting dalam menentukan prestasi mekanikal peranti secara keseluruhan. Untuk pembuatan papan litar bercetak, bahan pelbagai tahap kualiti digunakan. Yang paling sesuai dan mudah untuk pereka bentuk adalah jika pengeluar PCB berada berdekatan. Dalam kes ini, mudah untuk mengawal kerintangan dan pemalar dielektrik - parameter utama bahan papan litar bercetak. Malangnya, ini tidak mencukupi, dan pengetahuan tentang parameter lain seperti kemudahbakaran, kestabilan suhu tinggi, dan higroskopik sering diperlukan. Parameter ini hanya boleh diketahui oleh pengeluar komponen yang digunakan dalam pengeluaran papan litar bercetak.

Bahan berlapis ditetapkan oleh indeks FR (tahan api, rintangan kepada pencucuhan) dan G. Bahan dengan indeks FR-1 mempunyai kebolehbakaran tertinggi, dan FR-5 paling sedikit. Bahan dengan indeks G10 dan G11 mempunyai ciri khas. Bahan papan litar bercetak diberikan dalam Jadual. 1.

Jangan gunakan papan litar bercetak kategori FR-1. Terdapat banyak contoh papan litar bercetak FR-1 yang telah mengalami kerosakan haba daripada komponen kuasa tinggi. PCB dalam kategori ini lebih seperti kadbod.

FR-4 sering digunakan dalam pembuatan peralatan industri, manakala FR-2 digunakan dalam pembuatan perkakas rumah. Kedua-dua kategori ini adalah standard industri, dan papan litar FR-2 dan FR-4 selalunya sesuai untuk kebanyakan aplikasi. Tetapi kadangkala ketidaksempurnaan ciri-ciri kategori ini memaksa penggunaan bahan lain. Sebagai contoh, untuk aplikasi frekuensi yang sangat tinggi, PTFE dan juga seramik digunakan sebagai bahan papan litar bercetak. Walau bagaimanapun, semakin eksotik bahan PCB, semakin tinggi harganya.

Apabila memilih bahan PCB, beri perhatian khusus kepada higroskopisitasnya, kerana parameter ini boleh memberi kesan negatif yang kuat pada ciri-ciri papan yang dikehendaki - rintangan permukaan, kebocoran, sifat penebat voltan tinggi (pecahan dan percikan api) dan kekuatan mekanikal. Juga perhatikan suhu operasi. Titik panas boleh ditemui di tempat yang tidak dijangka, seperti berhampiran litar bersepadu digital besar yang bertukar pada frekuensi tinggi. Jika kawasan tersebut terletak betul-betul di bawah komponen analog, peningkatan suhu boleh menjejaskan ciri-ciri litar analog.

Jadual 1

Kategori

Komponen, ulasan

FR-1

kertas, komposisi fenolik: menekan dan mengecap pada suhu bilik, hygroscopicity tinggi

FR-2

kertas, komposisi fenolik: terpakai untuk papan litar bercetak satu sisi perkakas rumah, pekali penyerapan air rendah

FR-3

kertas, komposisi epoksi: perkembangan dengan ciri mekanikal dan elektrik yang baik

FR-4

gentian kaca, komposisi epoksi: sifat mekanikal dan elektrik yang sangat baik

FR-5

gentian kaca, komposisi epoksi: kekuatan tinggi pada suhu tinggi, tidak mudah terbakar

G10

gentian kaca, komposisi epoksi: sifat penebat tinggi, kekuatan gentian kaca tertinggi, higroskopisitas rendah

G11

gentian kaca, komposisi epoksi: kekuatan lentur yang tinggi pada suhu tinggi, rintangan pelarut yang tinggi

Setelah bahan PCB dipilih, ketebalan kerajang PCB mesti ditentukan. Parameter ini dipilih terutamanya berdasarkan nilai maksimum arus yang mengalir. Jika boleh, cuba elakkan menggunakan kerajang yang sangat nipis.

 

BILANGAN LAPISAN PAPAN BERCETAK


Bergantung pada kerumitan litar keseluruhan dan keperluan kualiti, pereka bentuk mesti menentukan bilangan lapisan PCB.

Papan litar bercetak satu lapisan

Litar elektronik yang sangat mudah dibuat pada papan satu sisi menggunakan bahan foil murah (FR-1 atau FR-2) dan selalunya mempunyai banyak pelompat, menyerupai papan dua sisi. Cara mencipta papan litar bercetak ini disyorkan hanya untuk litar frekuensi rendah. Untuk alasan yang akan diterangkan di bawah, papan litar bercetak satu sisi sangat terdedah kepada gangguan. PCB satu sisi yang baik sukar untuk direka bentuk atas banyak sebab. Walau bagaimanapun, terdapat papan yang baik jenis ini, tetapi apabila membangunkannya, anda perlu banyak berfikir terlebih dahulu.

Papan litar bercetak dua lapisan

Pada peringkat seterusnya ialah papan litar bercetak dua muka, yang dalam kebanyakan kes menggunakan FR-4 sebagai bahan substrat, walaupun kadangkala FR-2 juga ditemui. Penggunaan FR-4 adalah lebih disukai, kerana lubang diperoleh daripada bahan ini dalam papan litar bercetak yang lebih berkualiti. Litar pada papan litar bercetak dua muka adalah lebih mudah untuk diwayar. dalam dua lapisan, lebih mudah untuk menghalakan jejak bersilang. Walau bagaimanapun, lintasan surih tidak disyorkan untuk litar analog. Di mana boleh, lapisan bawah (bawah) mesti ditugaskan ke poligon tanah, dan isyarat selebihnya harus dialihkan ke lapisan atas (atas). Menggunakan tapak pelupusan sebagai bas darat memberikan beberapa faedah:

  • wayar biasa ialah wayar yang paling kerap disambungkan dalam litar; jadi masuk akal untuk mempunyai banyak wayar biasa untuk memudahkan pendawaian.
  • meningkatkan kekuatan mekanikal papan.
  • rintangan semua sambungan ke wayar biasa dikurangkan, yang seterusnya, mengurangkan bunyi dan gangguan.
  • kapasitans teragih untuk setiap litar litar dinaikkan, membantu menahan hingar yang dipancarkan.
  • poligon, iaitu skrin, menyekat pikap yang dipancarkan oleh sumber yang terletak di sisi poligon.

Papan litar bercetak dua sisi, walaupun semua kelebihannya, bukanlah yang terbaik, terutamanya untuk litar isyarat kecil atau berkelajuan tinggi. Secara umum, ketebalan PCB, i.e. jarak antara lapisan penyaduran ialah 1,5 mm, yang terlalu jauh untuk menyedari sepenuhnya beberapa kelebihan papan litar bercetak dua lapisan, yang diberikan di atas. Kapasiti yang diperuntukkan, contohnya, terlalu kecil kerana jarak yang begitu besar.

Papan litar bercetak berbilang lapisan

Reka bentuk litar yang bertanggungjawab memerlukan papan litar bercetak berbilang lapisan (MPB). Beberapa sebab untuk penggunaannya adalah jelas:

  • sama mudah seperti untuk bas wayar biasa, pendawaian bas kuasa; jika poligon pada lapisan berasingan digunakan sebagai bas kuasa, maka agak mudah untuk membekalkan kuasa kepada setiap elemen litar menggunakan vias;
  • lapisan isyarat dibebaskan daripada rel kuasa, yang memudahkan pendawaian konduktor isyarat;
  • kemuatan teragih muncul di antara tanah dan poligon kuasa, yang mengurangkan hingar frekuensi tinggi.

Sebagai tambahan kepada sebab ini untuk menggunakan papan litar bercetak berbilang lapisan, terdapat lagi yang kurang jelas:

  • penindasan gangguan elektromagnet (EMI) dan frekuensi radio (RFI) yang lebih baik disebabkan oleh kesan pantulan (kesan satah imej), yang dikenali sejak zaman Marconi. Apabila konduktor diletakkan berhampiran dengan permukaan konduktor rata, kebanyakan arus frekuensi tinggi yang kembali akan mengalir dalam satah terus di bawah konduktor. Arah arus ini akan bertentangan dengan arah arus dalam konduktor. Oleh itu, pantulan konduktor dalam satah mewujudkan talian penghantaran isyarat. Oleh kerana arus dalam konduktor dan dalam satah adalah sama dalam magnitud dan bertentangan arah, beberapa pengurangan dalam gangguan terpancar dicipta. Kesan pantulan berfungsi dengan berkesan hanya dengan poligon pepejal yang tidak pecah (ia boleh menjadi kedua-dua poligon tanah dan poligon makanan). Sebarang pelanggaran integriti akan mengakibatkan pengurangan dalam penindasan gangguan.
  • mengurangkan kos keseluruhan dalam pengeluaran berskala kecil. Walaupun papan litar bercetak berbilang lapisan lebih mahal untuk dikeluarkan, kemungkinan pelepasannya adalah kurang daripada papan satu dan dua lapisan. Oleh itu, dalam beberapa kes, penggunaan hanya papan berbilang lapisan akan membolehkan anda memenuhi keperluan untuk set sinaran semasa pembangunan, dan bukan untuk menjalankan ujian dan ujian tambahan. Penggunaan MFP boleh mengurangkan tahap hingar terpancar sebanyak 20 dB berbanding papan dua lapisan.

Susunan lapisan

Bagi pereka yang tidak berpengalaman, selalunya terdapat kekeliruan tentang susunan optimum lapisan PCB. Ambil contoh ruang 4 lapisan yang mengandungi dua lapisan isyarat dan dua lapisan poligon - lapisan tanah dan lapisan kuasa. Apakah susunan lapisan terbaik? Lapisan isyarat antara poligon yang akan berfungsi sebagai skrin? Atau untuk menjadikan lapisan poligon dalaman untuk mengurangkan gangguan lapisan isyarat?

Perkara penting yang perlu diingat semasa menyelesaikan isu ini ialah selalunya lokasi lapisan tidak begitu penting, kerana komponen masih terletak pada lapisan luar, dan bas yang menghantar isyarat ke terminalnya kadangkala melalui semua lapisan. Oleh itu, sebarang kesan skrin hanyalah kompromi. Dalam kes ini, adalah lebih baik untuk menjaga mewujudkan kapasiti teragih yang besar antara poligon kuasa dan tanah, meletakkannya di lapisan dalam.

Satu lagi kelebihan mempunyai lapisan isyarat di luar ialah ketersediaan isyarat untuk ujian, serta kemungkinan mengubah suai sambungan. Sesiapa yang pernah menukar sambungan konduktor yang terletak di lapisan dalam akan menghargai peluang ini.

Untuk papan litar bercetak dengan lebih daripada empat lapisan, adalah menjadi peraturan umum untuk meletakkan jejak isyarat berkelajuan tinggi di antara tanah dan satah kuasa, dan meninggalkan lapisan luar untuk yang berfrekuensi rendah.

 

GROUNDING


Pembumian yang baik adalah keperluan biasa untuk sistem yang kaya dan berlapis. Dan ia harus dirancang dari langkah pertama pembangunan reka bentuk.Peraturan asas: pembahagian tanah.

Membahagikan tanah kepada bahagian analog dan digital adalah salah satu kaedah penindasan hingar yang paling mudah dan berkesan. Satu atau lebih lapisan papan litar bercetak berbilang lapisan biasanya diperuntukkan di bawah lapisan satah tanah. Jika pemaju tidak begitu berpengalaman atau cuai, maka tanah bahagian analog akan disambungkan terus ke poligon ini, i.e. arus balik analog akan menggunakan litar yang sama dengan arus balik digital. Penternak auto bekerja dengan cara yang sama dan menyatukan semua tanah bersama-sama.

Jika papan litar bercetak yang dibangunkan sebelum ini dengan poligon tanah tunggal yang menggabungkan alasan analog dan digital tertakluk kepada pemprosesan, maka perlu untuk memisahkan secara fizikal alasan pada papan terlebih dahulu (selepas operasi ini, operasi papan menjadi hampir mustahil). Selepas itu, semua sambungan dibuat ke satah tanah analog komponen litar analog (tanah analog terbentuk) dan ke satah tanah digital komponen litar digital (tanah digital terbentuk). Dan hanya selepas itu, alasan digital dan analog digabungkan dalam sumber.

Peraturan pembentukan tanah lain:

  • Rel kuasa dan tanah mestilah pada potensi AC yang sama., yang membayangkan penggunaan kapasitor penyahgandingan dan kemuatan teragih.
  • Elakkan poligon analog dan digital bertindih (Gamb. 1). Letakkan rel kuasa analog dan poligon di atas poligon tanah analog (begitu juga untuk rel kuasa digital). Jika terdapat pertindihan antara julat analog dan digital pada sebarang titik, kemuatan teragih antara kawasan bertindih akan mewujudkan gandingan AC, dan bunyi daripada pengendalian komponen digital akan memasuki litar analog. Pertindihan sedemikian akan membatalkan pengasingan poligon.
    Teknologi susun atur PCB
  • Pemisahan tidak bermakna pengasingan elektrik analog daripada tanah digital (Rajah 2). Mereka mesti disambungkan bersama dalam beberapa, sebaik-baiknya satu, nod impedans rendah. Sistem pembumian yang betul hanya mempunyai satu pembumian, iaitu terminal pembumian untuk sistem berkuasa sesalur AC atau tempat bersama untuk sistem berkuasa DC (seperti bateri). Semua isyarat dan arus kuasa dalam litar ini mesti kembali ke tanah ini pada satu titik, yang akan berfungsi sebagai tanah sistem. Titik sedemikian boleh menjadi output kes peranti. Adalah penting untuk memahami bahawa gelung tanah boleh terbentuk apabila menyambungkan tanah litar ke beberapa titik pada pakej. Penciptaan satu titik asas yang sama adalah salah satu aspek reka bentuk sistem yang paling sukar.
    Teknologi susun atur PCB
  • Jika boleh, pisahkan terminal penyambung yang bertujuan untuk membawa arus balik - arus balik hendaklah hanya digabungkan pada titik bumi sistem. Penuaan kenalan penyambung, serta pemotongan yang kerap bahagian mengawan mereka, membawa kepada peningkatan rintangan kenalan, oleh itu, untuk operasi yang lebih dipercayai, perlu menggunakan penyambung dengan sejumlah pin tambahan tertentu. Papan litar bercetak digital yang kompleks mempunyai banyak lapisan dan mengandungi ratusan atau ribuan konduktor. Menambah konduktor lain jarang menimbulkan masalah, tidak seperti menambah pin penyambung tambahan. Jika ini gagal, maka perlu membuat dua konduktor arus balik untuk setiap litar kuasa di papan, mengambil langkah berjaga-jaga khas.
  • Adalah penting untuk memisahkan talian isyarat digital dari tempat pada PCB di mana komponen analog litar berada. Ini melibatkan mengasingkan (melindungi) poligon, mencipta laluan isyarat analog yang pendek, dan meletakkan komponen pasif dengan berhati-hati dengan kehadiran bas isyarat digital dan kritikal analog berkelajuan tinggi berdekatan. Bas isyarat digital harus dialihkan di sekitar kawasan komponen analog dan tidak bertindih dengan tanah analog dan bas kuasa analog dan poligon. Jika ini tidak dilakukan, maka pembangunan akan mengandungi unsur baru yang tidak dijangka - antena, sinaran yang akan menjejaskan komponen dan konduktor analog impedans tinggi (Rajah 3).
Teknologi susun atur PCB

Hampir semua isyarat jam adalah isyarat frekuensi yang cukup tinggi yang walaupun kapasiti kecil antara jejak dan poligon boleh mencipta gandingan yang ketara. Perlu diingat bahawa bukan sahaja kekerapan jam utama boleh menyebabkan masalah, tetapi juga harmoniknya yang lebih tinggi.

  • Ia adalah satu konsep yang baik untuk meletakkan bahagian analog litar berhampiran dengan sambungan I/O papan. Pereka PCB digital yang menggunakan litar bersepadu berkuasa tinggi selalunya cenderung untuk menjalankan busbar 1 mm lebar dan beberapa sentimeter panjang untuk menyambungkan komponen analog, percaya bahawa rintangan surih yang rendah akan membantu menghapuskan crosstalk. Apa yang anda miliki ialah kapasitor filem lanjutan, yang akan menangkap isyarat palsu daripada komponen digital, tanah digital dan kuasa digital, memburukkan lagi masalah.

Contoh penempatan komponen yang baik

Rajah 4 menunjukkan kemungkinan susun atur semua komponen pada papan, termasuk bekalan kuasa. Tiga pesawat darat/kuasa yang berasingan dan terpencil digunakan di sini: satu untuk sumber, satu untuk litar digital dan satu untuk litar analog. Litar tanah dan kuasa bahagian analog dan digital digabungkan hanya dalam bekalan kuasa. Bunyi frekuensi tinggi ditapis keluar dalam litar bekalan dengan tercekik. Dalam contoh ini, isyarat frekuensi tinggi bahagian analog dan digital dipisahkan antara satu sama lain. Reka bentuk sedemikian mempunyai kebarangkalian yang sangat tinggi untuk hasil yang menggalakkan, kerana ia memastikan penempatan komponen yang baik dan pematuhan kepada peraturan pemisahan litar.

Teknologi susun atur PCB

Terdapat hanya satu kes di mana isyarat analog dan digital perlu digabungkan di atas kawasan tanah analog. Penukar analog-ke-digital dan digital-ke-analog ditempatkan dalam perumah dengan pin tanah analog dan digital. Memandangkan pertimbangan sebelumnya, boleh diandaikan bahawa pin tanah digital dan pin tanah analog masing-masing harus disambungkan kepada bas tanah digital dan analog. Walau bagaimanapun, ini tidak benar dalam kes ini.

Nama pin (analog atau digital) merujuk hanya kepada struktur dalaman penukar, kepada sambungan dalamannya. Dalam litar, pin ini harus disambungkan ke bas tanah analog. Sambungan juga boleh dibuat di dalam litar bersepadu, walau bagaimanapun, agak sukar untuk mendapatkan rintangan rendah bagi sambungan sedemikian kerana batasan topologi. Oleh itu, apabila menggunakan penukar, sambungan luaran pin tanah analog dan digital diandaikan. Jika ini tidak dilakukan, maka parameter litar mikro akan menjadi lebih buruk daripada yang diberikan dalam spesifikasi.

Ia mesti diambil kira bahawa unsur digital penukar boleh merendahkan ciri kualiti litar, memperkenalkan bunyi digital ke dalam tanah analog dan litar kuasa analog. Reka bentuk penukar mengambil kira kesan negatif ini supaya bahagian digital menggunakan kuasa sesedikit mungkin. Dalam kes ini, gangguan daripada menukar elemen logik dikurangkan. Jika output digital penukar tidak dimuatkan dengan banyak, maka pensuisan dalaman biasanya tidak menyebabkan banyak masalah. Apabila mereka bentuk papan litar bercetak yang mengandungi ADC atau DAC, pertimbangan sewajarnya mesti diberikan untuk menyahganding kuasa digital penukar kepada tanah analog.

 

CIRI-CIRI KEKERAPAN KOMPONEN PASIF


Pemilihan komponen pasif yang betul adalah penting untuk operasi litar analog yang betul. Mulakan pembangunan reka bentuk anda dengan mempertimbangkan dengan teliti ciri frekuensi tinggi komponen pasif dan pra-kedudukan serta menyusunnya pada lakaran papan.

Sebilangan besar pereka bentuk mengabaikan sepenuhnya had kekerapan komponen pasif apabila digunakan dalam litar analog. Komponen ini mempunyai julat frekuensi yang terhad dan operasinya di luar julat frekuensi yang ditentukan boleh membawa kepada hasil yang tidak dapat diramalkan. Seseorang mungkin berfikir bahawa perbincangan ini hanya mengenai litar analog berkelajuan tinggi. Walau bagaimanapun, ini jauh daripada keadaan - isyarat frekuensi tinggi mempengaruhi komponen pasif litar frekuensi rendah dengan agak kuat melalui sinaran atau sambungan terus melalui konduktor. Contohnya, penapis laluan rendah ringkas pada op-amp boleh bertukar menjadi penapis laluan tinggi dengan mudah apabila frekuensi tinggi digunakan pada inputnya.

Resistor

Ciri frekuensi tinggi perintang boleh diwakili oleh litar setara yang ditunjukkan dalam Rajah 5.

Teknologi susun atur PCB

Biasanya tiga jenis perintang digunakan: 1) wayar, 2) komposit karbon dan 3) filem. Ia tidak memerlukan banyak imaginasi untuk memahami bagaimana perintang wayar boleh bertukar menjadi kearuhan, kerana ia adalah gegelung dawai logam rintangan tinggi. Kebanyakan pereka peranti elektronik tidak tahu tentang struktur dalaman perintang filem, yang juga gegelung, walaupun diperbuat daripada filem logam. Oleh itu, perintang filem juga mempunyai kearuhan yang kurang daripada perintang wirewound. Perintang filem dengan rintangan tidak lebih daripada 2 kOhm boleh digunakan secara bebas dalam litar frekuensi tinggi. Terminal perintang adalah selari antara satu sama lain, jadi terdapat gandingan kapasitif yang ketara di antara mereka. Untuk perintang rintangan tinggi, kemuatan terminal akan mengurangkan impedans keseluruhan pada frekuensi tinggi.

Kapasitor

Ciri frekuensi tinggi kapasitor boleh diwakili oleh litar setara yang ditunjukkan dalam Rajah 6.

Teknologi susun atur PCB

Kapasitor dalam litar analog digunakan sebagai komponen penyahgandingan dan penapisan. Untuk kapasitor yang ideal, reaktansi diberikan oleh formula berikut:

Oleh itu, kapasitor elektrolitik 10µF akan mempunyai rintangan 1,6Ω pada 10kHz dan 160µΩ pada 100MHz. Adakah begitu?

Malah, tiada siapa yang pernah melihat kapasitor elektrolitik dengan reaktans 160 µΩ. Plat filem dan kapasitor elektrolitik ialah lapisan kerajang berpintal yang mencipta kearuhan parasit. Kesan kearuhan diri kapasitor seramik adalah lebih kurang, yang membolehkannya digunakan apabila beroperasi pada frekuensi tinggi. Di samping itu, kapasitor mempunyai arus bocor antara plat, yang bersamaan dengan perintang yang disambungkan selari dengan terminalnya, yang menambah kesan parasitnya kepada kesan rintangan bersambung siri terminal dan plat. Di samping itu, elektrolit bukanlah konduktor yang sempurna. Semua rintangan ini ditambah untuk mencipta rintangan siri setara (ESR). Kapasitor yang digunakan sebagai penyah gandingan mesti mempunyai ESR yang rendah, kerana rintangan siri mengehadkan keberkesanan penindasan riak dan hingar. Meningkatkan suhu operasi meningkatkan rintangan siri setara dengan agak ketara dan boleh merendahkan prestasi kapasitor. Oleh itu, jika kapasitor elektrolitik aluminium hendak digunakan pada suhu operasi yang dinaikkan, jenis kapasitor yang sesuai (105°C) mesti digunakan.

Plumbum kapasitor juga menyumbang kepada kearuhan parasit. Untuk nilai kapasitans yang kecil, adalah penting untuk memastikan panjang plumbum pendek. Gabungan kearuhan parasit dan kemuatan boleh mencipta litar resonans. Dengan mengandaikan petunjuk mempunyai kearuhan kira-kira 8nH per sentimeter, kapasitor 0,01uF dengan petunjuk sepanjang satu sentimeter akan mempunyai frekuensi resonans kira-kira 12,5MHz. Kesan ini diketahui oleh jurutera yang membangunkan peranti vakum elektronik beberapa dekad yang lalu. Sesiapa yang memulihkan radio antik dan tidak menyedari kesan ini menghadapi banyak masalah.

Apabila menggunakan kapasitor elektrolitik, sambungan yang betul mesti diperhatikan. Terminal positif mesti disambungkan kepada potensi DC yang lebih positif. Sambungan yang salah membawa kepada arus DC yang mengalir melalui kapasitor elektrolitik, yang boleh merosakkan bukan sahaja kapasitor itu sendiri, tetapi juga sebahagian daripada litar.

Dalam kes yang jarang berlaku, perbezaan potensi DC antara dua titik dalam litar boleh membalikkan tanda. Ini memerlukan penggunaan kapasitor elektrolitik bukan kutub, struktur dalaman yang bersamaan dengan dua kapasitor kutub yang disambungkan secara bersiri.

induktansi

Ciri frekuensi tinggi induktor boleh diwakili oleh litar setara yang ditunjukkan dalam Rajah 7.

Teknologi susun atur PCB

Reaktansi suatu induktor diterangkan dengan formula berikut:

Oleh itu, induktor 10 mH akan mempunyai reaktans 628 ohm pada 10 kHz dan reaktans 100 MΩ pada 6,28 MHz. Betul ke?

Pada hakikatnya, tiada induktor 6,28 MΩ. Sifat rintangan parasit mudah difahami - lilitan gegelung diperbuat daripada wayar yang mempunyai beberapa rintangan per unit panjang. Kapasiti parasit adalah lebih sukar untuk dilihat sehingga seseorang mengambil kira hakikat bahawa pusingan gegelung seterusnya terletak berhampiran dengan yang sebelumnya, dan gandingan kapasitif berlaku di antara konduktor jarak rapat. Kapasiti parasit mengehadkan kekerapan operasi atas. Induktor dawai kecil mula menjadi tidak cekap dalam julat 10...100 MHz.

Papan litar bercetak

Papan litar bercetak itu sendiri mempunyai ciri-ciri komponen pasif yang dibincangkan di atas, walaupun tidak begitu jelas.

Corak konduktor pada papan litar bercetak boleh menjadi sumber dan penerima gangguan. Pendawaian yang baik mengurangkan sensitiviti litar analog kepada sumber terpancar.

Papan litar bercetak mudah terdedah kepada sinaran kerana konduktor dan petunjuk komponen membentuk sejenis antena. Teori antena adalah subjek yang agak kompleks untuk dikaji dan tidak dibincangkan dalam artikel ini. Walau bagaimanapun, beberapa asas diberikan di sini.

Sedikit teori antena

Salah satu jenis antena utama ialah rod atau konduktor lurus. Antena sedemikian berfungsi kerana konduktor lurus mempunyai kearuhan parasit dan oleh itu boleh menumpukan dan memerangkap sinaran daripada sumber luaran. Jumlah impedans konduktor lurus mempunyai komponen rintangan (aktif) dan induktif (reaktif):

Pada arus terus atau frekuensi rendah, komponen aktif mendominasi. Apabila kekerapan meningkat, komponen reaktif menjadi lebih dan lebih ketara. Dalam julat dari 1 kHz hingga 10 kHz, komponen induktif mula berkuat kuasa, dan konduktor bukan lagi penyambung rintangan rendah, sebaliknya bertindak sebagai induktor.

Formula untuk mengira kearuhan konduktor PCB adalah seperti berikut:

Biasanya, jejak PCB mempunyai nilai antara 6 nH dan 12 nH per sentimeter panjang. Sebagai contoh, konduktor 10 cm mempunyai rintangan 57 mΩ dan induktansi 8 nH per cm. Pada 100 kHz, reaktans menjadi 50 mΩ, dan pada frekuensi yang lebih tinggi konduktor akan menjadi kearuhan dan bukannya rintangan.

Peraturan antena cambuk menyatakan bahawa ia mula nyata berinteraksi dengan medan pada panjangnya kira-kira 1/20 daripada panjang gelombang, dan interaksi maksimum berlaku pada panjang pin, bersamaan dengan 1/4 daripada panjang gelombang. Oleh itu, konduktor 10 cm daripada contoh dalam perenggan sebelumnya akan mula menjadi antena yang cukup baik pada frekuensi melebihi 150 MHz. Perlu diingat bahawa walaupun fakta bahawa penjana jam litar digital mungkin tidak beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi daripada 150 MHz, harmonik yang lebih tinggi sentiasa ada dalam isyaratnya. Jika PCB mengandungi komponen dengan petunjuk pin yang agak panjang, maka pin ini juga boleh berfungsi sebagai antena.

Jenis antena utama yang lain ialah antena gelung. Kearuhan konduktor lurus meningkat dengan banyak apabila ia bengkok dan menjadi sebahagian daripada lengkok. Meningkatkan kearuhan merendahkan frekuensi di mana antena mula berinteraksi dengan garis medan.

Pereka PCB berpengalaman yang cukup mahir dalam teori antena gelung tahu untuk tidak membuat gelung untuk isyarat kritikal. Sesetengah pereka, bagaimanapun, tidak memikirkan perkara ini, dan konduktor arus balik dan isyarat dalam litar mereka adalah gelung. Penciptaan antena gelung mudah ditunjukkan dengan contoh (Rajah 8). Di samping itu, penciptaan antena slot ditunjukkan di sini.

Teknologi susun atur PCB

Pertimbangkan tiga kes:

Pilihan A ialah contoh reka bentuk yang buruk. Ia tidak menggunakan poligon tanah analog sama sekali. Litar gelung dibentuk oleh konduktor tanah dan isyarat. Apabila arus mengalir, medan elektrik dan medan magnet berserenjang dengannya timbul. Medan ini membentuk asas antena gelung. Peraturan antena gelung menyatakan bahawa untuk kecekapan maksimum, panjang setiap konduktor hendaklah sama dengan separuh panjang gelombang sinaran yang diterima. Walau bagaimanapun, kita tidak boleh lupa bahawa walaupun pada 1/20 daripada panjang gelombang, antena gelung masih agak berkesan.

Pilihan B adalah lebih baik daripada pilihan A, tetapi terdapat jurang dalam poligon, mungkin untuk mencipta tempat khusus untuk wayar isyarat dihalakan. Isyarat dan laluan arus balik membentuk antena slot. Gelung lain terbentuk dalam potongan di sekeliling cip.

Pilihan B ialah contoh reka bentuk yang lebih baik. Isyarat dan laluan arus balik bertindih, menafikan kecekapan antena gelung. Ambil perhatian bahawa pilihan ini juga mempunyai potongan di sekeliling IC, tetapi ia dipisahkan daripada laluan semasa pulangan.

Teori pantulan dan pemadanan isyarat adalah hampir dengan teori antena.

Apabila konduktor PCB diputar melalui 90°, pantulan boleh berlaku. Ini disebabkan terutamanya oleh perubahan dalam lebar laluan semasa. Di bahagian atas sudut, lebar surih meningkat dengan faktor 1.414, yang membawa kepada ketidakpadanan dalam ciri-ciri talian penghantaran, terutamanya kapasiti teragih dan kearuhan intrinsik surih. Selalunya adalah perlu untuk memutarkan surih 90° pada PCB. Banyak pakej CAD moden membolehkan anda melicinkan sudut laluan yang dilukis atau melukis laluan dalam bentuk arka. Rajah 9 menunjukkan dua langkah untuk memperbaiki bentuk sudut. Hanya contoh terakhir mengekalkan lebar jejak tetap dan meminimumkan pantulan.

Teknologi susun atur PCB

Petua untuk susun atur PCB yang berpengalaman: biarkan prosedur pelicinan ke peringkat terakhir kerja sebelum membuat titisan dan menuang poligon. Jika tidak, pakej CAD akan mengambil masa yang lebih lama untuk melicinkan kerana pengiraan yang lebih kompleks.

 

KESAN PARASIT PAPAN BERCETAK


Jejak PCB pada lapisan yang berbeza digandingkan secara kapasitif apabila ia bersilang. Kadang-kadang ini boleh menimbulkan masalah. Konduktor yang disusun di atas satu sama lain pada lapisan bersebelahan menghasilkan kapasitor filem panjang. Kapasiti pemuat sedemikian dikira mengikut formula yang ditunjukkan dalam Rajah 10.
Teknologi susun atur PCB

Sebagai contoh, papan litar bercetak mungkin mempunyai parameter berikut:

- 4 lapisan; isyarat dan lapisan poligon tanah bersebelahan,

- selang antara lapisan - 0,2 mm,

- lebar konduktor - 0,75 mm,

- panjang konduktor - 7,5 mm.

Nilai ER biasa untuk FR-4 ialah 4.5.

Menggantikan semua nilai ke dalam formula, kami mendapat nilai kapasitansi antara kedua-dua bas ini, bersamaan dengan 1,1 pF. Malah kapasiti yang kelihatan kecil itu tidak boleh diterima untuk beberapa aplikasi. Rajah 11 menggambarkan kesan kemuatan 1 pF apabila disambungkan kepada input penyongsangan op amp frekuensi tinggi.

Teknologi susun atur PCB

Ia boleh dilihat bahawa amplitud isyarat keluaran berganda pada frekuensi yang hampir dengan had atas julat frekuensi OS. Ini, seterusnya, boleh membawa kepada penjanaan, terutamanya pada frekuensi operasi antena (melebihi 180 MHz).

Kesan ini menimbulkan banyak masalah, yang, bagaimanapun, terdapat banyak cara. Yang paling jelas ialah pengurangan panjang konduktor. Cara lain ialah mengurangkan lebarnya. Tiada sebab untuk menggunakan konduktor dengan lebar ini untuk memberi isyarat kepada input penyongsangan, kerana Arus yang sangat sedikit mengalir melalui konduktor ini. Mengurangkan panjang surih kepada 2,5 mm dan lebar kepada 0,2 mm akan mengurangkan kapasitansi kepada 0,1 pF, dan kapasitans sedemikian tidak lagi akan membawa kepada peningkatan ketara dalam tindak balas frekuensi. Satu lagi cara untuk menyelesaikannya ialah mengeluarkan sebahagian poligon di bawah input penyongsangan dan konduktor yang datang kepadanya.

Input penyongsangan op amp, terutamanya op amp berkelajuan tinggi, sangat terdedah kepada berayun dalam litar perolehan tinggi. Ini disebabkan oleh kapasitansi peringkat input op-amp yang tidak diingini. Oleh itu, adalah sangat penting untuk mengurangkan kapasiti parasit dan meletakkan komponen maklum balas sedekat mungkin dengan input penyongsangan. Jika, walaupun langkah-langkah yang diambil, penguat teruja, maka adalah perlu untuk mengurangkan secara berkadar rintangan perintang maklum balas untuk menukar frekuensi resonans litar. Peningkatan dalam perintang juga boleh membantu, bagaimanapun, lebih jarang, kerana. kesan pengujaan juga bergantung kepada impedans litar. Apabila menukar perintang maklum balas, seseorang tidak sepatutnya lupa tentang menukar kapasitansi kapasitor pembetulan. Juga, kita tidak boleh lupa bahawa dengan penurunan rintangan perintang, penggunaan kuasa litar meningkat.

Lebar jejak PCB tidak boleh dikurangkan selama-lamanya. Lebar mengehadkan ditentukan oleh kedua-dua proses teknologi dan ketebalan kerajang. Jika dua konduktor melepasi rapat antara satu sama lain, maka gandingan kapasitif dan induktif terbentuk di antara mereka (Rajah 12).

Teknologi susun atur PCB

Hubungan yang menerangkan kesan parasit ini cukup kompleks untuk diberikan dalam artikel ini, tetapi ia boleh didapati dalam literatur mengenai talian penghantaran dan jalur jalur.

Wayar isyarat tidak boleh dijalankan selari antara satu sama lain, kecuali dalam kes pendawaian pembezaan atau jalur mikro. Jurang antara konduktor mestilah sekurang-kurangnya tiga kali lebar konduktor.

Kapasitansi antara surih dalam litar analog boleh menjadi masalah untuk nilai perintang yang besar (beberapa MΩ). Gandingan kapasitif yang agak besar antara input penyongsangan dan bukan penyongsangan op-amp boleh menyebabkan litar teruja sendiri.

Setiap kali, apabila meletakkan papan litar bercetak, ia menjadi perlu untuk mencipta melalui, i.e. interkoneksi (Rajah 13), mesti diingat bahawa induktansi parasit juga timbul. Dengan diameter lubang selepas penyaduran d dan panjang saluran h, kearuhan boleh dikira menggunakan formula anggaran berikut:

Teknologi susun atur PCB

Sebagai contoh, dengan d=0,4 mm dan h=1,5 mm (nilai yang agak biasa), kearuhan lubang ialah 1,1 nH.

Perlu diingat bahawa induktansi lubang, bersama-sama dengan kapasitansi parasit yang sama, membentuk litar resonan, yang boleh terjejas apabila bekerja pada frekuensi tinggi. Kearuhan intrinsik lubang adalah agak rendah dan frekuensi resonans berada di suatu tempat dalam julat gigahertz, tetapi jika isyarat dipaksa untuk melalui berbilang vias di sepanjang laluannya, induktansi mereka menambah (dalam sambungan bersiri) dan frekuensi resonan akan berkurangan. Kesimpulan: cuba elakkan sebilangan besar vias apabila menghalakan konduktor frekuensi tinggi kritikal litar analog. Satu lagi fenomena negatif ialah dengan sejumlah besar vias dalam poligon tanah, gelung boleh dibuat. Pendawaian analog terbaik - semua konduktor isyarat berada pada lapisan PCB yang sama.

Sebagai tambahan kepada kesan parasit yang dibincangkan di atas, terdapat juga kesan yang dikaitkan dengan permukaan papan yang tidak cukup bersih.

Ingat bahawa jika terdapat rintangan besar dalam litar, maka perhatian khusus harus dibayar untuk membersihkan papan. Sisa fluks dan bahan cemar mesti dikeluarkan semasa peringkat akhir fabrikasi PCB. Baru-baru ini, apabila memasang papan litar bercetak, fluks larut air sering digunakan. Oleh kerana kurang berbahaya, ia mudah dikeluarkan dengan air. Tetapi pada masa yang sama, membasuh papan dengan air bersih yang tidak mencukupi boleh membawa kepada pencemaran tambahan, yang memburukkan lagi ciri dielektrik. Oleh itu, adalah sangat penting untuk membersihkan PCB dengan litar impedans tinggi dengan air suling segar.

 

GANTUNG Isyarat


Seperti yang telah dinyatakan, hingar boleh memasuki bahagian analog litar melalui litar kuasa. Untuk mengurangkan gangguan tersebut, kapasitor penyahgandingan (menyekat) digunakan untuk mengurangkan galangan tempatan bas kuasa.

Jika anda perlu memisahkan papan litar bercetak yang mempunyai kedua-dua bahagian analog dan digital, maka anda perlu mempunyai sekurang-kurangnya sedikit idea tentang ciri elektrik unsur logik.

Peringkat keluaran biasa bagi elemen logik mengandungi dua transistor yang disambungkan secara bersiri antara satu sama lain, serta antara litar kuasa dan tanah (Rajah 14).

Teknologi susun atur PCB

Transistor ini idealnya beroperasi secara ketat dalam antifasa, i.e. apabila salah satu daripadanya terbuka, maka pada masa yang sama yang kedua ditutup, menghasilkan sama ada isyarat logik atau isyarat sifar logik pada output. Dalam keadaan logik keadaan mantap, penggunaan kuasa unsur logik adalah kecil.

Keadaan berubah secara mendadak apabila peringkat keluaran bertukar dari satu keadaan logik ke keadaan logik yang lain. Dalam kes ini, untuk jangka masa yang singkat, kedua-dua transistor boleh dibuka secara serentak, dan arus bekalan peringkat output meningkat dengan banyak, kerana rintangan bahagian laluan semasa dari bas kuasa ke bas tanah melalui dua siri-disambungkan. transistor berkurangan. Penggunaan kuasa meningkat secara mendadak dan kemudian juga berkurangan, yang membawa kepada perubahan setempat dalam voltan bekalan dan kemunculan perubahan mendadak, jangka pendek dalam arus. Perubahan semasa sedemikian mengakibatkan pelepasan tenaga RF. Walaupun pada papan litar bercetak yang agak mudah, mungkin terdapat berpuluh-puluh atau ratusan peringkat keluaran elemen logik yang dipertimbangkan, jadi jumlah kesan operasi serentak mereka boleh menjadi sangat besar.

Adalah mustahil untuk meramalkan julat frekuensi dengan tepat di mana lonjakan semasa ini akan berlaku, kerana kekerapan kejadiannya bergantung kepada banyak faktor, termasuk kelewatan perambatan transistor pensuisan dalam elemen logik. Kelewatan itu, seterusnya, juga bergantung kepada banyak sebab rawak yang berlaku semasa proses pengeluaran. Menukar hingar mempunyai taburan harmonik jalur lebar ke seluruh julat. Untuk menyekat hingar digital, terdapat beberapa kaedah, penggunaannya bergantung pada taburan spektrum bunyi.

Jadual 2 menyenaraikan frekuensi operasi maksimum untuk jenis kapasitor biasa.

Jadual 2

Jenis

Kekerapan maksimum

elektrolitik aluminium

100 кГц

tantalum elektrolitik

1 MHz

mika

500 MHz

керамический

1 GHz

Daripada jadual adalah jelas bahawa kapasitor elektrolitik tantalum digunakan untuk frekuensi di bawah 1 MHz, pada frekuensi yang lebih tinggi kapasitor seramik harus digunakan. Harus diingat bahawa kapasitor mempunyai resonans sendiri dan pilihan yang salah bukan sahaja tidak dapat membantu, tetapi juga memburukkan lagi masalah. Rajah 15 menunjukkan resonans kendiri tipikal bagi dua kapasitor tujuan am, elektrolitik tantalum 10 µF dan seramik 0,01 µF.

Teknologi susun atur PCB

Spesifikasi sebenar mungkin berbeza dari pengeluar ke pengilang dan juga dari lot ke lot dari pengeluar yang sama. Adalah penting untuk memahami bahawa untuk kapasitor berfungsi dengan berkesan, frekuensi yang ditekan mestilah dalam julat yang lebih rendah daripada frekuensi resonans sendiri. Jika tidak, sifat tindak balas akan menjadi induktif, dan kapasitor tidak lagi berfungsi dengan berkesan.

Jangan silap bahawa satu kapasitor 0,1uF akan menolak semua frekuensi. Kapasitor kecil (10 nF atau kurang) boleh berfungsi dengan lebih cekap pada frekuensi yang lebih tinggi.

Penyahgandingan Kuasa IC

Penyahgandingan kuasa litar bersepadu untuk menyekat hingar frekuensi tinggi terdiri daripada satu atau lebih kapasitor yang disambungkan antara pin kuasa dan tanah. Adalah penting bahawa konduktor yang menyambungkan petunjuk kepada kapasitor disimpan pendek. Jika ini tidak berlaku, maka kearuhan diri konduktor akan memainkan peranan penting dan menafikan faedah menggunakan kapasitor penyahgandingan.

Kapasitor penyahgandingan mesti disambungkan kepada setiap pakej litar mikro, tidak kira sama ada terdapat 1, 2 atau 4 opam di dalam pakej. Jika op-amp dikuasakan oleh bekalan bipolar, maka tidak perlu dikatakan bahawa kapasitor penyahgandingan mestilah terletak pada setiap pin kuasa. Nilai kapasitansi mesti dipilih dengan teliti bergantung pada jenis hingar dan gangguan yang terdapat dalam litar.

Dalam kes yang sangat sukar, ia mungkin perlu untuk menambah induktor yang disambungkan secara bersiri dengan output kuasa. Kearuhan hendaklah diletakkan sebelum, bukan selepas, kapasitor.

Satu lagi cara yang lebih murah ialah menggantikan induktansi dengan perintang rintangan rendah (10 ... 100 ohm). Dalam kes ini, bersama-sama dengan kapasitor decoupling, perintang membentuk penapis frekuensi rendah. Kaedah ini mengurangkan julat bekalan op-amp, yang juga menjadi lebih bergantung kepada penggunaan kuasa.

Biasanya, untuk menahan hingar frekuensi rendah dalam litar kuasa, adalah memadai untuk menggunakan satu atau lebih kapasitor elektrolitik aluminium atau tantalum pada penyambung input kuasa. Kapasitor seramik tambahan akan menyekat bunyi frekuensi tinggi dari papan lain.

 

DEPOSIT INPUT DAN OUTPUT


Banyak masalah bunyi berpunca daripada penyambungan terus pin input dan output. Akibat daripada had frekuensi tinggi komponen pasif, tindak balas litar terhadap pendedahan kepada hingar frekuensi tinggi boleh menjadi agak tidak dapat diramalkan.

Dalam keadaan di mana julat frekuensi bunyi teraruh adalah berbeza dengan ketara daripada julat frekuensi litar, penyelesaiannya adalah mudah dan jelas - untuk meletakkan penapis RC pasif untuk menyekat hingar frekuensi tinggi. Walau bagaimanapun, apabila menggunakan penapis pasif, seseorang mesti berhati-hati: ciri-cirinya (disebabkan oleh ketidaksempurnaan ciri frekuensi komponen pasif) kehilangan sifatnya pada frekuensi yang 100 ... 1000 kali lebih tinggi daripada frekuensi cutoff (f3db). Apabila menggunakan penapis bersambung siri yang ditala kepada julat frekuensi yang berbeza, penapis laluan lebih tinggi hendaklah paling hampir dengan pencelah. Induktor ferit juga boleh digunakan untuk penindasan bunyi; mereka mengekalkan sifat induktif rintangan sehingga frekuensi tertentu tertentu, dan di atas rintangan mereka menjadi aktif.

Gangguan pada litar analog boleh menjadi sangat hebat sehingga mungkin untuk menyingkirkan (atau sekurang-kurangnya mengurangkan) ia hanya dengan menggunakan skrin. Untuk berfungsi dengan berkesan, ia mesti direka bentuk dengan teliti supaya frekuensi yang menyebabkan paling banyak masalah tidak boleh memasuki litar. Ini bermakna bahawa perisai tidak boleh mempunyai lubang atau potongan yang lebih besar daripada 1/20 daripada panjang gelombang sinaran terlindung. Adalah idea yang baik untuk membenarkan ruang yang mencukupi untuk skrin yang dimaksudkan dari awal reka bentuk PCB. Apabila menggunakan perisai, anda juga boleh menggunakan gelang ferit (atau manik) untuk semua sambungan ke litar.

 

BADAN OP-AMP


Satu kes biasanya menempatkan satu, dua atau empat penguat operasi (Rajah 16).
Teknologi susun atur PCB

Satu op-amp sering juga mempunyai input tambahan, contohnya untuk melaraskan voltan pincang. Op amp dwi dan empat hanya mempunyai input dan output penyongsangan dan bukan penyongsangan. Oleh itu, jika anda perlu mempunyai pelarasan tambahan, anda mesti menggunakan penguat operasi tunggal. Apabila menggunakan output tambahan, perlu diingat bahawa ia adalah input tambahan dalam strukturnya, oleh itu, ia mesti diuruskan dengan teliti dan mengikut cadangan pengilang.

Dalam op-amp tunggal, output terletak pada sisi bertentangan input. Ini boleh menyukarkan untuk mengendalikan penguat pada frekuensi tinggi disebabkan oleh panjang wayar maklum balas. Salah satu cara untuk mengatasinya ialah meletakkan komponen penguat dan maklum balas pada sisi bertentangan PCB. Ini, bagaimanapun, menghasilkan sekurang-kurangnya dua lubang dan potongan tambahan dalam poligon tanah. Kadangkala ia berbaloi menggunakan dwi op-amp untuk menyelesaikan masalah ini, walaupun penguat kedua tidak digunakan (dan outputnya mesti disambungkan dengan betul). Rajah 17 menggambarkan pemendekan wayar gelung maklum balas untuk sambungan terbalik.

Teknologi susun atur PCB

Dwi op amp adalah biasa digunakan dalam penguat stereo, dan quad op amp dalam litar penapis berbilang peringkat. Walau bagaimanapun, ini mempunyai kelemahan yang agak ketara. Walaupun teknologi semasa menyediakan pengasingan yang baik antara isyarat penguat yang terletak pada cip silikon yang sama, masih terdapat beberapa crosstalk antara mereka. Sekiranya perlu mempunyai jumlah gangguan sedemikian yang sangat kecil, maka perlu menggunakan penguat operasi tunggal. Crosstalk bukan sahaja berlaku dengan penguat dwi atau quad. Sumber mereka boleh menjadi lokasi yang sangat dekat dengan komponen pasif saluran yang berbeza.

Op amp dwi dan empat, sebagai tambahan kepada yang di atas, membolehkan pemasangan yang lebih ketat. Penguat berasingan, seolah-olah, dicerminkan secara relatif antara satu sama lain (Rajah 18).

Teknologi susun atur PCB

Rajah 17 dan 18 tidak menunjukkan semua sambungan yang diperlukan untuk operasi biasa, seperti pemandu jarak pertengahan dengan satu bekalan. Rajah 19 menunjukkan gambar rajah pemacu sedemikian apabila menggunakan penguat quad.

Teknologi susun atur PCB

Rajah menunjukkan semua sambungan yang diperlukan untuk pelaksanaan tiga peringkat penyongsangan bebas. Adalah perlu untuk memberi perhatian kepada fakta bahawa konduktor pemacu separuh voltan terletak terus di bawah pakej litar bersepadu, yang memungkinkan untuk mengurangkan panjangnya. Contoh ini tidak menggambarkan bagaimana ia sepatutnya, tetapi apa yang perlu dilakukan. Voltan tahap pertengahan, sebagai contoh, mungkin sama untuk keempat-empat penguat. Komponen pasif boleh bersaiz sesuai. Contohnya, komponen planar saiz 0402 sepadan dengan jarak pin pakej SO standard. Ini membolehkan panjang konduktor yang sangat pendek untuk aplikasi frekuensi tinggi.

Jenis pakej penguat operasi terutamanya termasuk DIP (dwi-dalam-baris) dan SO (garis-garis kecil). Apabila saiz pakej berkurangan, begitu juga jarak plumbum, membenarkan penggunaan komponen pasif yang lebih kecil. Mengurangkan saiz litar secara keseluruhan mengurangkan kearuhan parasit dan membolehkan operasi pada frekuensi yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, ini juga menghasilkan crosstalk yang lebih kuat disebabkan peningkatan gandingan kapasitif antara komponen dan konduktor.

 

VOLUMETRI DAN PELAPATAN PERMUKAAN


Apabila meletakkan penguat operasi dalam pakej DIP dan komponen pasif dengan wayar wayar, kehadiran vias pada papan litar bercetak diperlukan untuk pemasangannya. Komponen tersebut pada masa ini digunakan apabila tiada keperluan khas untuk dimensi PCB; mereka biasanya lebih murah, tetapi kos papan litar bercetak meningkat semasa proses pembuatan disebabkan oleh penggerudian lubang tambahan untuk petunjuk komponen.

Di samping itu, apabila menggunakan komponen tambahan, dimensi papan dan panjang konduktor meningkat, yang tidak membenarkan litar beroperasi pada frekuensi tinggi. Vias mempunyai induktansi mereka sendiri, yang juga mengenakan sekatan ke atas ciri dinamik litar. Oleh itu, komponen pemalam tidak disyorkan untuk litar frekuensi tinggi atau untuk litar analog yang terletak berhampiran litar logik berkelajuan tinggi.

Sesetengah pereka bentuk, dalam usaha untuk mengurangkan panjang konduktor, meletakkan perintang secara menegak. Pada pandangan pertama, nampaknya ini mengurangkan panjang laluan. Walau bagaimanapun, ini meningkatkan laluan semasa melalui perintang, dan perintang itu sendiri adalah gelung (gegelung induktansi). Kapasiti penyinaran dan penerimaan meningkat berkali-kali ganda.

Lekapan permukaan tidak memerlukan lubang untuk setiap pin komponen. Walau bagaimanapun, terdapat masalah semasa menguji litar, dan anda perlu menggunakan vias sebagai titik ujian, terutamanya apabila menggunakan komponen berskala kecil.

 

BAHAGIAN OU YANG TIDAK DIGUNAKAN


Apabila menggunakan dwi dan empat op amp dalam litar, sesetengah bahagiannya mungkin kekal tidak digunakan dan mesti disambungkan dengan betul dalam kes ini. Sambungan yang salah boleh menyebabkan peningkatan dalam penggunaan kuasa, lebih banyak haba dan lebih banyak bunyi yang digunakan dalam pakej op-amp yang sama. Output penguat operasi yang tidak digunakan boleh disambungkan seperti ditunjukkan dalam rajah. 20a. Pin penyambung dengan komponen tambahan (Gamb. 20b) akan memudahkan penggunaan op-amp ini semasa pentauliahan.
Teknologi susun atur PCB
 

KESIMPULAN


Simpan perkara penting berikut dalam fikiran dan simpan dalam fikiran semasa mereka bentuk dan pendawaian litar analog.Maklumat am:

  • fikirkan papan litar bercetak sebagai komponen litar elektrik;
  • mempunyai idea dan pemahaman tentang sumber bunyi dan gangguan;
  • model dan litar susun atur.

Papan litar bercetak:

  • gunakan papan litar bercetak hanya daripada bahan berkualiti tinggi (contohnya, FR-4);
  • litar yang dibuat pada papan litar bercetak berbilang lapisan adalah 20 dB kurang terdedah kepada gangguan luar berbanding litar yang dibuat pada papan dua lapisan;
  • gunakan poligon yang berasingan dan tidak bertindih untuk tanah dan suapan yang berbeza;
  • letakkan tanah dan poligon kuasa pada lapisan dalam PCB.

Компоненты:

  • sedar tentang had kekerapan yang diperkenalkan oleh komponen pasif dan jejak papan;
  • cuba elakkan penempatan menegak komponen pasif dalam litar berkelajuan tinggi;
  • untuk litar frekuensi tinggi, gunakan komponen yang direka untuk pemasangan permukaan;
  • konduktor hendaklah lebih pendek lebih baik;
  • jika panjang konduktor yang lebih panjang diperlukan, kemudian kurangkan lebarnya;
  • petunjuk komponen aktif yang tidak digunakan mesti disambungkan dengan betul.

Pendawaian:

  • letakkan litar analog berhampiran penyambung kuasa;
  • jangan sekali-kali mengarahkan wayar yang membawa isyarat logik melalui kawasan analog papan, dan sebaliknya;
  • jadikan konduktor sesuai untuk input penyongsangan op-amp pendek;
  • pastikan bahawa konduktor input penyongsangan dan bukan penyongsangan op-amp tidak selari antara satu sama lain untuk jarak yang jauh;
  • cuba elakkan menggunakan vias tambahan, kerana induktansi mereka sendiri boleh membawa kepada masalah tambahan;
  • jangan jalankan konduktor pada sudut tepat dan licinkan bahagian atas sudut jika boleh.

Pertukaran:

  • gunakan jenis kapasitor yang betul untuk menyekat hingar dalam litar kuasa;
  • untuk menyekat gangguan frekuensi rendah dan hingar, gunakan kapasitor tantalum pada penyambung input kuasa;
  • untuk menyekat gangguan frekuensi tinggi dan bunyi bising, gunakan kapasitor seramik pada penyambung input kuasa;
  • gunakan kapasitor seramik pada setiap output kuasa litar mikro; jika perlu, gunakan beberapa kapasitor untuk julat frekuensi yang berbeza;
  • jika pengujaan berlaku dalam litar, maka perlu menggunakan kapasitor dengan nilai kapasitans yang lebih kecil, dan bukan yang lebih besar;
  • dalam kes sukar dalam litar kuasa, gunakan perintang bersambung siri rintangan kecil atau induktansi;
  • kapasitor penyahgandingan kuasa analog hanya perlu disambungkan ke tanah analog, bukan tanah digital.

Penerbitan: cxem.net

Lihat artikel lain bahagian Komputer.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kebisingan lalu lintas melambatkan pertumbuhan anak ayam 06.05.2024

Bunyi yang mengelilingi kita di bandar moden semakin menusuk. Walau bagaimanapun, sedikit orang berfikir tentang bagaimana bunyi ini menjejaskan dunia haiwan, terutamanya makhluk halus seperti anak ayam yang belum menetas dari telur mereka. Penyelidikan baru-baru ini menjelaskan isu ini, menunjukkan akibat yang serius untuk pembangunan dan kelangsungan hidup mereka. Para saintis telah mendapati bahawa pendedahan anak ayam zebra diamondback kepada bunyi lalu lintas boleh menyebabkan gangguan serius kepada perkembangan mereka. Eksperimen telah menunjukkan bahawa pencemaran bunyi boleh melambatkan penetasan mereka dengan ketara, dan anak ayam yang muncul menghadapi beberapa masalah yang menggalakkan kesihatan. Para penyelidik juga mendapati bahawa kesan negatif pencemaran bunyi meluas ke dalam burung dewasa. Mengurangkan peluang pembiakan dan mengurangkan kesuburan menunjukkan kesan jangka panjang bunyi lalu lintas terhadap hidupan liar. Hasil kajian menyerlahkan keperluan ...>>

Pembesar suara wayarles Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

Dalam dunia teknologi audio moden, pengeluar berusaha bukan sahaja untuk kualiti bunyi yang sempurna, tetapi juga untuk menggabungkan fungsi dengan estetika. Salah satu langkah inovatif terkini ke arah ini ialah sistem pembesar suara tanpa wayar Samsung Music Frame HW-LS60D yang baharu, dipersembahkan pada acara World of Samsung 2024. Samsung HW-LS60D bukan sekadar sistem pembesar suara, ia adalah seni bunyi gaya bingkai. Gabungan sistem 6 pembesar suara dengan sokongan Dolby Atmos dan reka bentuk bingkai foto yang bergaya menjadikan produk ini sebagai tambahan yang sempurna untuk mana-mana bahagian dalam. Samsung Music Frame baharu menampilkan teknologi canggih termasuk Audio Adaptif yang menyampaikan dialog yang jelas pada mana-mana tahap kelantangan, dan pengoptimuman bilik automatik untuk penghasilan semula audio yang kaya. Dengan sokongan untuk sambungan Spotify, Tidal Hi-Fi dan Bluetooth 5.2, serta penyepaduan pembantu pintar, pembesar suara ini bersedia untuk memuaskan hati anda. ...>>

Cara Baharu untuk Mengawal dan Memanipulasi Isyarat Optik 05.05.2024

Dunia sains dan teknologi moden berkembang pesat, dan setiap hari kaedah dan teknologi baharu muncul yang membuka prospek baharu untuk kita dalam pelbagai bidang. Satu inovasi sedemikian ialah pembangunan oleh saintis Jerman tentang cara baharu untuk mengawal isyarat optik, yang boleh membawa kepada kemajuan ketara dalam bidang fotonik. Penyelidikan baru-baru ini telah membolehkan saintis Jerman mencipta plat gelombang yang boleh disesuaikan di dalam pandu gelombang silika bersatu. Kaedah ini, berdasarkan penggunaan lapisan kristal cecair, membolehkan seseorang menukar polarisasi cahaya yang melalui pandu gelombang dengan berkesan. Kejayaan teknologi ini membuka prospek baharu untuk pembangunan peranti fotonik yang padat dan cekap yang mampu memproses jumlah data yang besar. Kawalan elektro-optik polarisasi yang disediakan oleh kaedah baharu boleh menyediakan asas untuk kelas baharu peranti fotonik bersepadu. Ini membuka peluang besar untuk ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Wanita lebih sensitif terhadap tekanan berbanding lelaki 01.07.2023

Wanita lebih sensitif terhadap tekanan berbanding lelaki, penyelidik di Institut Karolinska di Sweden telah menemui. Mereka mengenal pasti sekumpulan neuron yang bertanggungjawab menjana emosi negatif dan mendapati bahawa neuron ini mengandungi reseptor estrogen, yang menerangkan peningkatan sensitiviti wanita terhadap tekanan.

Menggunakan teknik analisis otak yang canggih, para penyelidik menentukan bagaimana neuron ini menyala semasa tekanan kronik. Eksperimen yang dilakukan pada tikus makmal telah menunjukkan bahawa neuron ini menyambungkan hipotalamus ke habenula sisi, yang bertanggungjawab untuk tindak balas terhadap ganjaran dan keengganan.

"Mengetahui neuron mana dalam laluan otak ini mengawal emosi negatif akan membantu kita lebih memahami mekanisme di sebalik perkembangan gangguan afektif, termasuk kemurungan. Ini akan membuka jalan kepada pembangunan ubat yang berkesan untuk merawatnya," kata Profesor Konstantinos Meletis, seorang daripada peserta kajian.

Para saintis menyatakan bahawa neuron yang dikaitkan dengan emosi negatif dan tekanan kronik mempunyai reseptor estrogen, yang menerangkan peningkatan sensitiviti wanita kepada situasi yang tertekan. Dalam eksperimen dengan tikus, diperhatikan bahawa wanita yang terdedah kepada tekanan menunjukkan tindak balas yang lebih lama terhadap tekanan berbanding dengan lelaki.

"Wanita sebelum ini diketahui lebih terdedah kepada kemurungan dan kebimbangan berbanding lelaki. Namun, baru sekarang kita dapat menemui mekanisme biologi yang menjelaskan fakta ini," kata pengarang bersama kajian itu, Profesor Marie Karlen.

Berita menarik lain:

▪ Bahaya antikonvulsan

▪ Nostalgia baik untuk jiwa

▪ Pengulang teleportasi untuk internet kuantum

▪ Kulit tiruan berasa sakit

▪ Cara mesra alam untuk mendapatkan vanillin

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

 

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Dokumentasi normatif mengenai perlindungan buruh. Pemilihan artikel

▪ artikel Oh, bagaimana saya akan hidup untuk melihat perkahwinan-perkahwinan! Ungkapan popular

▪ artikel Pokok apa yang boleh berhenti tumbuh selama lebih daripada dua puluh tahun, menunggu peluangnya? Jawapan terperinci

▪ pasal Sungai Yenisei. Keajaiban alam semula jadi

▪ artikel Daripada mikrofon - kepala dinamik. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Kemunculan burung merpati dari kotak. Fokus Rahsia

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Имя:


E-mel (pilihan):


Komen:





Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024