U cablaggio di i circuiti stampati (PCB) ghjoca un rollu chjave in i circuiti à alta velocità, ma hè spessu unu di l'ultimi passi in u prucessu di cuncepimentu di i circuiti. Ci sò parechji prublemi cù u cablaggio di i PCB à alta velocità, è hè stata scritta assai literatura nantu à questu tema. Questu articulu discute principalmente u cablaggio di i circuiti à alta velocità da una perspettiva pratica. U scopu principale hè di aiutà i novi utilizatori à fà attenzione à parechji prublemi diversi chì devenu esse cunsiderati quandu si cuncepiscenu layout di circuiti PCB à alta velocità. Un altru scopu hè di furnisce un materiale di rivista per i clienti chì ùn anu micca toccu u cablaggio di i PCB dapoi un pezzu. A causa di u layout limitatu, questu articulu ùn pò micca discute tutti i prublemi in dettagliu, ma discuteremu e parti chjave chì anu u più grande effettu nantu à u miglioramentu di e prestazioni di i circuiti, a riduzione di u tempu di cuncepimentu è u risparmiu di tempu di mudificazione.
Ancu s'è l'attenzione principale quì hè nantu à i circuiti ligati à l'amplificatori operazionali à alta velocità, i prublemi è i metudi discussi quì sò generalmente applicabili à u cablaggio utilizatu in a maiò parte di l'altri circuiti analogichi à alta velocità. Quandu l'amplificatore operazionale funziona in una banda di frequenza di radiofrequenza (RF) assai alta, e prestazioni di u circuitu dipendenu in gran parte da u layout di u PCB. I disinni di circuiti à alte prestazioni chì parenu boni nantu à i "disegni" ponu ottene prestazioni ordinarie solu s'elli sò affettati da a trascuranza durante u cablaggio. A pre-considerazione è l'attenzione à i dettagli impurtanti in tuttu u prucessu di cablaggio aiuteranu à assicurà e prestazioni di u circuitu previste.
Schema di schema
Ancu s'è un bon schema ùn pò micca guarantisce un bon cablaggio, un bon cablaggio principia cù un bon schema. Pensate bè quandu disegnate u schema, è duvete cunsiderà u flussu di signale di tuttu u circuitu. S'ellu ci hè un flussu di signale nurmale è stabile da manca à diritta in u schema, allora ci deve esse u listessu bon flussu di signale nantu à u PCB. Date u più infurmazioni utili pussibule nantu à u schema. Perchè qualchì volta l'ingegnere di cuncepimentu di circuiti ùn hè micca quì, i clienti ci dumanderanu di aiutà à risolve u prublema di u circuitu, i cuncepitori, i tecnichi è l'ingegneri impegnati in questu travagliu saranu assai grati, cumpresi noi.
In più di l'identificatori di riferimentu ordinari, u cunsumu energeticu è a tolleranza à l'errore, chì infurmazioni devenu esse date in u schema ? Eccu alcuni suggerimenti per trasfurmà i schemi ordinari in schemi di prima classe. Aghjunghjite forme d'onda, infurmazioni meccaniche nantu à a cunchiglia, lunghezza di e linee stampate, zone bianche; indicate quali cumpunenti devenu esse piazzati nantu à u PCB; date infurmazioni di regulazione, intervalli di valori di i cumpunenti, infurmazioni di dissipazione di u calore, linee stampate di l'impedenza di cuntrollu, cummenti è brevi descrizzioni di l'azione di i circuiti... (è altri).
Ùn crede à nimu
Sè vo ùn cuncepite micca u cablaggio voi stessu, assicuratevi di lascià abbastanza tempu per verificà attentamente u disignu di a persona chì si occupa di u cablaggio. Una piccula prevenzione vale centu volte u rimediu à questu puntu. Ùn vi aspettate micca chì a persona chì si occupa di u cablaggio capisca e vostre idee. A vostra opinione è a vostra guida sò e più impurtanti in e prime fasi di u prucessu di cuncepimentu di u cablaggio. Più infurmazioni pudete furnisce, è più intervenite in tuttu u prucessu di cablaggio, megliu serà u PCB risultante. Stabilite un puntu di cumpletamentu pruvisoriu per l'ingegnere di cuncepimentu di u cablaggio - una verificazione rapida secondu u rapportu di prugressu di u cablaggio chì vulete. Stu metudu di "circuitu chjusu" impedisce à u cablaggio di smarrisce, minimizendu cusì a pussibilità di rilavorazione.
L'istruzzioni chì devenu esse date à l'ingegnere di cablaggio includenu: una breve descrizzione di a funzione di u circuitu, un diagramma schematicu di u PCB chì indica e pusizioni d'entrata è d'uscita, informazioni di impilamentu di u PCB (per esempiu, quantu hè spessu a scheda, quanti strati ci sò, è informazioni dettagliate nantu à ogni stratu di signale è u pianu di terra - funzione Cunsumu d'energia, filu di terra, signale analogicu, signale digitale è signale RF); quali signali sò richiesti per ogni stratu; richiede u piazzamentu di cumpunenti impurtanti; a pusizione esatta di i cumpunenti di bypass; quali linee stampate sò impurtanti; quali linee devenu cuntrullà l'impedenza di e linee stampate; Quali linee devenu currisponde à a lunghezza; a dimensione di i cumpunenti; quali linee stampate devenu esse luntane (o vicine) l'una à l'altra; quali linee devenu esse luntane (o vicine) l'una à l'altra; quali cumpunenti devenu esse luntane (o vicine) l'una à l'altra; quali cumpunenti devenu esse piazzati Sopra à u PCB, quali sò piazzati sottu. Ùn vi lagnate mai chì ci hè troppu infurmazione per l'altri - troppu poca? Hè troppu? Ùn fate micca.
Un'esperienza di apprendimentu: Circa 10 anni fà, aghju cuncipitu una scheda di circuitu stampatu à muntatura superficiale multistratu - ci sò cumpunenti da i dui lati di a scheda. Aduprà assai viti per fissà a scheda in una carcassa d'aluminiu placcata in oru (perchè ci sò indicatori antivibrazione assai stretti). I pin chì furniscenu un alimentazione di polarizazione passanu per a scheda. Stu pin hè cunnessu à u PCB da fili di saldatura. Questu hè un dispositivu assai cumplicatu. Certi cumpunenti nantu à a scheda sò aduprati per l'impostazione di prova (SAT). Ma aghju definitu chjaramente a pusizione di sti cumpunenti. Pudete induvinà induve sò stallati sti cumpunenti? À propositu, sottu à a scheda. Quandu l'ingegneri è i tecnichi di u produttu anu avutu à smuntà tuttu u dispositivu è riassemblalli dopu avè cumpletatu l'impostazioni, parevanu assai scontenti. Ùn aghju più fattu questu sbagliu da tandu.
Posizione
Cum'è in un PCB, a situazione hè tuttu. Induve mette un circuitu nantu à u PCB, induve installà i so cumpunenti di circuitu specifichi, è quali altri circuiti adiacenti sò, tutti sò assai impurtanti.
Di solitu, e pusizioni di l'entrata, di l'uscita è di l'alimentazione sò predeterminate, ma u circuitu trà di elli hà bisognu di "ghjucà a so propria creatività". Hè per quessa chì prestà attenzione à i dettagli di u cablaggio darà enormi ritorni. Cuminciate cù a pusizione di i cumpunenti chjave è cunsiderate u circuitu specificu è tuttu u PCB. Specificà a pusizione di i cumpunenti chjave è i percorsi di signale da u principiu aiuta à assicurà chì u disignu risponde à l'ubbiettivi di travagliu previsti. Uttene u disignu ghjustu a prima volta pò riduce i costi è a pressione, è accurtà u ciclu di sviluppu.
Bypass power
Bypassà l'alimentazione da u latu di l'amplificatore per riduce u rumore hè un aspettu assai impurtante in u prucessu di cuncepimentu di PCB, cumpresi l'amplificatori operazionali à alta velocità o altri circuiti à alta velocità. Ci sò dui metudi di cunfigurazione cumuni per bypassà l'amplificatori operazionali à alta velocità.
Messa à terra di u terminale di alimentazione: Stu metudu hè u più efficace in a maiò parte di i casi, aduprendu parechji condensatori paralleli per mette à terra direttamente u pin di alimentazione di l'amplificatore operazionale. In generale, dui condensatori paralleli sò sufficienti, ma l'aghjunta di condensatori paralleli pò esse benefica per certi circuiti.
A cunnessione parallela di condensatori cù diversi valori di capacità aiuta à assicurà chì solu una bassa impedenza di corrente alternata (AC) pò esse vista nantu à u pin di alimentazione nantu à una larga banda di frequenza. Questu hè particularmente impurtante à a frequenza di attenuazione di u rapportu di rigettu di l'alimentazione di l'amplificatore operazionale (PSR). Stu condensatore aiuta à cumpensà u PSR riduttu di l'amplificatore. Mantene un percorsu di terra à bassa impedenza in parechje gamme di dece ottave aiuterà à assicurà chì u rumore dannosu ùn pò micca entre in l'amplificatore operazionale. A Figura 1 mostra i vantaghji di l'usu di parechji condensatori in parallelu. À basse frequenze, i grandi condensatori furniscenu un percorsu di terra à bassa impedenza. Ma una volta chì a frequenza ghjunghje à a so propria frequenza di risonanza, a capacità di u condensatore s'indebulirà è apparirà gradualmente induttiva. Hè per quessa chì hè impurtante aduprà parechji condensatori: quandu a risposta di frequenza di un condensatore cumencia à calà, a risposta di frequenza di l'altru condensatore cumencia à travaglià, cusì pò mantene una impedenza AC assai bassa in parechje gamme di dece ottave.
Cuminciate direttamente cù i pin di l'alimentazione di l'amplificatore operazionale; u condensatore cù a capacità più chjuca è a dimensione fisica più chjuca deve esse piazzatu da u listessu latu di u PCB cum'è l'amplificatore operazionale - è u più vicinu pussibule à l'amplificatore. U terminale di terra di u condensatore deve esse cunnessu direttamente à u pianu di terra cù u pin più cortu o u filu stampatu. A cunnessione di terra sopra deve esse u più vicinu pussibule à u terminale di carica di l'amplificatore per riduce l'interferenza trà u terminale di putenza è u terminale di terra.
Stu prucessu deve esse ripetutu per i condensatori cù u valore di capacità u più grande dopu. Hè megliu principià cù u valore minimu di capacità di 0,01 µF è mette vicinu à ellu un condensatore elettroliticu di 2,2 µF (o più grande) cù una bassa resistenza in serie equivalente (ESR). U condensatore di 0,01 µF cù una dimensione di casu di 0508 hà una induttanza in serie assai bassa è eccellenti prestazioni in alta frequenza.
Alimentazione à alimentazione: Un altru metudu di cunfigurazione usa unu o più condensatori di bypass cunnessi trà i terminali di alimentazione pusitivi è negativi di l'amplificatore operazionale. Stu metudu hè generalmente adupratu quandu hè difficiule di cunfigurà quattru condensatori in u circuitu. U so svantaghju hè chì a dimensione di a carcassa di u condensatore pò aumentà perchè a tensione à traversu u condensatore hè u doppiu di u valore di tensione in u metudu di bypass à alimentazione unica. Aumentà a tensione richiede l'aumentu di a tensione di rottura nominale di u dispusitivu, vale à dì, aumentà a dimensione di a carcassa. Tuttavia, stu metudu pò migliurà e prestazioni di PSR è di distorsione.
Siccomu ogni circuitu è cablaggio hè diversu, a cunfigurazione, u numeru è u valore di capacità di i condensatori devenu esse determinati secondu i requisiti di u circuitu attuale.