Як розумно замінити мікросхеми в проектуванні друкованих плат?

Коли виникає потреба замінити мікросхему в проектуванні схем друкованих плат, давайте поділимося кількома порадами щодо заміни мікросхеми, щоб допомогти розробникам бути більш досконалими в проектуванні схем друкованих плат.

 

1. Пряма заміна
Пряма заміна означає безпосередню заміну оригінальної мікросхеми іншими мікросхемами без будь-яких модифікацій, при цьому основні характеристики та показники машини не зміняться після заміни.

Принцип заміни такий: функція, індекс продуктивності, форма корпусу, використання виводів, номер виводу та інтервал заміни мікросхеми однакові. Та сама функція мікросхеми стосується не лише тієї ж функції, але й тієї ж логічної полярності, тобто полярність вихідного та вхідного рівнів, напруга та амплітуда струму повинні бути однаковими. Показники продуктивності стосуються основних електричних параметрів мікросхеми (або основної кривої характеристики), максимальної розсіюваної потужності, максимальної робочої напруги, діапазону частот та різних параметрів вхідного та вихідного імпедансу сигналу, подібних до параметрів оригінальної мікросхеми. Замінники з низькою потужністю повинні збільшити радіатор.

01
Заміна того ж типу ІМС
Заміна мікросхеми того ж типу, як правило, є надійною. Під час встановлення інтегральної друкованої плати будьте обережні, щоб не помилитися в напрямку, інакше інтегрована друкована плата може згоріти під час увімкнення живлення. Деякі мікросхеми підсилювачів потужності з одним лінійним підключенням мають однакову модель, функцію та характеристики, але порядок розташування контактів відрізняється. Наприклад, двоканальний підсилювач потужності ICLA4507 має «позитивні» та «негативні» контакти, а початкове маркування контактів (кольорові точки або ямки) розташоване в різних напрямках: суфікса немає, а суфікс - «R», мікросхема тощо, наприклад, M5115P та M5115RP.

02
Заміна ІС з однаковою літерою префікса та різними номерами
Якщо функції контактів цієї заміни абсолютно однакові, то внутрішня схема друкованої плати та електричні параметри дещо відрізняються, і їх також можна безпосередньо замінити один на одного. Наприклад: ICLA1363 та LA1365 встановлені в звуковій мікросхемі, останній додає стабілітрон всередині контакту 5 мікросхеми, ніж перший, а інші абсолютно однакові.

Загалом, префіксна літера вказує на виробника та категорію схеми друкованої плати. Цифри після префіксної літери однакові, і більшість із них можна безпосередньо замінити. Але є також кілька особливих випадків. Хоча цифри однакові, функції абсолютно різні. Наприклад, HA1364 – це мікросхема звуку, а uPC1364 – мікросхема декодування кольору; номер 4558, 8-контактний – це операційний підсилювач NJM4558, а 14-контактний – це цифрова схема друкованої плати CD4558; отже, їх взагалі не можна замінити. Тому ми повинні звернути увагу на функцію виводів.

Деякі виробники впроваджують неупаковані мікросхеми та переробляють їх на продукти, названі на честь заводу, а деякі вдосконалюють продукти для покращення певних параметрів. Ці продукти часто називаються різними моделями або відрізняються суфіксами моделей. Наприклад, AN380 та uPC1380 можна безпосередньо замінити, а AN5620, TEA5620, DG5620 тощо можна безпосередньо замінити.

 

2. Непряма заміна
Непряма заміна стосується методу, за якого мікросхема, яку неможливо безпосередньо замінити, використовується шляхом незначної модифікації периферійної схеми друкованої плати, зміни початкового розташування контактів або додавання чи видалення окремих компонентів тощо, щоб зробити її замінною мікросхемою.

Принцип заміщення: ІС, що використовується для заміщення, може відрізнятися від оригінальної ІС, мати різні функції виводів та зовнішній вигляд, але функції повинні бути однаковими, а характеристики – подібними; продуктивність оригінальної машини не повинна змінюватися після заміщення.

01
Заміна різних корпусних ІС
Для мікросхем одного типу, але з різною формою корпусу, потрібно змінити лише форму та розташування контактів нового пристрою відповідно до форми та розташування контактів оригінального пристрою. Наприклад, схема AFTPCB CA3064 та CA3064E, перша має круглий корпус з радіальними контактами, друга — подвійний рядний пластиковий корпус, внутрішні характеристики яких абсолютно однакові, і їх можна з'єднувати відповідно до функції контактів. Дворядні ICAN7114, AN7115 та LA4100, LA4102 мають принципово однакову форму корпусу, а виводи та радіатор розташовані рівно на 180 градусів один від одного. Вищезгадані подвійний рядний 16-контактний корпус з радіатором AN5620 та подвійний рядний 18-контактний корпус TEA5620. Контакти 9 та 10 розташовані на правій стороні інтегральної схеми друкованої плати, що еквівалентно радіатору AN5620. Інші контакти цих двох розташовані таким самим чином. Підключіть 9-й та 10-й контакти до землі для використання.

02
Функції схеми друкованої плати однакові, але функції окремих виводів відрізняються заміщенням LC
Заміну можна виконати відповідно до конкретних параметрів та інструкцій кожного типу мікросхеми. Наприклад, AGC та вихідний відеосигнал на телевізорі мають різну полярність між позитивною та негативною, якщо інвертор підключено до вихідного терміналу, його можна замінити.

03
Заміна мікросхем тим самим пластиком, але з різними функціями виводів
Такий вид заміни потребує зміни схеми периферійної друкованої плати та розташування контактів, що вимагає певних теоретичних знань, повної інформації, а також багатого практичного досвіду та навичок.

04
Деякі порожні ноги не повинні бути заземлені без дозволу
Деякі контакти виводів у внутрішній еквівалентній схемі друкованої плати та схемі друкованої плати застосування не позначені. Якщо є вільні контакти, їх не слід заземлювати без дозволу. Ці контакти є запасними або запасними, а іноді вони також використовуються як внутрішні з'єднання.

05
Комбінована заміна
Комбінована заміна полягає у повторному складанні непошкоджених частин друкованої плати кількох мікросхем однієї моделі в повну мікросхему для заміни несправної мікросхеми. Це дуже зручно, коли оригінальна мікросхема недоступна. Але необхідно, щоб справна схема друкованої плати всередині використаної мікросхеми мала інтерфейсний контакт.

Ключем до непрямої заміни є визначення основних електричних параметрів двох мікросхем, які замінюються одна на одну, внутрішньої еквівалентної схеми друкованої плати, функції кожного виводу та зв'язку між компонентами мікросхеми. Будьте обережні під час реальної експлуатації.

(1) Порядок нумерації контактів інтегральної друкованої плати не повинен бути неправильно підключений;
(2) Щоб адаптуватися до характеристик заміненої ІС, компоненти периферійної схеми друкованої плати, підключеної до неї, слід відповідно змінити;
(3) Напруга живлення повинна відповідати напрузі живлення заміненої мікросхеми. Якщо напруга живлення на оригінальній схемі друкованої плати висока, спробуйте зменшити її; якщо напруга низька, це залежить від того, чи зможе працювати замінена мікросхема;
(4) Після заміни слід виміряти струм спокою мікросхеми. Якщо струм значно перевищує нормальне значення, це означає, що схема друкованої плати може бути самозбудженою. У цьому випадку потрібна розв'язка та регулювання. Якщо коефіцієнт підсилення відрізняється від початкового, можна відрегулювати опір резистора зворотного зв'язку;
(5) Після заміни вхідний та вихідний імпеданс мікросхеми повинні відповідати оригінальній схемі друкованої плати; перевірте її керівні можливості;
(6) Під час внесення змін повністю використовуйте отвори для контактів та виводи на оригінальній платі друкованої плати, а зовнішні виводи повинні бути акуратними та уникати перетину спереду та ззаду, щоб перевірити та запобігти самозбудженню схеми друкованої плати, особливо для запобігання високочастотному самозбудженню;
(7) Найкраще підключити вимірювач постійного струму послідовно до петлі Vcc джерела живлення перед увімкненням живлення та спостерігати, чи є зміна загального струму інтегральної схеми друкованої плати нормальною від великого до малого.

06
Замініть ІС дискретними компонентами
Іноді для заміни пошкодженої частини мікросхеми, щоб відновити її функціональність, можна використовувати дискретні компоненти. Перед заміною слід розуміти внутрішній принцип функціонування мікросхеми, нормальну напругу на кожному виводі, діаграму форми сигналу та принцип роботи схеми друкованої плати з периферійними компонентами. Також враховуйте:

(1) Чи можна вивести сигнал з виробу C та підключити до вхідного терміналу периферійної схеми друкованої плати:
(2) Чи можна підключити сигнал, оброблений периферійною схемою друкованої плати, до наступного рівня всередині інтегральної схеми друкованої плати для повторної обробки (узгодження сигналу під час підключення не повинно впливати на її основні параметри та продуктивність). Якщо мікросхема проміжного підсилювача пошкоджена, то типова схема друкованої плати та внутрішня схема друкованої плати складаються з проміжного підсилювача аудіо, частотної дискримінації та частотного підсилення. Для виявлення пошкодженої частини можна використовувати метод введення сигналу. Якщо частина аудіопідсилювача пошкоджена, можна використовувати дискретні компоненти.