Instalación de bobinas de inductancia en placas de circuitos impresos simples. Elementos de radio fabricados por el método de impresión. Placa de circuito impreso de una sola capa

En un VHF de tamaño pequeño, las bobinas de contorno y los choques de RF ocupan un espacio relativamente mucho en la pizarra. A menudo, exactamente determinan la altura total de la placa de circuito. En algunos casos, puede ser apropiado aplicar bobinas planas, impresas y alambres. La base para las bobinas de RF impresas se atiende con mayor frecuencia por cerámicas especiales de alta frecuencia. La tecnología de producción de tales bobinas no es adecuada para las condiciones de aficionados. Sin embargo, como lo demuestra la práctica, a las frecuencias de 80-100 MHz, se pueden obtener resultados bastante satisfactorios utilizando las bobinas hechas de plataforma de vidrio de lámina mediante grabado. La aplicación para bobinas impresas de lámina fluoroplástica le permite mover el límite de frecuencia a 200-300 MHz. Las bobinas de alambre planas tienen una resistencia mecánica satisfactoria, relativamente pequeñas con su propia capacidad, facilidad de fabricación y se pueden usar en frecuencias a 10 MHz. Se puede obtener un aumento esencial en la inductancia y el límite de calidad de las bobinas planas impresas y de alambre, si la bobina de uno o ambos lados a la bobina está incrustada por placas de ferrita. Al cambiar la distancia entre el automóvil y la placa (un conjunto de juntas no magnéticas o de otra manera), puede cambiar la inductancia de la bobina. Es posible regular la inductancia en algunos límites utilizando una brida no magnética TALLA (cobre o aluminio), que se mueve cerca de la bobina paralela a ella. Las bobinas de alambre se colocan convenientemente directamente en la placa o en una placa separada, unidas a la placa. Las bobinas de impresión pueden ser de forma arbitraria. "Terreno" en la pizarra debe ser la perspectiva del turno externo, en este caso, desempeña el papel de la pantalla. Además, puede proteger la bobina impresa por otro giro desbloqueado al aire libre, conectando la máquina con un cable de dispositivo compartido. Ejemplos de bobinas se muestran en la foto.

Calcule las bobinas con una precisión suficiente para la radio aficionada utilizando los nomogramas. El procedimiento para calcular las bobinas impresas y de alambre es similar, la diferencia es que el ancho de la ruta impresa de la bobina impresa corresponde al diámetro de los cables de la bobina de alambre de cobre, y el ancho de la brecha entre las pistas es el doble espesor de la Aislamiento del cable.

Las dimensiones de diseño de las bobinas se muestran en la FIG. 1, a y b. Los números para el cálculo se representan en la FIG. 2 y 3. Como ejemplo, el cálculo de la bobina impresa redonda (sin un núcleo) se considera mediante la inductancia de 0.64 μg. El mayor diámetro exterior D de la bobina se elige igual a 20 mm, el DRESCULAR DRESO PEQUEÑO D \u003d 8 MM. Es necesario encontrar el número de giros W, el ancho de la ruta impresa S y la distancia SR entre los centros C1 y C2 semi-rápidos de la bobina. El nomograma para calcular las bobinas redondas se presenta en la FIG. 2. Calcule: D + D \u003d 20 + 8 \u003d 28 mm \u003d \u003d 2.8 cm: D / D \u003d 20: 8 \u003d 2.5. En las escamas "D + D" y "D / D" encontramos los puntos apropiados y conectarlos rectos (en la Fig. 2 - Línea de guión). A través del punto de intersección de esta línea recta con una línea auxiliar no social y un punto en la escala "L", correspondiente a la inductancia predeterminada L \u003d 0.64 μH, realizamos directamente antes de la intersección con la escala "W", de acuerdo con que contamos el número deseado de turnos - 6.5. Los valores D + D, D / D o L en las escalas de nomogramas se pueden aumentar (disminuir) a 10 o 100 veces, mientras que los valores W se cambiarán a la raíz de 10 y la raíz de 100 veces. El ancho S, MM, el conductor impreso se calcula por la fórmula: S\u003e \u003d SR \u003d (D - D) / 4W; El diámetro del aislamiento de alambre de la bobina de alambre - DIP \u003d (D - D) / 2W. El resultado obtenido se redondea a la mayoría más cercana de la fila de 0.5; 0.75; 1.0; 1.25; 1.5 mm, etc. sr \u003d (20-8) / 4x6.5 \u003d 0.46; S \u003d 0,5 mm. Con valores pequeños de SR, es necesario recibir SR \u003d S para las bobinas translúcidas de inmersión, redondeadas al diámetro estándar más cercano del cable de aislamiento. El dibujo de las bobinas se aplican al vidrio de lámina de textolito con una circular, que está instalada por un raysfededer lleno de un resistente a la pintura química. El piso superior del círculo (ver Fig. 1A) se lleva a cabo desde el centro C1, y la parte inferior, desde C2. La distancia SR debe soportar con una posible mayor precisión. Después del secado, la bobina de kraki está grabada, como de costumbre, en la solución de hierro de cloro. Las bobinas de impresión de la forma cuadrada se calculan mediante el nomograma que se muestra en la FIG. 3. Los resultados más precisos del cálculo de las bobinas planas se pueden obtener analíticamente, utilizando fórmulas para las cuales se construyen los nomogramas. Estas fórmulas se muestran en la FIG. 2 y 3. La dimensión de los valores en las fórmulas corresponde a un especificado en el nomograma. Los valores de las funciones "FI" (D / D y F (A / A) se resumen en la Tabla. 1 y 2. Las bobinas planas de alambre se enrollan en el marco plegable entre dos mejillas reforzadas en la varilla. El diámetro de El núcleo del marco debe ser igual al diámetro interior de la bobina, y la distancia entre las mejillas es el diámetro del aislamiento del cable. En el proceso de devanado, el alambre se humedece por pegamento BF ~ 2. Las mejillas deben estar hechas de un material que tenga una mala adherencia a la pegamento (fluoroplástica, viniflex). El marco se desmonta después del final del secado del pegamento. Las bobinas mando se ponen pegadas o directamente a la placa, o a la placa de ferrita reforzada en la pizarra. Las bobinas representadas en el encabezado del artículo tienen los siguientes parámetros medidos: Redondo impreso (D \u003d 40 mm) - Inductancia de 1.4 μg, calidad 95; Cuadrado (A \u003d 30 mm) - 0.9 μH y 180, parte superior del cable (D \u003d 15 mm, alambre de PEV-1 0.18) - 7.5 μH y 48; Promedio (D \u003d 11.9 mm, alambre PEV-2 0.1) - 9.5 μH y 48 y más bajo (D \u003d 9 mm, alambre PAL 0.05) - 37 μH y 43

Bilateral placas de circuito impresoA pesar de todas sus ventajas, no son las mejores, especialmente para esquemas no de señal o de alta velocidad. En general, el grosor de la placa de circuito impreso, es decir,. La distancia entre las capas de metalización es de 1,5 mm es igual, que es demasiado para la implementación completa de algunas ventajas de la placa de circuito impreso de dos capas, que están arriba. Capacidad distribuida, por ejemplo, demasiado pequeña debido a un intervalo tan grande.

Placas de circuito impresas multicapa

Para los desarrollos schemécnicos responsables requieren placas de circuito impresas multicapa (MPP). Algunas razones para su uso son obvias:

lo mismo conveniente, así como para un neumático de alambre común, diseño de alimentación de neumáticos; Si los neumáticos de alimentación usan polígonos en una capa separada, es bastante simple con la ayuda de los orificios de transición para llevar a cabo una fuente de alimentación a cada elemento del circuito
las capas de señal están exentas de neumáticos de alimentación, lo que facilita la señalización de los conductores de señalización
un contenedor distribuido aparece entre los polígonos de tierra y nutrición, que reduce el ruido de alta frecuencia.

Además de estas razones para la aplicación de placas de circuitos impresos múltiples, hay otros, menos obvios:

mejor supresión de electromagnética ( EMI) y la radiofrecuencia ( Rfi) Interferencia debida al efecto de reflexión ( efecto plano de imagen.), conocido en el tiempo de Marconi. Cuando el conductor se coloca cerca de una superficie conductora plana, la mayoría de las corrientes de alta frecuencia de retorno fluirán a través del plano directamente debajo del conductor. La dirección de estas corrientes estará opuesta a la dirección de las corrientes en el conductor. Por lo tanto, el reflejo del conductor en el plano crea una línea de transmisión de señales. Dado que las corrientes en el conductor y en el plano son iguales en tamaño y son opuestas a la dirección, se crea una ligera disminución en la interferencia emitida. El efecto de reflexión funciona de manera efectiva solo con polígonos sólidos inseparables (pueden ser ambos polígonos de tierra y polígonos de potencia). Cualquier discapacidad de integridad conducirá a una disminución de la supresión de interferencias.
reduciendo el valor total con producción a pequeña escala. A pesar del hecho de que la fabricación de placas de circuitos impresos multicapa es más costosa, su posible radiación es menor que la de las placas individuales y de dos capas. En consecuencia, en algunos casos, el uso de solo tableros de múltiples capas permitirá los requisitos para la radiación establecida en el desarrollo, y no realizará pruebas y pruebas adicionales. El uso del MPP puede reducir el nivel de interferencia radiada en 20 dB en comparación con las dos capas.

El orden de las capas.

Los desarrolladores inexpertos a menudo tienen cierta confusión sobre el orden óptimo de la placa de circuito impreso. Tomemos, por ejemplo, una sala de 4 capas que contiene dos capas de señal y dos capas de polígono: capa de la Tierra y una capa de potencia. ¿Cuál es el orden de las capas el mejor? ¿Capas de señal entre polígonos que servirán como pantallas? ¿O las capas de polígono internos para reducir la influencia mutua de las capas de señalización?

Al resolver esta pregunta, es importante recordar que a menudo la ubicación de las capas no importa mucho, ya que todos los mismos componentes están ubicados en las capas exteriores, y los neumáticos, que llevan las señales a sus conclusiones, a veces pasan a través de todos los capas. Por lo tanto, cualquier efecto de pantalla representa solo un compromiso. En este caso, es mejor cuidar de crear una gran capacidad distribuida entre nutrición y polígonos de la tierra, colocándolos en las capas internas.

Otra ventaja de la ubicación de las capas de señal fuera es la disponibilidad de señales para las pruebas, así como la capacidad de modificar los enlaces. Cualquier persona que al menos cambie la conexión de conductores ubicados en las capas interiores apreciará esta oportunidad.

Para los tableros de circuitos impresos con más de cuatro capas, existe una regla general para tener conductores de señales de alta velocidad entre tierras y polígonos de potencia, y baja frecuencia para eliminar las capas externas.

Suelo

Una buena conexión a tierra es un requisito general de un sistema saturado y multinivel. Y debe planificarse desde el primer paso del desarrollo del diseñador.

Regla básica: separación de la tierra.

La separación de la tierra en la parte analógica y digital es uno de los métodos más simples y efectivos para suprimir el ruido. Una o más capas de una placa de circuito impresa multicapa generalmente se descargan bajo una capa de polígonos de tierra de tierra. Si el desarrollador no es muy practicado o desatendido, la tierra de la parte analógica estará directamente conectada a estos polígonos, es decir, La corriente de recuperación analógica utilizará la misma cadena que la corriente de retorno digital. Los proveedores de automóviles trabajan aproximadamente y combinan todas las tierras juntas.

Si la placa de circuito impresa previamente desarrollada con un solo camión de tierra, que combina la Tierra analógica y digital, se está reciclando, entonces, primero debe dividir físicamente la Tierra en la placa (después de esta operación, la placa se vuelve casi imposible). Después de eso, se presentan todas las conexiones al polígono de aterrizaje analógico de los componentes del circuito analógico (se forma tierra analógica) y a un polígono de tierra digital de los componentes del circuito digital (la tierra digital se forma). Y solo después de eso, la fuente se combina con tierras digitales y analógicas.

Otras reglas para la formación de la Tierra:

Casi todas las señales de frecuencia de reloj son señales de frecuencia suficientemente de alta frecuencia, por lo que incluso los recipientes pequeños entre las pistas y los polígonos pueden crear vínculos significativos. Debe recordarse que no solo la frecuencia del reloj principal puede causar el problema, sino también sus armónicos más altos.

La Figura 4 muestra una opción posible para la colocación de todos los componentes en la placa, incluida la fuente de alimentación. Aquí están tres separados entre sí y Polígono de la tierra / potencia aislados: uno para la fuente, uno para el circuito digital y otro para analógico. Las cadenas de la Tierra y el suministro de las piezas analógicas y digitales se combinan solo en la fuente de alimentación. El ruido de alto grado se filtra en las cadenas de suministro de choques. En este ejemplo, las señales de alta frecuencia de las piezas analógicas y digitales están relacionadas entre sí. Dicho diseño tiene una probabilidad muy alta para un resultado favorable, ya que se proporcionan una buena colocación de componentes y siguiendo las reglas de separación de la cadena.

Solo hay un caso cuando es necesario combinar señales analógicas y digitales sobre el área del polígono de la tierra analógica. Los convertidores analógicos y analógicos analógicos se colocan en las carcasas con las salidas de la tierra analógica y digital. Teniendo en cuenta los argumentos anteriores, se puede asumir que la producción de la tierra digital y la retirada de la tierra analógica deben estar conectados a los neumáticos de la tierra digital y analógica, respectivamente. Sin embargo, en este caso no es cierto.

Los títulos de las conclusiones (analógicas o digitales) se refieren solo a la estructura interna del convertidor, a sus conexiones internas. En el diagrama, estas conclusiones deben estar conectadas al bus de tierra analógica. La conexión se puede realizar dentro. circuito integradoSin embargo, es bastante difícil obtener una baja resistencia de un compuesto de este tipo debido a las restricciones topológicas. Por lo tanto, cuando se utiliza convertidores, se asume un compuesto externo de los hallazgos de la tierra analógica y digital. Si esto no se hace, entonces los parámetros del chip será mucho peor que la especificación.

Es necesario tener en cuenta el hecho de que los elementos digitales del convertidor pueden empeorar las características cualitativas del esquema, lo que lleva la interferencia digital en la cadena de la tierra analógica y el poder analógico. Al desarrollar convertidores, este impacto negativo se tiene en cuenta para que la pieza digital consuma lo más posible posible. En este caso, la interferencia de la conmutación de elementos lógicos disminuye. Si el convertidor digital se aprieta no se cargan mucho, el cambio interno generalmente no causa problemas especiales. Al desarrollar una placa de circuito impreso, que contiene un ADC o DAC, debe estar relacionado correctamente con la unión nutrición digital Convertidor a tierra analógica.

Características de frecuencia componentes pasivos

Para trabajo apropiado Los esquemas analógicos son muy importantes. buena elección Componentes pasivos. Inicie el desarrollo del diseñador con una cuidadosa consideración de las características de alta frecuencia de los componentes pasivos y la ubicación pre-ubicación y los diseños en el boceto de la placa.

Una gran cantidad de desarrolladores ignoran completamente los límites de frecuencia de los componentes pasivos cuando se usan en la ingeniería de circuitos analógicos. Estos componentes tienen limitado rangos de frecuencia Y su trabajo fuera del dominio de frecuencia especificado puede llevar a resultados impredecibles. Alguien puede pensar que esta discusión se refiere a solo esquemas analógicos de alta velocidad. Sin embargo, esto está lejos de la forma: las señales de alta frecuencia afectan fuertemente los componentes pasivos de los circuitos de baja frecuencia por radiación o comunicación directa en los conductores. Por ejemplo, un simple filtro de baja frecuencia en un amplificador de operación puede convertirse fácilmente en un filtro de alta frecuencia cuando se expone a su entrada de alta frecuencia.

Resistores

Las características de alta frecuencia de las resistencias se pueden representar mediante el circuito equivalente que se muestra en la Figura 5.

Por lo general, aplique resistencias de tres tipos: 1) alambre, 2) compuesto de carbono y 3) película. No es necesario tener mucha imaginación para comprender cómo una resistencia de alambre puede convertirse en inductancia, ya que es una bobina con un alambre de metal de alta ala. La mayoría de los desarrolladores de dispositivos electrónicos no tienen el concepto de la estructura interna de las resistencias de películas, que también son una bobina, sin embargo, desde una película metálica. Por lo tanto, las resistencias de películas también tienen inductancia, que es menor que la de las resistencias de alambre. Las resistencias de película con resistencia de no más de 2 kΩ se pueden usar libremente en esquemas de alta frecuencia. Las conclusiones de las resistencias son paralelas entre sí, por lo tanto, existe una notable conexión capacitiva entre ellos. Para las resistencias con mayor resistencia, el contenedor entre exteriores reducirá la impedancia completa a las altas frecuencias.

Condentes

Las características de alta frecuencia de los condensadores pueden representarse mediante el circuito equivalente que se muestra en la Figura 6.

Los condensadores en circuitos analógicos se utilizan como elementos de los componentes de unión y filtro. Para un condensador ideal, la resistencia reactiva está determinada por la siguiente fórmula:

En consecuencia, el condensador electrolítico con una capacidad de 10 μF tendrá una resistencia a 1,6 ohmios a una frecuencia de 10 kHz y 160 μC a una frecuencia de 100 MHz. ¿Es tan?

Cuando use condensadores electrolíticos, debe seguir conexión correcta. Una salida positiva debe estar conectada a un potencial constante más positivo. La conexión incorrecta conduce a un flujo a través de un condensador de corriente constante electrolítica, que puede no solo ser debido al condensador en sí, sino también parte del esquema.

En casos raros, la diferencia en los potenciales de CC entre dos puntos en el diagrama puede cambiar su signo. Esto requiere el uso de condensadores electrolíticos no polares, cuya estructura interna es equivalente a dos condensadores polares conectados en serie.

Inductancia

Las características de inductancia de alta frecuencia se pueden representar mediante el circuito equivalente que se muestra en la Figura 7.

La resistencia a la inductancia reactiva se describe por la siguiente fórmula:

En consecuencia, la inductancia de 10 mg tendrá una resistencia reactiva de 628 ohmios a una frecuencia de 10 kHz, y a una frecuencia de 100 MHz, la resistencia de 6.28 MΩ. ¿Derecha?

Sin embargo, la tarifa impresa en sí misma tiene las características de los componentes pasivos discutidos anteriormente, sin embargo, no tan obvios.

El patrón de conductores en la placa de circuito impreso puede ser tanto una fuente como un receptor de ruido. Un buen cableado de conductores reduce la sensibilidad del esquema analógico a la radiación de las fuentes.

La tarifa impresa es susceptible a la radiación, ya que los conductores y conclusiones de los componentes forman antenas peculiares. La teoría de las antenas es un sujeto bastante complicado para el estudio y no se considera en este artículo. Sin embargo, algunas bases se dan aquí.

Un poco de la teoría de las antenas.

Sobre el toke constante o frecuencias bajas El componente activo prevalece. Con la frecuencia creciente, el componente reactivo es cada vez más significativo. En el rango de 1 kHz a 10 kHz, el componente inductivo comienza a influir, y el conductor ya no es un conector de bajo voltaje, sino que actúa como una bobina de inductancia.

La fórmula para calcular la inductancia de la placa de circuito impreso es la siguiente:

Por lo general, las pistas en la placa de circuito impreso tienen valores de 6 ngn a 12 ngn por centímetro de longitud. Por ejemplo, un conductor de 10 centímetros tiene una resistencia de 57 MΩ y una inductancia de 8 NGN para ver. En una frecuencia de 100 kHz, la resistencia reactiva se convierte en 50 MΩ, y en frecuencias más altas, el conductor será más bien la inductancia que la resistencia activa. .

La regla de la antena del PIN dice que comienza a interactuar significativamente con el campo en su longitud aproximadamente 1/20 de la longitud de onda, y la interacción máxima se produce a una longitud del PIN de 1/4 en la longitud de onda. Por lo tanto, un conductor de 10 centímetros de un ejemplo en el párrafo anterior comenzará a convertirse en una antena bastante buena en las frecuencias superiores a 150 MHz. Debe recordarse que a pesar del hecho de que el generador frecuencia de reloj Es posible que el circuito digital no funcione a una frecuencia por encima de 150 MHz, los armónicos más altos están siempre presentes en su señal. Si los componentes con pines de longitud alta están presentes en la placa de circuito impreso, tales conclusiones también pueden servir como antenas.

Otro tipo importante de antenas - antenas de bucle. La inductancia del conductor directo aumenta enormemente cuando se dobla y se convierte en parte del arco. El aumento de la inductancia reduce la frecuencia en la que comienza la interacción de la antena con las líneas de campo.

Los diseñadores de placa de circuito impresos con experiencia, bastante bien versados \u200b\u200ben la teoría de las antenas en bucle, saben que es imposible crear un bucle para señales críticas. Sin embargo, algunos desarrolladores no lo piensan, y el retorno y la señal de los conductores actuales en sus esquemas son un bucle. La creación de antenas de bucle es fácil de mostrar en el ejemplo (Fig. 8). Además, aquí se muestra la creación de una antena de hendidura.

Considere tres casos:

La opción A es un ejemplo de un mal diseño. No utiliza el polígono de la tierra analógica en absoluto. El esquema del bucle está formado por un conductor de tierra y alarma. Cuando los pases actuales, el campo magnético perpendicular a ella se produce. Estos campos forman la base de la antena de bucle. La regla de la antena de bucle dice que para la mayor eficiencia, la longitud de cada conductor debe ser igual a la mitad de la longitud de onda de la radiación recibida. Sin embargo, no debemos olvidar que incluso a 1/20 de la longitud de onda, la antena de bucle todavía sigue siendo bastante efectiva.

La variante B es mejor que la opción A, pero hay una ruptura en el sitio de prueba, es probable que cree un lugar específico para los conductores de la señal de cableado. Los caminos de la señal y las corrientes de retorno forman una antena ranurada. Otros bucles se forman en recortes alrededor del chip.

La opción B es un ejemplo de un mejor diseño. Los caminos de la señal y la corriente de retorno coinciden, reduciendo la eficiencia de la antena de bucle. Tenga en cuenta que en esta realización también hay cortes alrededor del chip, pero están separados de la ruta de la corriente de retorno.

La teoría de las señales de reflexión y coincidencia está cerca de la teoría de las antenas.

Cuando la placa de circuito impreso se convierte en un ángulo de 90 °, puede ocurrir una señal. Esto se debe principalmente a cambios en el ancho del pasaje actual. En la parte superior del ángulo, el ancho de la pista aumenta 1.414 veces, lo que conduce al desajuste de las características de la línea de transmisión, especialmente la capacidad distribuida y la propia inductancia de la ruta. Muy a menudo, debe girar en la placa de circuito impreso por 90 °. Muchos paquetes CAD modernos le permiten alisar las esquinas de los senderos realizados o conducir las pistas en forma de arco. La Figura 9 muestra dos pasos para mejorar la forma del ángulo. Solo el último ejemplo admite el ancho constante de la pista y minimiza las reflexiones.

Consejo para prototipos de placas de circuitos impresos: Deje el procedimiento de suavizado en la última etapa del trabajo antes de crear conclusiones en forma de gota y rellenar polígonos. De lo contrario, el paquete CAD se alisará más tiempo debido a cálculos más complejos.

Por ejemplo, una placa de circuito puede tener los siguientes parámetros:

4 capas; Señal y capa de Land Polygon - Adyacente
intervalo Interlayer - 0.2 mm
ancho del explorador - 0.75 mm
longitud del explorador - 7.5 mm

El valor del modelo de la constante dieléctrica ER para FR-4 es 4.5.

Se puede ver que la amplitud de la señal de salida se dura en las frecuencias cercanas al límite superior del rango de frecuencia de OU. Esto, a su vez, puede llevar a la generación, especialmente en las frecuencias operativas de la antena (por encima de 180 MHz).

Este efecto genera numerosos problemas para resolver cuales, sin embargo, hay muchas maneras. Lo más obvio de ellos es reducir la longitud de los conductores. Otra forma es reducir su ancho. No hay ninguna razón para el uso del conductor de tal ancho para forrar la señal a la entrada de inversión, porque Por este conductor procede a la corriente muy pequeña. Reduciendo la longitud de la pista a 2,5 mm, y los anchos de hasta 0,2 mm conducirán a una disminución en el tanque a 0,1 PF, y tal contenedor ya no conducirá a un aumento tan significativo en la respuesta de frecuencia. Otra solución es la eliminación de la parte de polígono bajo la entrada de inversión y el conductor adecuado para ello.

El ancho de la placa de circuito impreso es imposible de reducirnos infinitamente. El ancho de límite se define como proceso tecnológicoy espesor de lámina. Si dos conductores se acercan entre sí, entonces se forma una conexión capacitiva e inductiva entre ellos (Fig. 12).

Los conductores de señal no deben divorciarse en paralelo entre sí, eliminando los casos de líneas diferenciales o microstrip. La brecha entre los conductores debe ser al menos tres veces el ancho de los conductores.

El contenedor entre las pistas en esquemas analógicos puede crear dificultades en las grandes resistencias de resistencia (varias mamá). Un enlace capacitivo relativamente grande entre las entradas de inversión y no conversión del amplificador de operación puede conducir fácilmente al esquema de autoexcitación.

Por ejemplo, con D \u003d 0,4 mm y H \u003d 1,5 mm (valores suficientemente comunes) La inductancia de la abertura es 1.1 NGN.

Recuerde que si hay una gran resistencia en el diagrama, se debe prestar especial atención para limpiar la placa. En las operaciones finales de la fabricación de una placa de circuito impreso, se deben eliminar los restos de flujo y contaminación. EN Últimamente Al instalar tableros de circuitos impresos, se utilizan los flujos solubles en agua. Siendo menos dañino, son fácilmente eliminados por agua. Pero al mismo tiempo, el lavado de la placa es insuficiente, la agua puede llevar a una contaminación adicional, lo que empeora las características dieléctricas. En consecuencia, es muy importante producir una placa de circuito impreso con un circuito de alta impedancia con agua fresca destilada.

Señales de empate

Como ya se señaló, la interferencia puede penetrar en la parte analógica del circuito a través de las cadenas de alimentación. Para reducir dicha interferencia, se utilizan capacitores de desencadenamiento (bloqueo) que reducen el terminal de la fuente de alimentación local.

Si necesita criar una placa de circuito impreso, en la que hay piezas analógicas y digitales, es necesario tener al menos una pequeña idea de las características eléctricas de los elementos lógicos.

La etapa de salida típica del elemento lógico contiene dos transistores, interconectados secuencialmente, así como entre las cadenas de suministro y la tierra (Fig. 14).

Estos transistores en el caso ideal funcionan estrictamente en antifasa, es decir,. Cuando uno de ellos está abierto, al mismo tiempo, el segundo se cierra, formando en la salida o una unidad lógica, o un cero lógico. En el estado lógico constante, el consumo de energía del elemento lógico es pequeño.

La situación cambia dramáticamente cuando la cascada de salida cambia de un estado lógico a otro. En este caso, durante un corto período de tiempo, ambos transistores se pueden abrir al mismo tiempo, y la corriente de alimentación de la cascada de salida aumenta, porque la resistencia del área de la ruta actual desde el bus de alimentación se reduce al bus de tierra a través de dos sucesivamente Transistores conectados. El poder consumido salta como aumenta, y luego disminuye, lo que conduce a cambio local Voltaje de suministro y la aparición de un cambio agudo y a corto plazo. Dichos cambios de corriente conducen a radiación de energía de radiofrecuencia. Incluso en una placa de circuito impreso relativamente simple, puede haber docenas o cientos de cascadas de salida consideradas de elementos lógicos, por lo que el efecto total de su trabajo simultáneo puede ser muy grande.

Es imposible predecir con precisión el rango de frecuencia en el que serán estas emisiones actuales, ya que la frecuencia de su ocurrencia depende del conjunto de razones, incluso del retraso en la propagación de los transistores de conmutación del elemento lógico. El retraso, a su vez, también depende del conjunto de causas aleatorias que surjan en el proceso de producción. El ruido de la conmutación tiene una distribución de banda ancha de componentes armónicos en todo el rango. Hay varias formas de suprimir el ruido digital, cuyo uso depende de la distribución espectral del ruido.

La Tabla 2 presenta las frecuencias operativas máximas para los tipos comunes de condensadores.

Tabla 2

Las características reales pueden diferir de varios fabricantes e incluso de la Parte a la Parte de un fabricante. Es importante entender que para trabajo eficiente El condensador suprimido por ellos debe estar en un rango más bajo que la frecuencia de su propia resonancia. De lo contrario resistencia reactiva Será inductivo, y el condensador dejará de trabajar de manera efectiva.

No se confunda el hecho de que uno de 0.1 condensador μF Suprimirá todas las frecuencias. Los pequeños condensadores (10 nf y menos) pueden trabajar de manera más eficiente a frecuencias más altas.

POWER INS.

La inyección de la potencia de los circuitos integrados para suprimir el ruido de alta frecuencia es usar uno o más condensadores conectados entre la fuente de alimentación y la tierra. Es importante que los conductores que conecten condensadores condensados \u200b\u200bsean cortos. Si este no es el caso, entonces la propia inductancia de los conductores desempeñará un papel destacado y reducirá el beneficio del uso de los condensadores de desencadenamiento.

Un condensador de desencadenamiento debe estar conectado a cada carcasa del chip, independientemente de cuántos amplificadores de operación estén dentro de la caja - 1, 2 o 4. Si OU está impulsado nutrición de dos polaresNo hace falta decir que los condensadores de desconexión deben estar ubicados para cada salida de potencia. El valor del tanque debe seleccionarse cuidadosamente, dependiendo del tipo de ruido e interferencia presente en el diagrama.

En casos particularmente difíciles, puede aparecer la necesidad de agregar la inductancia incluida en la serie con la producción de potencia. La inductancia debe estar ubicada antes, y no después de los condensadores.

Otra manera más barata es reemplazar la resistencia de inductancia con baja resistencia (10 ... 100 ohmios). Al mismo tiempo, la resistencia forma un filtro de baja frecuencia junto con el condensador de desconexión. Este método reduce el rango de potencia del amplificador de potencia, que también se vuelve más dependiente del poder consumido.

Por lo general, es suficiente aplicar uno o más condensadores electrolíticos de aluminio o tantalio al suministro de interferencia de baja frecuencia en circuitos de energía en el conector de alimentación de entrada. Un condensador de cerámica adicional suprimirá la interferencia de alta frecuencia de otras juntas.

Intercambio de señales de entrada y salida.

Muchos problemas de ruido son el resultado de una conexión directa de las conclusiones de entrada y salida. Como resultado de las restricciones de alta frecuencia de los componentes pasivos, la reacción del esquema en el impacto del ruido de alta frecuencia puede ser lo suficientemente impredecible.

En situaciones en las que el rango de frecuencia de ruido inducido es en gran medida diferente del rango de frecuencia de la operación del esquema, la solución es simplemente y obvia: la colocación del filtro RC pasivo para suprimir la interferencia de alta frecuencia. Sin embargo, cuando se aplica filtro pasivo Es necesario tener cuidado: sus características (debido a la no sencilla de las características de frecuencia de los componentes pasivos) pierden sus propiedades en las frecuencias, 100 ... 1000 veces más grandes que la frecuencia de corte (F 3DB). Cuando se usa filtros conectados secuencialmente configurados a diferentes rangos de frecuencia, un filtro de frecuencia más alto debe estar más cerca de una fuente de interferencia. La inductancia en los anillos de ferrita también se puede usar para suprimir el ruido; conservan la naturaleza inductiva de la resistencia a algunos frecuencia especificada, y sobre su resistencia se activa.

La propuesta en el esquema analógico puede ser tan grande que es posible deshacerse de (o al menos reducir) de ellos aplicando pantallas. Para un trabajo eficiente, deben diseñarse cuidadosamente para que las frecuencias que crean los mayores problemas no pudieran entrar en el esquema. Esto significa que la pantalla no debe tener orificios o cortes con dimensiones, longitud de onda grande de 1/20 de la radiación blindada. Buena idea para desviar el espacio suficiente para una pantalla prevista desde el principio del diseño de la placa de circuito impreso. Cuando se utiliza la pantalla, puede usar anillos de ferrita (o perlas) para todas las conexiones al diagrama.

Amplificadores de operación de casos

En un caso, se suelen colocar uno, dos o cuatro amplificadores de operación (Fig. 16).

Soltero yo a menudo también tiene entradas adicionalesPor ejemplo, para ajustar el voltaje de desplazamiento. DUAL y QUAD, OU solo tiene insumos y no ingresan insumos y resultados. Por lo tanto, si es necesario, tener ajustes adicionales deben usarse amplificadores de operación únicos. Cuando se utiliza conclusiones adicionales, es necesario recordar que por su estructura son insumos auxiliares, por lo que la gestión de ellos debe ser con precisión con precisión y de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.

En una sola OU, la salida se encuentra en el lado opuesto de las entradas. Esto puede crear dificultades al trabajar en las altas frecuencias debido a los conductores de retroalimentación extendidos. Una de las formas de superar esto es colocar el amplificador y los componentes de retroalimentación en diferentes lados de la placa de circuito impreso. Esto, sin embargo, conduce a al menos dos agujeros adicionales y cortes en el polígono de la tierra. A veces, vale la pena usar un DUAL OU para resolver este problema, incluso si no se usa el segundo amplificador (en este caso, sus conclusiones deben estar conectadas correctamente). La Figura 17 ilustra una disminución en la longitud de los conductores de circuito de retroalimentación para la inclusión inversa.

DUAL OU se usan particularmente a menudo en amplificadores estéreo, y cuadruplice en diagramas de filtro de varias etapas. Sin embargo, hay un minus bastante significativo. Aunque tecnología moderna Proporciona un aislamiento decente entre las señales del amplificador ubicadas en un cristal de silicio, todavía hay algunas interferencias cruzadas entre ellas. Si es necesario tener una cantidad muy pequeña de dicha interferencia, es necesario usar amplificadores de operación únicos. La interferencia cruzada se produce no solo cuando se usa amplificadores dual o quadublees. Su fuente puede servir como una ubicación muy cercana de los componentes pasivos de diferentes canales.

Dual y Quadry Ou, además de lo anterior, hace posible realizar una instalación más densa. Los amplificadores separados, por así decirlo, se reflejan entre sí (fig. 18).

Las Figuras 17 y 18 no se muestran no todas las conexiones requeridas para el funcionamiento normal, por ejemplo, el formador de nivel medio nutrición unipolar. La Figura 19 muestra el esquema de un formador de este tipo al usar el amplificador cuádruple.

El diagrama muestra todos conexiones requeridas Para implementar tres cascadas independientes de inversión. Es necesario llamar la atención sobre el hecho de que los conductores conductores de la mitad del voltaje de suministro se ubican directamente debajo de la carcasa del circuito integrado, lo que reduce su longitud. Este ejemplo no ilustra cómo debería ser, pero qué se debe hacer. El voltaje promedio, por ejemplo, podría ser uno para los cuatro amplificadores. Los componentes pasivos pueden ser apropiados. Por ejemplo, los componentes planares del tamaño 0402 corresponden a la distancia entre las salidas del estándar para que la vivienda. Esto le permite realizar la longitud de los conductores muy cortos para aplicaciones de alta frecuencia.

Al colocar amplificadores de operación en gabinetes de inmersión y componentes pasivos con conclusiones de alambre, se requieren los orificios de transición para instalarlos en la placa de circuito impreso. Estos componentes se utilizan actualmente cuando no hay requisitos especiales para el tamaño de la placa de circuito impreso; Por lo general, son más baratos, pero el costo de la placa de circuito impreso en el proceso de fabricación aumenta debido a las perforaciones de agujeros adicionales bajo las conclusiones de los componentes.

Además, cuando se usa componentes montados, el tamaño de la placa y la longitud de los conductores aumentan, lo que no permite el esquema en las altas frecuencias. Los agujeros de transición tienen su propia inductancia, que también impone restricciones a las características dinámicas del esquema. Por lo tanto, no se recomiendan los archivos adjuntos para que se utilicen para implementar circuitos de alta frecuencia o para circuitos analógicos ubicados cerca con esquemas lógicos de alta velocidad.

Algunos desarrolladores que intentan reducir la longitud de los conductores, las resistencias son verticalmente. A primera vista, puede parecer que reduce la longitud de la pista. Sin embargo, aumenta el camino de pasar sobre la resistencia, y la resistencia en sí misma es un bucle (bobina de inductancia). La capacidad de radiación y recepción aumenta repetidamente.

Con el montaje en superficie, no se requiere apertura para cada salida de componentes. Sin embargo, se producen problemas al probar el esquema, y \u200b\u200btiene que usar orificios de transición como puntos de control, especialmente cuando se aplican los componentes del tamaño pequeño.

Secciones no utilizadas ou

Cuando se utiliza amplificadores operativos de doble y cuadrupido en el circuito, algunas de sus secciones pueden permanecer infundadas y deben estar conectadas correctamente en este caso. La conexión errónea puede llevar a un aumento en la potencia consumida, mayor calefacción y un mayor ruido utilizado en el mismo caso de la UE. Los hallazgos de los amplificadores de operación no utilizados se pueden conectar como se muestra en la FIG. 20a. Las salidas de conexión con componentes adicionales (Fig. 20b) le permitirán usar este OU fácilmente cuando se ajusta.

Conclusión

Recuerde los siguientes aspectos destacados y los manténgalos constantemente al diseñar y cablear los esquemas analógicos.

General:

piense en la placa de circuito impreso como un componente circuito eléctrico
tener una presentación y comprensión de las fuentes de ruido e interferencias.
modelo y diagramas de compresión.

Placa de circuito impreso:

use tableros de circuitos impresos de material de calidad (por ejemplo, FR-4)
esquemas hechos en placas de circuitos impresos de múltiples capas, 20 dB menos susceptibles a interferencias externas que los diagramas realizados en tableros de dos capas
use polígonos separados, no interpretables para varias tierras y nutrición.
coloque los polígonos de tierra y nutrición en las capas internas de la placa de circuito impreso.

Componentes:

realice las limitaciones de frecuencia hechas por los componentes pasivos y la tarifa.
trate de evitar la ubicación vertical de los componentes pasivos en esquemas de alta velocidad
para esquemas de alta frecuencia, use componentes destinados a soporte de superficie
los conductores deben ser los más cortos, mejores.
si se requiere una gran longitud del conductor, entonces reduce su ancho
las conclusiones no utilizadas de los componentes activos deben estar correctamente conectados.

Alambrado:

coloque un esquema analógico cerca del conector de alimentación.
nunca divida a los conductores que transmiten señales lógicas a través de una junta analógica de la placa, y viceversa
los conductores adecuados a la entrada de inversión de OU, sean cortos.
asegúrese de que los conductores de las entradas de inversión y inconformación de la OU no estén ubicadas en paralelo entre sí en un alto
tratar de evitar el uso de agujeros de transición innecesarios, porque Su propia inductancia puede llevar a problemas adicionales.
no divida a los conductores debajo de las esquinas correctas y alise las tapas de las esquinas, si es posible

Intercambio:

use los tipos correctos de condensadores para suprimir las comidas en los circuitos de alimentación.
para suprimir la interferencia y el ruido de baja frecuencia, use los condensadores Tantalum en el conector de alimentación de entrada
para suprimir la interferencia y el ruido de alta frecuencia, use condensadores cerámicos en el conector de alimentación
use condensadores cerámicos para cada salida de la nutrición; Si es necesario, use varios condensadores para diferentes rangos de frecuencia.
si el esquema está emocionado, entonces es necesario usar condensadores con un valor de mayor capacidad, y no grande
en casos difíciles en circuitos de potencia, use resistencias sucesivamente inclusivas de baja resistencia o inductancia
los condensadores de salida analógicos deben estar conectados solo a tierra analógica, y no a digital

Bruce Carter.
Op Amps para todos, Capítulo 17
Técnicas de diseño de placa de circuito.
Referencia de diseño, Texas Instruments, 2002

Un poco de la teoría de las antenas.

A la corriente constante o las bajas frecuencias prevalecen el componente activo. Con la frecuencia creciente, el componente reactivo es cada vez más significativo. En el rango de 1 kHz a 10 kHz, el componente inductivo comienza a influir, y el conductor ya no es un conector de bajo voltaje, sino que actúa como una bobina de inductancia.

La fórmula para calcular la inductancia de la placa de circuito impreso es la siguiente:

Por lo general, las pistas en la placa de circuito impreso tienen valores de 6 ngn a 12 ngn por centímetro de longitud. Por ejemplo, un conductor de 10 centímetros tiene una resistencia de 57 MΩ y una inductancia de 8 NGN para ver. En una frecuencia de 100 kHz, la resistencia reactiva se convierte en 50 MΩ, y en frecuencias más altas, el conductor será más bien la inductancia que la resistencia activa. .

La regla de la antena del PIN dice que comienza a interactuar significativamente con el campo en su longitud aproximadamente 1/20 de la longitud de onda, y la interacción máxima se produce a una longitud del PIN de 1/4 en la longitud de onda. Por lo tanto, un conductor de 10 centímetros de un ejemplo en el párrafo anterior comenzará a convertirse en una antena bastante buena en las frecuencias superiores a 150 MHz. Es necesario recordar que, a pesar del hecho de que el generador de reloj de circuito digital puede no funcionar a una frecuencia por encima de 150 MHz, los armónicos más altos están siempre presentes en su señal. Si los componentes con pines de longitud alta están presentes en la placa de circuito impreso, tales conclusiones también pueden servir como antenas.

La teoría de las señales de reflexión y coincidencia está cerca de la teoría de las antenas.

Existe una conexión capacitiva entre los conductores de la placa de circuito impresos cuando se intersecan. A veces puede crear un problema. Los conductores que se encuentran en las capas adyacentes crean un condensador de larga duración. La capacidad de tal condensador se calcula por la fórmula que se muestra en la Figura 10.

Por ejemplo, una placa de circuito puede tener los siguientes parámetros:
- 4 capas; Señal y capa de la tierra Polígono - Adyacente,
- Intervalo Interlayer - 0.2 mm,
- Ancho del conductor - 0.75 mm,
- Longitud del explorador - 7,5 mm.

El valor del modelo de la constante dieléctrica ER para FR-4 es 4.5.

Sustituyendo todos los valores en la fórmula, obtenemos el valor del contenedor entre estos dos neumáticos, igual a 1.1 PF. Incluso esta capacidad aparentemente pequeña para algunas aplicaciones es inaceptable. La FIGURA 11 ilustra el efecto de un contenedor en 1 PF, que se produce cuando está conectado a la entrada de inversión del amplificador operativo de alta frecuencia.

Se puede ver que la amplitud de la señal de salida se dura en las frecuencias cercanas al límite superior del rango de frecuencia de OU. Esto, a su vez, puede llevar a la generación, especialmente en las frecuencias operativas de la antena (por encima de 180 MHz).

Este efecto genera numerosos problemas para resolver cuales, sin embargo, hay muchas maneras. Lo más obvio de ellos es reducir la longitud de los conductores. Otra forma es reducir su ancho. No hay ninguna razón para el uso del conductor de tal ancho para forrar la señal a la entrada de inversión, porque Por este conductor procede a la corriente muy pequeña. Reduciendo la longitud de la pista a 2,5 mm, y los anchos de hasta 0,2 mm conducirán a una disminución en el tanque a 0,1 PF, y tal contenedor ya no conducirá a un aumento tan significativo en la respuesta de frecuencia. Otra forma de resolver el problema es la eliminación de la parte de polígono bajo la entrada de inversión y debajo del conductor adecuado para ello.

Los conductores de la señal no deben divorciarse en paralelo entre sí, excepto en el caso del cableado de líneas diferenciales o microstrip. La brecha entre los conductores debe ser al menos tres veces el ancho de los conductores.

Recuerde que si hay una gran resistencia en el diagrama, se debe prestar especial atención para limpiar la placa. En las operaciones finales de la fabricación de una placa de circuito impreso, se deben eliminar los restos de flujo y contaminación. Recientemente, los flujos solubles en agua se utilizan a menudo al instalar las placas de circuitos impresos. Siendo menos dañino, son fácilmente eliminados por agua. Pero al mismo tiempo, el lavado de la placa es insuficiente, la agua puede llevar a una contaminación adicional, lo que empeora las características dieléctricas. En consecuencia, es muy importante producir una placa de circuito impreso con un circuito de alta impedancia con agua fresca destilada.

Señales de empate

Como ya se señaló, la interferencia puede penetrar en la parte analógica del circuito a través de la cadena eléctrica. Para reducir dicha interferencia, se utilizan capacitores de desencadenamiento (bloqueo) que reducen el terminal de la fuente de alimentación local.

La etapa de salida típica del elemento lógico contiene dos transistores, conectados secuencialmente y ubicados entre las cadenas de suministro y la tierra (Fig. 14).

Estos transistores en el caso ideal funcionan estrictamente en antifasa, es decir,. Cuando uno de ellos está abierto, al mismo tiempo, el segundo se cierra, formando en la salida o una unidad lógica, o un cero lógico. En el estado lógico constante, el consumo de energía del elemento lógico es pequeño.

La situación cambia dramáticamente cuando la cascada de salida cambia de un estado lógico a otro. En este caso, durante un corto período de tiempo, ambos transistores se pueden abrir al mismo tiempo, y la corriente de alimentación de la cascada de salida aumenta, porque la resistencia del área de la ruta actual desde el bus de alimentación al bus de tierra se reduce a través de dos sucesivamente Transistores conectados. El poder consumido salta como aumenta, y luego disminuye rápidamente, lo que conduce a un cambio local en el voltaje de suministro y la aparición de un cambio agudo y a corto plazo. Dichos cambios de corriente conducen a radiación de energía de radiofrecuencia. Incluso en una placa de circuito impreso relativamente simple, puede haber decenas o cientos de cascadas de salida de elementos lógicos, por lo que el efecto total de su trabajo simultáneo puede ser muy grande.

La Tabla 2 presenta las frecuencias operativas máximas para los tipos comunes de condensadores.

Tabla 2

Es obvio a partir de la tabla que los condensadores electrolíticos Tantalum se utilizan para frecuencias por debajo de 1 MHz, los condensadores cerámicos deben aplicarse a frecuencias más altas. Debe recordarse que los condensadores tienen su propia resonancia, y su elección incorrecta no solo puede ayudar, sino que también agravan el problema. La Figura 15 muestra las resonancias propias típicas de dos condensadores de aplicaciones generales: 10 μF de TANTALUM electrolítica electrolítica y 0,01 ICF de cerámica.

Las características reales pueden diferir de varios fabricantes e incluso de la Parte a la Parte de un fabricante. Es importante entender que para el funcionamiento efectivo del condensador, las frecuencias las suprimen deben estar en un rango más bajo que la frecuencia de su propia resonancia. De lo contrario, la naturaleza de la resistencia reactiva será inductiva, y el condensador dejará de trabajar de manera efectiva.

No se confunda el hecho de que un condensador de 0.1 μF suprimirá todas las frecuencias. Los pequeños condensadores (10 nf y menos) pueden trabajar de manera más eficiente a frecuencias más altas.

POWER INS.

El principio de intercambios para el poder de los circuitos integrados para suprimir el ruido de alta frecuencia es usar uno o más condensadores conectados entre la fuente de alimentación y la tierra. Es importante que los conductores que conecten condensadores condensados \u200b\u200bsean cortos. Si este no es el caso, entonces la propia inductancia de los conductores desempeñará un papel destacado y reducirá el beneficio del uso de los condensadores de desencadenamiento.

Un condensador de desatamiento debe estar conectado a cada carcasa de microcircuito, independientemente de la cantidad de amplificadores de operación que estén dentro de la caja - 1, 2 o 4. Si OU está impulsado por la potencia de dos polares, entonces, por supuesto, los condensadores de descarga deben estar ubicados para Cada salida de potencia. El valor del contenedor debe seleccionarse cuidadosamente, dependiendo del tipo de ruido e interferencia presente en el esquema.

Intercambio de señales de entrada y salida.

En situaciones en las que el rango de frecuencia de ruido inducido es en gran medida diferente del rango de frecuencia de la operación del esquema, la solución es simplemente y obvia: la colocación del filtro RC pasivo para suprimir la interferencia de alta frecuencia. Sin embargo, cuando se usa un filtro pasivo, es necesario tener cuidado: sus características (debido a la no idealidad de las características de frecuencia de los componentes pasivos) pierden sus propiedades a frecuencias, 100 ... 1000 veces más grandes que la frecuencia de corte (F 3DB). Cuando se usa filtros conectados secuencialmente configurados a diferentes rangos de frecuencia, un filtro de frecuencia más alto debe estar más cerca de una fuente de interferencia. Además, se puede usar la inductancia en los anillos de ferrita para suprimir el ruido; Conservan la naturaleza inductiva de la resistencia a una cierta frecuencia, y sobre su resistencia se activa.

Los consejos sobre el esquema analógico pueden ser tan grandes que es posible deshacerse de ellos (o al menos reducir) solo aplicando pantallas. Para un trabajo eficiente, deben diseñarse cuidadosamente para que las frecuencias que crean los mayores problemas no pudieran entrar en el esquema. Esto significa que la pantalla no debe tener orificios o cortes con dimensiones, longitud de onda grande de 1/20 de la radiación blindada. Buena idea para desviar el espacio suficiente para una pantalla prevista desde el principio del diseño de la placa de circuito impreso. Cuando se utiliza la pantalla, puede usar anillos de ferrita (o perlas) para todas las conexiones al diagrama.

Amplificadores de operación de casos

En un caso, se suelen colocar uno, dos o cuatro amplificadores de operación (Fig. 16).

Single OU a menudo también tiene entradas adicionales, por ejemplo, para ajustar el voltaje de compensación. DUAL y QUAD, OU solo tiene insumos y no ingresan insumos y resultados. Por lo tanto, si es necesario, tener ajustes adicionales deben usarse amplificadores de operación únicos. Cuando se utiliza conclusiones adicionales, es necesario recordar que en su estructura son insumos auxiliares, por lo que la gestión de ellos debe realizarse cuidadosamente y de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.

En una sola OU, la salida se encuentra en el lado opuesto de las entradas. Esto puede crear dificultades cuando se trabaja en altas frecuencias debido a los conductores de retroalimentación extendidos. Una de las formas de superar esto es colocar el amplificador y los componentes de retroalimentación en diferentes lados de la placa de circuito impreso. Esto, sin embargo, conduce a la aparición de al menos dos agujeros y recortes adicionales en el sitio de prueba de la tierra. A veces, vale la pena usar un DUAL OU para resolver este problema, incluso si no se usa el segundo amplificador (en este caso, sus conclusiones deben estar conectadas correctamente). La Figura 17 ilustra una disminución en la longitud de los conductores de circuito de retroalimentación para la inclusión inversa.

DUAL OU se usan particularmente a menudo en amplificadores estéreo, y cuadruplice en diagramas de filtro de varias etapas. Sin embargo, esto es bastante significativo menos. A pesar de que la tecnología moderna proporciona un aislamiento decente entre las señales del amplificador ubicadas en un cristal de silicio, todavía hay algunas interferencias cruzadas entre ellas. Si es necesario tener una cantidad muy pequeña de dicha interferencia, es necesario usar amplificadores de operación únicos. La interferencia cruzada se produce no solo cuando se usa amplificadores dual o quadublees. Su fuente puede servir como una ubicación muy cercana de los componentes pasivos de diferentes canales.

Dual y Quadry Ou, además de lo anterior, hace posible realizar una instalación más densa. Los amplificadores separados, por así decirlo, se reflejan entre sí (fig. 18).

Las Figuras 17 y 18 no se muestran no todas las conexiones necesarias para el funcionamiento normal, por ejemplo, el formador de nivel medio para la nutrición unipolar. La Figura 19 muestra el esquema de un formador de este tipo al usar el amplificador cuádruple.

El diagrama muestra todas las conexiones necesarias para implementar tres cascadas de inversión independientes. Es necesario llamar la atención sobre el hecho de que los conductores conductores de la mitad del voltaje de suministro se ubican directamente debajo de la carcasa del circuito integrado, lo que reduce su longitud. Este ejemplo no ilustra cómo se deben hacer las conexiones, pero qué se debe hacer con la colocación de componentes y rastreo. El voltaje promedio, por ejemplo, podría ser uno para los cuatro amplificadores. Los componentes pasivos pueden ser apropiados. Por ejemplo, los componentes planares del tamaño 0402 corresponden a la distancia entre las salidas del estándar para que la vivienda. Esto permite que la longitud de los conductores para aplicaciones de alta frecuencia sea muy corta.

Montaje volumétrico y superficial

Además, cuando se usan componentes montados, el tamaño de la placa y la longitud de los conductores aumentan, lo que no permite que el esquema funcione a altas frecuencias. Los agujeros de transición tienen su propia inductancia, que también impone restricciones a las características dinámicas del esquema. Por lo tanto, no se recomiendan los archivos adjuntos para que se utilicen para implementar circuitos de alta frecuencia o para circuitos analógicos colocados cerca de esquemas lógicos de alta velocidad.

Secciones no utilizadas ou

Conclusión

Recuerde los siguientes aspectos destacados y los manténgalos constantemente al diseñar y cablear los esquemas analógicos.

General:

Piense en la placa de circuito impreso como un componente del circuito eléctrico;
. Tener una presentación y comprensión de las fuentes de ruido e interferencias;
. Modelo y diagramas de compresión.

Placa de circuito impreso:

Use tableros de circuitos impresos de material de alta calidad (por ejemplo, FR-4);
. Los esquemas hechos en placas de circuitos impresos de varias capas, 20 dB son menos susceptibles a la interferencia externa que los diagramas realizados en tableros de dos capas;
. Usar polígonos separados, no variantes para varias tierras y nutrición;
. Coloque los polígonos de tierra y nutrición en las capas internas de la placa de circuito impreso.

Componentes:

Realizar las limitaciones de frecuencia hechas por los componentes pasivos y la tarifa de la Junta;
. Tratar de evitar la ubicación vertical de los componentes pasivos en esquemas de alta velocidad;
. Para esquemas de alta frecuencia, use componentes destinados a montaje en superficie;
. Los conductores deben ser los más cortos, mejor;
. Si se requiere una longitud alta del conductor, luego reduce su ancho;
. Las conclusiones no utilizadas de los componentes activos deben estar correctamente conectados.

Alambrado:

Coloque un esquema analógico cerca del conector de alimentación;
. Nunca divida a los conductores que pasan señales lógicas a través de un área de placa analógica, y viceversa;
. Los conductores adecuados para la entrada de inversión de OU, sean cortos;
. Asegúrese de que los conductores de los instrucciones de inversión y no inversión del sistema operativo no se encuentren en paralelo entre sí en una situación alta;
. Tratar de evitar el uso de agujeros de transición innecesarios, porque su propia inductancia puede llevar a problemas adicionales;
. No divida a los conductores debajo de las esquinas derecha y alise la parte superior de las esquinas, si es posible.

Intercambio:

Use los tipos correctos de condensadores para suprimir la interferencia en los circuitos de alimentación;
. Para suprimir la interferencia y el ruido de baja frecuencia, use los condensadores Tantalum en el conector de alimentación de entrada;
. Para suprimir la interferencia y el ruido de alta frecuencia, use condensadores cerámicos en el conector de alimentación de entrada;
. Use condensadores cerámicos para cada salida de la nutrición; Si es necesario, use varios condensadores para diferentes rangos de frecuencia;
. Si se produce una emoción en el esquema, es necesario usar condensadores con un valor de capacitancia más bajo, y no grande;
. En casos difíciles en circuitos de potencia, el uso se incluye sucesivamente resistencias de baja resistencia o inductancia;
. Un condensador de energía analógico debe estar conectado solo a tierra analógica, y no a digital.

Bruce Carter.
Op Amps para todos, Capítulo 17
Técnicas de diseño de placa de circuito.
Referencia de diseño, Texas Instruments, 2002

Gracias sitio web elarart.narod.ru para la traducción transferida

Tecnología de "láser de hierro" de fabricación de placas de circuito impreso. (Ult) literalmente en un par de años, se propagó ampliamente en los aficionados de los círculos amateur y le permite recibir juntas de circuitos impresos alta calidad. Las tarjetas de pubboard con "Dibujo manual" requieren un tiempo alto y no están asegurados contra errores.

Los requisitos especiales para la precisión de la imagen se presentan en la fabricación de inductores impresos para cadenas de alta frecuencia. Los bordes de los conductores de la bobina deben ser lo más suaves posible, ya que afecta su calidad. Dibuje manualmente una imagen de una bobina de espiral múltiple es muy problemática, y aquí, la ult puede decir "su palabra".

Higo. uno

Higo. 2.

Entonces, todo está en orden. Correr programa de computadora Sprint-Layout, por ejemplo, versión 5.0. Instale en la configuración del programa:

Escala de la cuadrícula de coordenadas - 1.25 mm;

Ancho de línea - 0,8 mm;

Tamaños de la junta - 42.5x42.5 mm;

Diámetro externo "PIKLET" - 1,5 mm;

El diámetro del orificio en el "lechón" - 0,5 mm.

Encontramos el centro de la pizarra y dibujamos una plantilla de conductor de bobina (Fig. 1)de acuerdo con la cuadrícula de coordenadas utilizando la herramienta del explorador, girando la bobina en el lado deseado (es necesario una imagen de espejo para la plantilla, pero se puede obtener más tarde al imprimir). Al principio y al final de la bobina, instalamos el "lechón" para conectar la bobina con los elementos del circuito.

En la configuración de impresión, establecemos el número de impresiones en la hoja, la distancia entre las impresiones y, si desea "girar" la bobina al otro lado, la impresión del espejo del patrón. Debe imprimir en papel liso o una película especial instalando el suministro máximo de tóner en la configuración de la impresora al imprimir.

A continuación, siga la ULT estándar. Preparamos la fibra de vidrio, limpiamos la superficie de la lámina y desengrasamos, por ejemplo, acetona. Aplicamos un patrón de tóner para lomo y acariciamos una plancha caliente a través de una hoja de papel a un embrague de tóner confiable con una lámina.

Después de debajo del chorro de agua, desde debajo del grifo (frío o temperatura ambiente), descargamos el papel y sujetamos con cuidado "Katoshi", elimínelo, dejando el tóner en la placa de lámina. Producimos grabado de plataforma y eliminación posterior de tóner con solvente, por ejemplo, acetona. La Junta sigue siendo un conductor claro de la inductancia "impresa" de inductores de alta calidad.

Las bobinas de impresión con bobinas en espiral en la ult son una pequeña calidad peor. El punto aquí está en forma cuadrada de píxeles de la imagen, por lo que los bordes del conductor de la bobina en espiral se obtienen por los dientes. Es cierto que estas irregularidades son lo suficientemente pequeñas, y la calidad de la bobina, en general, es aún más alta que con la ejecución manual.

Abra la versión 5.0 de Sprint-Layo 5.0. En el kit de herramientas, elija una forma especial: una herramienta para dibujar polígonos y espirales. Seleccione la pestaña Espiral. Instalar en pc:

RADIO INICIAL (RADIO DE INICIO) -2 MM;

Distancia entre Vitka (distancia) -1.5 mm;

Ancho de explorador (ancho de pista) -0.8 mm;

Número de vueltas (girar), por ejemplo, - 20.

El tamaño de una tarifa ocupado por tal bobina es de 65x65 mm (Fig. 2).

Las bobinas de impresión se asocian generalmente entre sí. filtros de tira (PF) con condensadores de baja capacidad. Sin embargo, también es posible su relación inductiva, cuyo grado puede cambiarse cambiando la distancia entre los planos de la bobina o el giro excéntrico en relación con el otro. Las bobinas de montaje fijo en relación entre sí pueden ser

puntales dieléctricos promedio.

La inductancia de los inductores de la bobina se puede cerrar con giros, rompiendo el conductor impreso o su eliminación parcial. Esto aumentará la frecuencia de la configuración del circuito. La reducción de la frecuencia se puede lograr soldando los condensadores de la pequeña capacidad de los tipos SMD entre los giros.

Producción de bobinas de la gama VHF en forma de meandro, líneas rectas y curvas, filtros de peine, etc. UHA también se suma al producto final de la gracia y, por regla general, aumenta sus instalaciones de calidad (debido a los bordes "suaves" de los conductores impresos). Sin embargo, en la fabricación, debe recordarse por la calidad del material de sustrato. (Fibra de vidrio), que con frecuencia creciente pierde sus propiedades del aislador. En circuitos equivalentes, la resistencia de las pérdidas en la dieléctrica debe incluirse en bobinas de impresión paralelas, y esta resistencia será la menor que la anterior la frecuencia operativa y lo peor. que la calidad dieléctrica.

En la práctica, la fibra de vidrio folgizada se puede utilizar completamente para la fabricación de impresos. cadenas resonantes Hasta un rango de 2 metros inclusive (alrededor de 150 MHz). El marcado de vidrio especial de alta frecuencia se puede usar en el rango de 70 cm (aproximadamente 470 ... 500 MHz). En frecuencias más altas, se debe aplicar un fluoroplasto de rf de aluminio (teflón), cerámica o vidrio.

La bobina impresa del inductor tiene un aumento voluntario debido a la reducción del contenedor de salsa obtenido por, por un lado, debido al bajo espesor de la lámina, en el otro, los pasos de "bobinado". El marco cerrado de la lámina conectada alrededor de la bobina impresa en su plano sirve como una pantalla de otras bobinas y conductores impresos, pero poco afecta los parámetros de la bobina si sus periféricos están bajo un voltaje de RF pequeño (conectado al cable compartido), y El centro es alto.

Literatura

1. G. Panasenko. Producción de bobinas impresas. - Radio, 1987, №5, p.62.

La intención de este artículo es discutir errores comunes realizados por los desarrolladores de placa de circuito impresos, una descripción del impacto de estos errores a los indicadores y recomendaciones cualitativas para resolver los problemas que han surgido.

Consideraciones Generales

Debido a las diferencias esenciales de la ingeniería de circuito analógico de la digital, la parte analógica del circuito debe separarse del resto, y cuando esté cableado, se deben respetar métodos y reglas especiales. Los efectos resultantes de las características no ideales de las placas de circuitos impresas se están volviendo particularmente notables en esquemas analógicos de alta frecuencia, pero los errores de la forma general descrita en este artículo pueden afectar las características cualitativas de los dispositivos que funcionan incluso en el rango de frecuencia de sonido.

Placa de circuito impreso - componente del esquema

Solo en casos raros, la placa de circuito impreso del esquema analógico se puede divorciar para que los impactos hechos por ella no tengan efecto en la operación del esquema. Al mismo tiempo, cualquier efecto de este tipo se puede minimizar de modo que las características del esquema analógico del dispositivo fueron las mismas que las características del modelo y el prototipo.

Encargado

Los desarrolladores de circuitos digitales pueden ajustar los errores pequeños en la placa fabricada, complementándolos con saltadores o, por el contrario, eliminando los conductores innecesarios, haciendo cambios en el funcionamiento de los chips programables, etc., moviéndose muy pronto al próximo desarrollo. Para un esquema analógico, la situación es incorrecta. Algunos de los errores comunes discutidos en este artículo no se pueden corregir agregando saltadores o eliminando conductores innecesarios. Pueden y colocarán toda la placa de circuito impreso en todo el estado.

Es muy importante para el desarrollador de diagramas digitales que use dichos métodos de corrección, lea y comprenda el material establecido en este artículo, por adelantado antes de la transferencia del proyecto a la producción. Cierta atención pagada al desarrollo y discusión opciones posibles Ayudará no solo a evitar la placa de circuito impreso en la inclinación, sino que también reducirá el costo debido a errores brutos en una pequeña parte analógica del esquema. La búsqueda de errores y su corrección pueden llevar a la pérdida de cientos de horas. La fabricación puede acortar este tiempo a un día o menos. Haz todos tus esquemas analógicos.

Fuentes de ruido e interferencia.

El ruido y la interferencia son elementos básicos que limitan las características cualitativas de los esquemas. La interferencia se puede reducir por fuentes, así y mirar los elementos del esquema. El circuito analógico a menudo se encuentra en la placa de circuito impreso junto con componentes digitales de alta velocidad, incluidos los procesadores digitales (DSP).

Las señales lógicas de alta frecuencia crean una interferencia significativa de radiofrecuencia (RFI). El número de fuentes de emisión de ruido es enorme: fuentes de alimentación del sistema digital clave, celulares, radio y televisión, fuente de alimentación de lámparas de luz diurna, computadoras personales, descargas de tormenta eléctrica, etc. Incluso si el esquema analógico funciona en el rango de frecuencia de sonido, la interferencia de frecuencia de radio puede crear ruido notable en la señal de salida.

Categorías de placa de circuito impreso

La selección de una placa de circuito impreso es un factor importante determinante características mecánicas Cuando use el dispositivo en su conjunto. Para la fabricación de placas de circuito impreso, los materiales se utilizan en varios niveles de calidad. El más adecuado y conveniente para el desarrollador será si el fabricante de tableros de circuitos impresos esté cerca. En este caso, es fácil controlar la resistencia específica y la constante dieléctrica: los principales parámetros de la placa de circuito impreso. Desafortunadamente, esto no es suficiente y, a menudo, el conocimiento de otros parámetros, como la inflamabilidad, la estabilidad de alta temperatura y el coeficiente de higroscopicidad. Estos parámetros pueden conocer solo al fabricante de componentes utilizados en la producción de placas de circuitos impresos.

Los materiales en capas están indicados por FR (resistencia a la llama, resistencia a la ignición) y G. El material con el índice FR-1 tiene la mayor inflamabilidad, y el FR-5 es el más pequeño. Los materiales con índices G10 y G11 tienen características especiales. Los materiales de impresión se muestran en la tabla. uno.

No utilice la placa de circuito impresa FR-1. Hay muchos ejemplos de uso de placas de circuitos impresos FR-1, en los que hay daños por los efectos térmicos de los componentes poderosos. Los tableros de circuitos impresos de esta categoría son más similares a los cartón.

El FR-4 se usa a menudo en la fabricación de equipos industriales, mientras que el FR-2 se utiliza en la producción. electrodomésticos. Estas dos categorías están estandarizadas en la industria, y las placas de circuito impresas FR-2 y FR-4 son a menudo adecuadas para la mayoría de las aplicaciones. Pero a veces la imperfección de las características de estas categorías lo hace usar otros materiales. Por ejemplo, para aplicaciones de alta frecuencia, fluoroplasto e incluso cerámicas se utilizan como un material de placas de circuito impreso. Sin embargo, cuanto más exótico material de la placa de circuito impreso, mayor será el precio.

Al elegir una placa de circuito impreso, preste especial atención a su higroscopicidad, ya que este parámetro puede tener un efecto negativo fuerte en las características de la tarifa deseada: resistencia a la superficie, fugas, propiedades aislantes de alto voltaje (muestras y chispas) y resistencia mecánica. También presta atención a temperatura de funcionamiento. Las secciones con altas temperaturas pueden ocurrir en lugares inesperados, por ejemplo, junto a los grandes circuitos integrales digitales, cuya conmutación se produce a alta frecuencia. Si tales sitios se ubican directamente bajo componentes analógicos, el aumento de la temperatura puede afectar el cambio en las características del esquema analógico.

tabla 1

	Componentes, comentarios
	papel, composición fenólica: presionando y estampado a temperatura ambiente, alto coeficiente de higroscopicidad
	papel, composición fenólica: aplicable a las juntas de circuito impresas unilaterales de electrodomésticos, bajo coeficiente de higroscopicidad
	papel, composición epoxi: desarrollos con buenas características mecánicas y eléctricas.
	fibra de vidrio, composición epoxi: excelentes propiedades mecánicas y eléctricas.
	fibra de vidrio, composición epoxi: alta resistencia a temperaturas elevadas, sin ignición.
	fibra de vidrio, composición epoxi: altas propiedades aislantes, mayor resistencia de fibra de vidrio, bajo coeficiente de higroscopicidad
	fibra de vidrio, composición epoxi: alta resistencia de la curva a temperaturas elevadas, solventes de alta resistencia

Una vez que se selecciona la placa impresa, es necesario determinar el espesor de lámina de la placa de circuito impreso. Este parámetro se selecciona principalmente en función del valor máximo de la corriente que fluye. Si es posible, intente evitar el uso de lámina muy delgada.

Número de capas de placa de circuito impreso.

Dependiendo de la complejidad total del esquema y los requisitos cualitativos, el desarrollador debe determinar el número de placa de circuito impreso.

Placa de circuito impreso de una sola capa

Los circuitos electrónicos muy simples se realizan en tableros unilaterales utilizando materiales de lámina baratos (FR-1 o FR-2) y, a menudo, tienen muchos puentes, recordando las tarifas de doble cara. Este método de creación de placas de circuito impreso se recomienda solo para esquemas de baja frecuencia. Por razones que se describen a continuación, los tableros de circuitos impresos de un solo lado son en gran medida susceptibles a la punta. Una buena placa de circuito impresa de un solo lado es bastante difícil de desarrollar debido a muchas razones. sin emabargo buenas tarifas Este tipo se encuentra, pero cuando se están desarrollando, se necesita mucha pensamiento por adelantado.

Tarifas impresas de dos capas

En el siguiente nivel, hay placas de circuito impreso bidireccional, que en la mayoría de los casos se utilizan como material de sustrato FR-4, aunque a veces se encuentra el FR-2. El uso de FR-4 es más preferible porque en las placas de circuito impreso de este material, los orificios se obtienen más mejor calidad. Los esquemas en los tableros de circuitos impresos bilaterales se disuelven mucho más fácilmente, porque En dos capas, es más fácil llevar a cabo el cableado de los senderos de intersección. Sin embargo, para los circuitos analógicos, no se recomienda el cruce de las pistas. Cuando sea posible, la capa inferior (parte inferior) debe desviarse debajo del polígono de la tierra, y las señales restantes se reproducen en la capa superior (arriba). El uso de un relleno sanitario como un neumático de tierra da varias ventajas:

el cable total es el más frecuente conectado en el esquema de alambre; Por lo tanto, es razonable tener un montón de alambre general para simplificar el cableado.
la resistencia mecánica de la placa aumenta.
la resistencia a todas las conexiones al cable general disminuye, lo que, a su vez, reduce el ruido y la punta.
el contenedor distribuido aumenta para cada circuito del esquema, ayudando a suprimir el ruido emitido.
el polígono, que es la pantalla, suprime las inundaciones emitidas por las fuentes ubicadas en el lado del polígono.

Tableros de circuitos impresos de doble cara, a pesar de todas sus ventajas, no son las mejores, especialmente para esquemas no de señal o de alta velocidad. En general, el grosor de la placa de circuito impreso, es decir,. La distancia entre las capas de metalización es de 1,5 mm es igual, que es demasiado para la implementación completa de algunas ventajas de la placa de circuito impreso de dos capas, que están arriba. Capacidad distribuida, por ejemplo, demasiado pequeña debido a un intervalo tan grande.

Placas de circuito impresas multicapa

Para los desarrollos schemécnicos responsables requieren placas de circuito impresas multicapa (MPP). Algunas razones para su uso son obvias:

lo mismo conveniente, así como para un neumático de alambre común, diseño de alimentación de neumáticos; Si los neumáticos de alimentación usan polígonos en una capa separada, es bastante simple con la ayuda de los orificios de transición para llevar a cabo una fuente de alimentación a cada elemento del circuito;
las capas de señal están exentas de neumáticos de alimentación, lo que facilita la advertencia de señalización;
aparece un contenedor distribuido entre los polígonos de tierra y nutrición, que reduce el ruido de alta frecuencia.

Además de estas razones para la aplicación de placas de circuitos impresos múltiples, hay otros, menos obvios:

la mejor supresión de la interferencia electromagnética (EMI) y de radiofrecuencia (RFI) debido al efecto de la reflexión (efecto plano de imagen), conocido durante el tiempo de Marconi. Cuando el conductor se coloca cerca de una superficie conductora plana, la mayoría de las corrientes de alta frecuencia de retorno fluirán a través del plano directamente debajo del conductor. La dirección de estas corrientes estará opuesta a la dirección de las corrientes en el conductor. Por lo tanto, el reflejo del conductor en el plano crea una línea de transmisión de señales. Dado que las corrientes en el conductor y en el plano son iguales en tamaño y son opuestas a la dirección, se crea una ligera disminución en la interferencia emitida. El efecto de reflexión funciona de manera efectiva solo con polígonos sólidos inseparables (pueden ser ambos polígonos de tierra y polígonos de potencia). Cualquier discapacidad de integridad conducirá a una disminución de la supresión de interferencias.
Reduciendo el valor total con producción a pequeña escala. A pesar del hecho de que la fabricación de placas de circuitos impresos multicapa es más costosa, su posible radiación es menor que la de las placas individuales y de dos capas. En consecuencia, en algunos casos, el uso de solo tableros de múltiples capas permitirá los requisitos para la radiación establecida en el desarrollo, y no realizará pruebas y pruebas adicionales. El uso del MPP puede reducir el nivel de interferencia radiada en 20 dB en comparación con las dos capas.

El orden de las capas.

Suelo

Una buena conexión a tierra es un requisito general de un sistema saturado y multinivel. Y debe planificarse desde el primer paso del desarrollo del diseñador.

Regla básica: separación de la tierra.

Otras reglas para la formación de la Tierra:

Los neumáticos para alimentos y tierra deben estar bajo un potencial de corriente variable, lo que implica el uso de condensadores de la unión y el contenedor distribuido.
No permita superposiciones de polígonos analógicos y digitales. Coloque los neumáticos y polígonos de la alimentación analógica sobre el relleno sanitario de la tierra analógica (similar a los neumáticos de alimentación digital). Si en cualquier lugar hay una superposición de un polígono analógico y digital, la capacidad distribuida entre los sitios superpuestos creará un cambio sobre una corriente variable, y la punta de los componentes digitales caerá en un circuito analógico. Tales superposaps anulan el aislamiento de los polígonos.
La separación no significa un análogo de aislamiento eléctrico de la tierra digital. Deben estar conectados entre sí en algunos, preferiblemente un nodo de baja impedancia. Correcto, desde el punto de vista de la Tierra, el sistema tiene solo un terreno, que es una salida de conexión a tierra para sistemas con voltaje de alimentación o una salida común para sistemas de suministro de energía voltaje constante (por ejemplo, batería). Todas las corrientes de señalización y las corrientes de potencia en este esquema deben devolverse a esta tierra en un punto, que servirá como tierra sistémica. Tal punto puede ser la salida del cuerpo del dispositivo. Es importante entender que al conectar la salida general del circuito a varios puntos del caso, pueden formarse contornos de tierra. La creación del único punto de población total de la tierra es uno de los aspectos más difíciles del diseño sistémico.
Si es posible, comparta las conclusiones de los conectores diseñados para transmitir corrientes de retorno: las corrientes de retorno deben combinarse solo en el punto de la Tierra del sistema. El envejecimiento de los contactos de los conectores, así como el frecuente dominante de sus partes de respuesta conduce a un aumento en la resistencia de los contactos, por lo tanto, para una operación más confiable, es necesario usar conectores con un cierto número de conclusiones adicionales . Los tableros de circuitos digitales complejos tienen muchas capas y contienen cientos o miles de conductores. Agregar otro conductor rara vez crea un problema en contraste con los terminales adicionales de los conectores. Si esto no lo hace, debe crear dos conductores de corriente de retorno para cada cadena eléctrica en la placa, observando precauciones especiales.
Es importante separar los neumáticos. señales digitales De las ubicaciones en la placa de circuito impreso, donde se encuentran los componentes del circuito analógico. Esto implica aislamiento (blindaje) por polígonos, creando pistas cortas de señales analógicas y colocación atenta de componentes pasivos en presencia de una serie de señales de autobuses digitales y responsables de alta velocidad. Los neumáticos de las señales digitales deben divorciarse en las áreas con componentes analógicos y no se superponen con neumáticos y polígonos de tierra analógica y energía analógica. Si esto no se hace, el desarrollo contendrá un nuevo elemento imprevisto: antena, cuya radiación afectará los componentes y conductores analógicos de alta impedancia.

Los títulos de las conclusiones (analógicas o digitales) se refieren solo a la estructura interna del convertidor, a sus conexiones internas. En el diagrama, estas conclusiones deben estar conectadas al bus de tierra analógica. El compuesto se puede realizar dentro del circuito integrado, pero es bastante difícil obtener una baja resistencia de dicho compuesto debido a las restricciones topológicas. Por lo tanto, cuando se utiliza convertidores, se asume un compuesto externo de los hallazgos de la tierra analógica y digital. Si esto no se hace, entonces los parámetros del chip será mucho peor que la especificación.

Es necesario tener en cuenta el hecho de que los elementos digitales del convertidor pueden empeorar las características cualitativas del esquema, lo que lleva la interferencia digital en la cadena de la tierra analógica y el poder analógico. Al desarrollar convertidores, este impacto negativo se tiene en cuenta para que la pieza digital consuma lo más posible posible. En este caso, la interferencia de la conmutación de elementos lógicos disminuye. Si el convertidor digital se aprieta no se cargan mucho, el cambio interno generalmente no causa problemas especiales. Al desarrollar una placa de circuito impreso que contiene un ADC o DAC, es necesario referirse correctamente la desconexión de la fuente de alimentación digital del convertidor a la tierra analógica.

Características de frecuencia de los componentes pasivos.

Para el correcto funcionamiento de los esquemas analógicos, la elección correcta de los componentes pasivos es muy importante. Inicie el desarrollo del diseñador con una cuidadosa consideración de las características de alta frecuencia de los componentes pasivos y la ubicación pre-ubicación y los diseños en el boceto de la placa.

Una gran cantidad de desarrolladores ignoran completamente los límites de frecuencia de los componentes pasivos cuando se usan en la ingeniería de circuitos analógicos. Estos componentes tienen bandas de frecuencia limitadas y su trabajo fuera del dominio de frecuencia especificado puede llevar a resultados impredecibles. Alguien puede pensar que esta discusión se refiere a solo esquemas analógicos de alta velocidad. Sin embargo, esto está lejos de la forma: las señales de alta frecuencia afectan fuertemente los componentes pasivos de los circuitos de baja frecuencia por radiación o comunicación directa en los conductores. Por ejemplo, un simple filtro de baja frecuencia en un amplificador de operación puede convertirse fácilmente en un filtro de alta frecuencia cuando se expone a su entrada de alta frecuencia.

Resistores

Por lo general, aplique resistencias de tres tipos: 1) alambre, 2) compuesto de carbono y 3) película. No es necesario tener mucha imaginación para comprender cómo una resistencia de alambre puede convertirse en inductancia, ya que es una bobina con un alambre de metal de alta ala. La mayoría de los desarrolladores dispositivos electrónicos No tenga el concepto de la estructura interna de las resistencias de películas, que también son una bobina, sin embargo, de una película de metal. Por lo tanto, las resistencias de películas también tienen inductancia, que es menor que la de las resistencias de alambre. Las resistencias de película con resistencia de no más de 2 kΩ se pueden usar libremente en esquemas de alta frecuencia. Las conclusiones de las resistencias son paralelas entre sí, por lo tanto, existe una notable conexión capacitiva entre ellos. Para las resistencias con mayor resistencia, el contenedor entre exteriores reducirá la impedancia completa a las altas frecuencias.

Condentes

Las características de alta frecuencia de los condensadores pueden representarse mediante el circuito equivalente que se muestra en la Figura 6.

Los condensadores en circuitos analógicos se utilizan como elementos de los componentes de unión y filtro.

El condensador electrolítico con una capacidad de 10 μF tiene 1,6 ohmios de resistencia a una frecuencia de 10 kHz y 160 μC a una frecuencia de 100 MHz. ¿Es tan?

Cuando se utiliza condensadores electrolíticos, debe monitorear la conexión correcta. Una salida positiva debe estar conectada a un potencial constante más positivo. La conexión incorrecta conduce a un flujo a través de un condensador de corriente constante electrolítica, que puede no solo ser debido al condensador en sí, sino también parte del esquema.

Inductancia

Placa de circuito impreso

Sin embargo, la tarifa impresa en sí misma tiene las características de los componentes pasivos discutidos anteriormente, sin embargo, no tan obvios.

Un poco de la teoría de las antenas.

La regla de la antena del PIN dice que comienza a interactuar significativamente con el campo en su longitud aproximadamente 1/20 de la longitud de onda, y la interacción máxima se produce a una longitud del PIN de 1/4 en la longitud de onda. Por lo tanto, un conductor de 10 centímetros de un ejemplo en el párrafo anterior comenzará a convertirse en una antena bastante buena en las frecuencias superiores a 150 MHz. Es necesario recordar que, a pesar del hecho de que el generador de reloj de circuito digital puede no funcionar a una frecuencia por encima de 150 MHz, los armónicos más altos están siempre presentes en su señal. Si los componentes con pines de longitud alta están presentes en la placa de circuito impreso, tales conclusiones también pueden servir como antenas.

La teoría de las señales de reflexión y coincidencia está cerca de la teoría de las antenas.

Por ejemplo, una placa de circuito puede tener los siguientes parámetros:
- 4 capas; Señal y capa de la tierra Polígono - Adyacente,
- Intervalo Interlayer - 0.2 mm,
- Ancho del conductor - 0.75 mm,
- Longitud del explorador - 7,5 mm.

El valor del modelo de la constante dieléctrica ER para FR-4 es 4.5.

El valor del tanque entre los dos neumáticos es de 1.1 PF. Incluso esta capacidad aparentemente pequeña para algunas aplicaciones es inaceptable.

Se duda la amplitud de la señal de salida en las frecuencias cercanas al límite superior del rango de frecuencia de OU. Esto, a su vez, puede llevar a la generación, especialmente en las frecuencias operativas de la antena (por encima de 180 MHz).

El ancho de la placa de circuito impreso es imposible de reducirnos infinitamente. El ancho máximo se define tanto por el proceso como por el espesor de la lámina. Si dos conductores se acercan entre sí, entonces se forma la comunicación capacitiva e inductiva entre ellos.

Por ejemplo, con D \u003d 0,4 mm y H \u003d 1,5 mm (valores suficientemente comunes) La inductancia de la abertura es 1.1 NGN.

Recuerde que si hay una gran resistencia en el diagrama, se debe prestar especial atención para limpiar la placa. En las operaciones finales de la fabricación de una placa de circuito impreso, se deben eliminar los restos de flujo y contaminación. Recientemente, los flujos solubles en agua se utilizan a menudo al instalar las placas de circuitos impresos. Siendo menos dañino, son fácilmente eliminados por agua. Pero al mismo tiempo, el lavado de la placa es insuficiente, la agua puede llevar a una contaminación adicional, lo que empeora las características dieléctricas. En consecuencia, es muy importante producir una placa de circuito impreso con un circuito de alta impedancia con agua fresca destilada.

Señales de empate

La etapa de salida típica del elemento lógico contiene dos transistores, interconectados secuencialmente, así como entre las cadenas de suministro y la tierra.

La situación cambia dramáticamente cuando la cascada de salida cambia de un estado lógico a otro. En este caso, durante un corto período de tiempo, ambos transistores se pueden abrir al mismo tiempo, y la corriente de alimentación de la cascada de salida aumenta, porque la resistencia del área de la ruta actual desde el bus de alimentación se reduce al bus de tierra a través de dos sucesivamente Transistores conectados. El poder consumido salta como aumenta, y luego disminuye, lo que conduce a un cambio local en el voltaje de suministro y la aparición de un cambio agudo y a corto plazo. Dichos cambios de corriente conducen a radiación de energía de radiofrecuencia. Incluso en una placa de circuito impreso relativamente simple, puede haber docenas o cientos de cascadas de salida consideradas de elementos lógicos, por lo que el efecto total de su trabajo simultáneo puede ser muy grande.

La Tabla 2 presenta las frecuencias operativas máximas para los tipos comunes de condensadores.

Tabla 2

Las características reales pueden diferir de varios fabricantes e incluso de la Parte a la Parte de un fabricante. Es importante entender que para el funcionamiento efectivo del condensador, las frecuencias las suprimen deben estar en un rango más bajo que la frecuencia de su propia resonancia. De lo contrario, la naturaleza de la resistencia reactiva será inductiva, y el condensador dejará de trabajar de manera efectiva.

POWER INS.

Un condensador de desatamiento debe estar conectado a cada carcasa de microcircuito, independientemente de la cantidad de amplificadores de operación que estén dentro de la caja - 1, 2 o 4. Si OU está impulsado por la potencia de dos polares, entonces, por supuesto, los condensadores de descarga deben estar ubicados para Cada salida de potencia. El valor del tanque debe seleccionarse cuidadosamente, dependiendo del tipo de ruido e interferencia presente en el diagrama.

Intercambio de señales de entrada y salida.

En situaciones en las que el rango de frecuencia de ruido inducido es en gran medida diferente del rango de frecuencia de la operación del esquema, la solución es simplemente y obvia: la colocación del filtro RC pasivo para suprimir la interferencia de alta frecuencia. Sin embargo, cuando se usa un filtro pasivo, es necesario tener cuidado: sus características (debido a la no idealidad de las características de frecuencia de los componentes pasivos) pierden sus propiedades a frecuencias, 100 ... 1000 veces más grandes que la frecuencia de corte (F3DB ). Cuando se usa filtros conectados secuencialmente configurados a diferentes rangos de frecuencia, un filtro de frecuencia más alto debe estar más cerca de una fuente de interferencia. La inductancia en los anillos de ferrita también se puede usar para suprimir el ruido; Conservan la naturaleza inductiva de la resistencia a una cierta frecuencia, y sobre su resistencia se activa.

Amplificadores de operación de casos

Uno, dos o cuatro amplificadores de operación generalmente se colocan en un caso.

Single OU a menudo también tiene entradas adicionales, por ejemplo, para ajustar el voltaje de compensación. DUAL y QUAD, OU solo tiene insumos y no ingresan insumos y resultados. Por lo tanto, si es necesario, tener ajustes adicionales deben usarse amplificadores de operación únicos. Cuando se utiliza conclusiones adicionales, es necesario recordar que por su estructura son insumos auxiliares, por lo que la gestión de ellos debe ser con precisión con precisión y de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.

DUAL OU se usan particularmente a menudo en amplificadores estéreo, y cuadruplice en diagramas de filtro de varias etapas. Sin embargo, hay un minus bastante significativo. A pesar de que la tecnología moderna proporciona un aislamiento decente entre las señales del amplificador ubicadas en un cristal de silicio, todavía hay algunas interferencias cruzadas entre ellas. Si es necesario tener una cantidad muy pequeña de dicha interferencia, es necesario usar amplificadores de operación únicos. La interferencia cruzada se produce no solo cuando se usa amplificadores dual o quadublees. Su fuente puede servir como una ubicación muy cercana de los componentes pasivos de diferentes canales.

Dual y Quadry Ou, además de lo anterior, hace posible realizar una instalación más densa. Los amplificadores separados parecen estar reflejados en relación entre sí.
Es necesario llamar la atención sobre el hecho de que los conductores conductores de la mitad del voltaje de suministro se ubican directamente debajo de la carcasa del circuito integrado, lo que reduce su longitud. Este ejemplo no ilustra cómo debería ser, pero qué se debe hacer. El voltaje promedio, por ejemplo, podría ser uno para los cuatro amplificadores. Los componentes pasivos pueden ser apropiados. Por ejemplo, los componentes planares del tamaño 0402 corresponden a la distancia entre las salidas del estándar para que la vivienda. Esto le permite realizar la longitud de los conductores muy cortos para aplicaciones de alta frecuencia.

Secciones no utilizadas ou

Cuando se utiliza amplificadores operativos de doble y cuadrupido en el circuito, algunas de sus secciones pueden permanecer infundadas y deben estar conectadas correctamente en este caso. La conexión errónea puede llevar a un aumento en la potencia consumida, mayor calefacción y un mayor ruido utilizado en el mismo caso de la UE. Los hallazgos de los amplificadores de operación no utilizados se pueden conectar como: la salida del amplificador está conectada a la entrada de inversión.

Conclusión

Recuerde los siguientes aspectos destacados y los manténgalos constantemente al diseñar y cablear los esquemas analógicos.

piense en la placa de circuito impreso como un componente del circuito eléctrico;
tener una presentación y comprensión de las fuentes de ruido e interferencias;
modelo y diagramas de compresión.

Placa de circuito impreso:

use tableros de circuitos impresos de material de alta calidad (por ejemplo, FR-4);
esquemas hechos en tableros de circuitos impresos de varias capas, 20 dB menos susceptibles a la interferencia externa que los diagramas realizados en tableros de dos capas;
usar polígonos separados, no variantes para varias tierras y nutrición;
coloque los polígonos de tierra y nutrición en las capas internas de la placa de circuito impreso.

Componentes:

realizar las limitaciones de frecuencia hechas por los componentes pasivos y la tarifa de la Junta;
tratar de evitar la ubicación vertical de los componentes pasivos en esquemas de alta velocidad;
para esquemas de alta frecuencia, use componentes destinados a montaje en superficie;
los conductores deben ser los más cortos, mejor;
si se requiere una longitud alta del conductor, luego reduce su ancho;
las conclusiones no utilizadas de los componentes activos deben estar correctamente conectados.

Alambrado:

coloque un esquema analógico cerca del conector de alimentación;
nunca divida a los conductores que pasan señales lógicas a través de un área de placa analógica, y viceversa;
los conductores adecuados para la entrada de inversión de OU, sean cortos;
asegúrese de que los conductores de los instrucciones de inversión y no inversión del sistema operativo no se encuentren en paralelo entre sí en una situación alta;
tratar de evitar el uso de agujeros de transición innecesarios, porque su propia inductancia puede llevar a problemas adicionales;
no divida a los conductores debajo de las esquinas derecha y alise la parte superior de las esquinas, si es posible.

Intercambio:

use los tipos correctos de condensadores para suprimir la interferencia en los circuitos de alimentación;
para suprimir la interferencia y el ruido de baja frecuencia, use los condensadores Tantalum en el conector de alimentación de entrada;
para suprimir la interferencia y el ruido de alta frecuencia, use condensadores cerámicos en el conector de alimentación de entrada;
use condensadores cerámicos para cada salida de la nutrición; Si es necesario, use varios condensadores para diferentes rangos de frecuencia;
si se produce una emoción en el esquema, es necesario usar condensadores con un valor de capacitancia más bajo, y no grande;
en casos difíciles en circuitos de potencia, el uso se incluye sucesivamente resistencias de baja resistencia o inductancia;
un condensador de energía analógico debe estar conectado solo a tierra analógica, y no a digital.

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