Instalarea bobinelor de inductanță pe plăci simple de circuite imprimate. Elemente radio fabricate prin metoda de imprimare. Plăci de circuite imprimate cu un singur strat

Într-un VHF de dimensiuni mici, bobinele de contur și choke-urile RF ocupă un spațiu relativ mult pe tablă. Adesea, ele determină înălțimea totală a plăcii de circuite. În unele cazuri, poate fi oportun să se aplice bobine plate - tipărite și fire. Baza pentru bobinele RF imprimate este cel mai adesea servită de ceramică specială de înaltă frecvență. Tehnologia de producție a acestor bobine nu este potrivită pentru condițiile amator. Cu toate acestea, după cum arată practica, la frecvențele de 80-100 MHz, pot fi obținute rezultate destul de satisfăcătoare folosind bobine realizate din platforma de sticlă de folie prin gravare. Aplicarea pentru bobinele imprimate de folie Fluoroplastic vă permite să deplasați limita de frecvență la 200-300 MHz. Bobinele de sârmă plate au o rezistență mecanică satisfăcătoare, relativ mică, cu capacitatea proprie, ușurința de fabricație și pot fi utilizate la frecvențe la 10 MHz. O creștere esențială a inductanței și limita de calitate a bobinelor plate tipărite și de sârmă pot fi obținute dacă bobina de la una sau ambele părți la bobină este încorporată de plăci de ferită. Schimbarea distanței dintre mașină și placă (un set de garnituri non-magnetice sau altfel), puteți schimba inductanța bobinei. Este posibilă reglarea inductanței în unele limite folosind o flanșă non-magnetică (cupru sau aluminiu), care se deplasează în apropierea bobinei cu ea. Bobinele de sârmă sunt plasate convenabil direct pe placă sau pe o placă separată, atașată la placă. Bobinele de imprimare pot fi o formă arbitrară. "Pământul" pe tablă ar trebui să fie perspectiva turului exterior - în acest caz, redă rolul ecranului. Puteți să vă protejați suplimentar bobina imprimată printr-un alt răsucire în aer liber, care leagă aparatul cu un fir de dispozitiv partajat. Exemple de bobine sunt prezentate în fotografie.

Calculați bobinele cu o precizie suficientă pentru radioul amator utilizând nomograme. Procedura de calcul al bobinelor tipărite și de sârmă este similară, diferența este că lățimea căii tipărite a bobinei tipărite corespunde diametrului firelor de bobină de cupru, iar lățimea spațiului dintre piste este grosimea dublă a Izolarea firului.

Dimensiunile de proiectare ale bobinelor sunt prezentate în fig. 1, a și b. Numerele pentru calcul sunt descrise în fig. 2 și 3. De exemplu, calculul bobinei tipărite rotunde (fără miez) este considerat de inductanța de 0,64 μg. Cel mai mare diametru exterior D al bobinei este ales egal cu 20 mm, cel mai mic d \u003d 8 mm. Este necesar să găsiți numărul de rotații W, lățimea căii tipărite și distanța SR între centrele C1 și C2 semi-rapids ale bobinei. Nomograma pentru calcularea bobinelor rotunde este prezentată în fig. 2. Calculați: d + d \u003d 20 + 8 \u003d 28 mm \u003d \u003d 2,8 cm: d / d \u003d 20: 8 \u003d 2,5. Pe scalele "D + D" și "D / D" găsim punctele corespunzătoare și le conectăm drept (în figura 2 - linia de bord). Prin punctul de intersecție al acestei linii drepte, cu o linie auxiliară non-socială și un punct pe scara "L", corespunzător inductanței predeterminate L \u003d 0,64 μH, efectuăm direct înainte de intersecția cu scara "W", conform pe care numărăm numărul dorit de rotiri - 6.5. Valorile D + D, D / D sau L pe cântarele nomograme pot fi mărite (scăderea) la 10 sau 100 de ori, în timp ce valorile W vor fi schimbate la rădăcina de 10 și rădăcina de 100 de ori. Lățimea S, mm, conductorul imprimat se calculează cu formula: s\u003e \u003d sr \u003d (d - d) / 4w; Diametrul izolației firului al bobinei de sârmă - DIP \u003d (D - D) / 2W. Rezultatul obținut este rotunjit la cea mai apropiată majoritate a rândului 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. Cu valori mici ale SR, este necesar să se primească SR \u003d s pentru bobinele translucide de baie, rotunjite la cel mai apropiat diametru standard al firului de izolare. Desenul bobinelor se aplică texolitului din sticlă de folie cu o circulară, care este instalată de un rasfeeder umplut cu o rezistență chimică rezistentă la vopsea. Etajul superior al cercului (vezi figura 1a) este realizat din centrul C1 și de jos - de la C2. Distanța SR ar trebui să reziste cu posibila precizie mai mare. După uscare, bobina kraki este gravată, ca de obicei, în soluția de fier de clor. Bobinele de imprimare ale formei pătrate sunt calculate prin nomograma prezentată în fig. 3. Rezultatele mai precise ale calculului bobinelor plate pot fi obținute analitic, utilizând formule pentru care sunt construite nomograme. Aceste formule sunt prezentate în fig. 2 și 3. Dimensiunea valorilor din formule corespunde unei specificații specificate pe nomograme. Valorile funcțiilor "Fi" (D / D și F (A / A) sunt rezumate în tabelul. 1 și 2. Bobinele plate de sârmă sunt înfășurate pe cadrul pliabil între două obrajii armate pe tija. Diametrul de Miezul cadrului trebuie să fie egal cu diametrul interior al bobinei, iar distanța dintre obraji este diametrul izolației firului. În procesul de înfășurare, firul este umectat de lipici BF ~ 2. Obrajii ar trebui să fie făcuți dintr-un material având adeziune slabă la adeziv (fluoroplastic, VINIFLEX). Cadrul este dezmembrat după capătul uscării lipiciului. Bobinele moor sunt lipite sau direct la placă sau pe placa de ferită armată pe placă. Bobinele descrise în antetul articolului au următorii parametri măsurați: imprimate rotunde (D \u003d 40 mm) - inductanță de 1,4 μg, calitate 95; Pătrat (A \u003d 30 mm) - 0,9 μH și 180, partea superioară a sârmei (d \u003d 15 mm, sârmă PEV-1 0,18) - 7,5 μH și 48; Media (d \u003d 11,9 mm, sârmă PEV-2 0,1) - 9,5 μH și 48 și mai mică (D \u003d 9 mm, sârmă PAL 0,05) - 37 μH și 43

Bilateral circuite imprimateÎn ciuda tuturor avantajelor sale, nu sunt cele mai bune, în special pentru scheme non-semnal sau de mare viteză. În general, grosimea plăcii de circuite imprimate, adică Distanța dintre straturile de metalizare este egală cu 1,5 mm, ceea ce este prea mult pentru implementarea completă a unor avantaje ale plăcii de circuite imprimate cu două straturi, care sunt deasupra. Capacitate distribuită, de exemplu, prea mică datorită unui interval atât de mare.

Plăci de circuite imprimate multistrat

Pentru evoluția responsabilă de comprimare necesită plăci de circuite imprimate multistrat (MPP). Unele motive pentru utilizarea lor sunt evidente:

aceeași convenabil, precum și pentru o anvelopă comună de sârmă, aspectul anvelopei de alimentare; Dacă anvelopele de alimentare utilizează poligoane pe un strat separat, este destul de simplu, cu ajutorul găurilor de tranziție pentru a efectua o sursă de alimentare fiecărui element al circuitului
straturile de semnal sunt scutite de anvelopele de alimentare, ceea ce ușurează conductorii de semnalizare
un container distribuit apare între poligoanele de teren și nutriție, ceea ce reduce zgomotul de înaltă frecvență

În plus față de aceste motive pentru aplicarea plăcilor de circuite imprimate multistrat, există și alte, mai puțin evidente:

suprimarea mai bună a electromagneticului ( Emi.) și frecvența radio ( RFI.) Interferența datorată efectului de reflecție ( efectul planului imaginii.), cunoscut în timpul lui Marconi. Când conductorul este plasat aproape de o suprafață conducătoare, majoritatea curenților de înaltă frecvență de retur vor curge prin plan direct sub conductor. Direcția acestor curenți va fi opusă direcției curenților din dirijor. Astfel, reflectarea conductorului în plan creează o linie de transmisie a semnalului. Deoarece curenții din dirijor și în plan sunt egale în dimensiune și sunt opuse direcției, se creează o ușoară scădere a interferenței emise. Efectul de reflecție funcționează efectiv numai cu poligoane solide inseparabile (ele pot fi atât poligoane de teren, cât și poligoane de putere). Orice insuficiență de integritate va duce la o scădere a suprimării interferențelor.
reducerea valorii totale cu producția la scară mică. În ciuda faptului că fabricarea plăcilor de circuite imprimate multistrat este mai scumpă, posibila radiație este mai mică decât cea a plăcilor unice și cu două straturi. În consecință, în unele cazuri, utilizarea numai a plăcilor multistrat va permite cerințele pentru radiațiile stabilite în dezvoltare și nu efectuează teste suplimentare și testarea. Utilizarea MPP poate reduce nivelul interferențelor radiate cu 20 dB comparativ cu două straturi.

Ordinea straturilor

Dezvoltatorii neexperimentați au adesea o confuzie cu privire la ordinea optimă a plăcii de circuite imprimate. Luați, de exemplu, o sală de 4 straturi care conține două straturi de semnal și două straturi de poligon - strat de pământ și un strat de putere. Care este ordinea straturilor cel mai bun? Straturile de semnale între poligoane care vor servi ca ecrane? Sau Straturile de poligon intern pentru a reduce influența reciprocă a straturilor de semnalizare?

Atunci când rezolvăm această întrebare, este important să ne amintim că adesea locația straturilor nu contează mult, deoarece toate aceleași componente sunt situate pe straturile exterioare, iar anvelopele, aducând semnale la concluziile lor, uneori trec prin toate straturi. Prin urmare, orice efecte ale ecranului reprezintă doar un compromis. În acest caz, este mai bine să aveți grijă să creați o capacitate mare distribuită între poligoanele de nutriție și terenurile, plasându-le în straturile interioare.

Un alt avantaj al localizării straturilor de semnal exterior este disponibilitatea semnalelor de testare, precum și capacitatea de a modifica legăturile. Oricine a schimbat cel puțin conexiunea conductorilor situați în straturile interioare, va aprecia această oportunitate.

Pentru plăcile cu circuite imprimate cu mai mult de patru straturi, există o regulă generală pentru a avea conductori de semnal de mare viteză între poligoanele de teren și energie și frecvența redusă pentru a îndepărta straturile externe.

Sol

Bună de împământare este o cerință generală a unui sistem saturat, multi-nivel. Și ar trebui să fie planificată de la primul pas al dezvoltării designerului.

Regula de bază: separarea pământului.

Separarea terenurilor pe partea analogică și digitală este una dintre cele mai simple și mai eficiente metode de suprimare a zgomotului. Unul sau mai multe straturi ale unei plăci cu circuite imprimate multistrat sunt de obicei descărcate sub un strat de poligoane de pământ. Dacă dezvoltatorul nu este foarte practicat sau inactiv, terenul părții analogice va fi conectat direct la acești poligoane, adică Curentul de recuperare analogic va folosi același lanț ca curent de retur digital. Furnizorii auto lucrează aproximativ și combină împreună toate terenurile.

Dacă placa de circuite imprimate anterior, cu un singur camion de împământare, care combină Pământul analogic și digital, este reciclat, atunci trebuie să împărțiți mai întâi pământul pe tablă (după această operație, bordul devine aproape imposibil). După aceasta, sunt prezentate toate conexiunile cu poligonul de aterizare analogic al componentelor circuitului analogic (se formează teren analogic) și la un poligon digital Pământ al componentelor circuitului digital (se formează teren digital). Și numai după aceea că sursa este combinată cu terenul digital și analogic.

Alte reguli pentru formarea pământului:

Aproape toate semnalele de frecvență ceas sunt suficient de mari semnale de frecvență, astfel încât și containerele mici între piese și poligoane pot crea legături semnificative. Trebuie amintit că nu numai frecvența de ceas principală poate provoca problema, ci și armonicile sale superioare.

Figura 4 prezintă o posibilă opțiune pentru plasarea tuturor componentelor de pe placă, inclusiv sursa de alimentare. Aici sunt trei separate una de cealaltă și poligon izolat de teren / putere: una pentru sursă, una pentru circuitul digital și unul pentru analog. Lanțurile Pământului și furnizarea pieselor analogice și digitale sunt combinate numai în sursa de alimentare. Zgomotul de înaltă calitate este filtrat în chiturile de alimentare. În acest exemplu, semnalele de înaltă frecvență ale pieselor analogice și digitale sunt legate între ele. Un astfel de design are o probabilitate foarte mare pentru un rezultat favorabil, deoarece se oferă o bună plasare a componentelor și de următoarele reguli de separare a lanțului.

Există doar un caz atunci când este necesar să se combine semnale analogice și digitale pe suprafața poligonului teren analogic. Convertoarele analogice-digitale și digitale-analogice sunt plasate în carcasele cu ieșirile terenului analogic și digital. Luând în considerare argumentele anterioare, se poate presupune că producția de teren digital și retragerea terenului analogic trebuie să fie conectate la anvelopele de teren digital și respectiv analogic. Cu toate acestea, în acest caz nu este adevărat.

Titlurile concluziilor (analogice sau digitale) se referă numai la structura internă a convertorului, la conexiunile sale interne. În diagramă, aceste concluzii trebuie să fie conectate la autobuzul de teren analogic. Conexiunea poate fi efectuată în interior circuit integratCu toate acestea, este destul de dificil să se obțină o rezistență scăzută a unui astfel de compus datorită restricțiilor topologice. Prin urmare, atunci când se utilizează convertoare, se presupune un compus extern al constatărilor terenului analogic și digital. Dacă acest lucru nu se face, atunci parametrii cipului vor fi mult mai slabi decât specificația.

Este necesar să se țină seama de faptul că elementele digitale ale convertorului pot agrava caracteristicile calitative ale schemei, aducând interferențe digitale în lanțul terenului analogic și a puterii analogice. La dezvoltarea convertizilor, acest impact negativ este luat în considerare, astfel încât partea digitală să consumite cât mai puțină energie posibilă. În acest caz, interferența de la comutarea elementelor logice scade. Dacă convertizorul digital este încărcat mult, comutarea internă nu provoacă de obicei probleme speciale. La dezvoltarea unei plăci de circuite imprimate, care conține ADC sau DAC, trebuie să fie corect legată de joncțiune nutriția digitală Convertor în teren analogic.

Caracteristicile de frecvență componente pasive

Pentru munca corectă Schemele analogice sunt foarte importante alegerea potrivita Componente pasive. Începeți dezvoltarea designerului cu o analiză atentă a caracteristicilor de înaltă frecvență ale componentelor pasive și a pre-locației și layout-urilor pe schița plăcii.

Un număr mare de dezvoltatori ignoră complet limitele de frecvență ale componentelor pasive atunci când sunt utilizate în ingineria circuitului analogic. Aceste componente au limitate gama de frecvențe Și munca lor în afara domeniului de frecvență specificată poate duce la rezultate imprevizibile. Cineva poate crede că această discuție se referă numai la scheme analogice de mare viteză. Cu toate acestea, acest lucru este departe de modul - semnalele de înaltă frecvență afectează puternic componentele pasive ale circuitelor de frecvență joasă prin radiații sau comunicații directe asupra conductorilor. De exemplu, un filtru simplu de frecvență joasă pe un amplificator de funcționare poate deveni cu ușurință într-un filtru de înaltă frecvență atunci când este expus la intrarea sa de înaltă frecvență.

Rezistențe

Caracteristicile de înaltă frecvență ale rezistoarelor pot fi reprezentate de circuitul echivalent prezentat în Figura 5.

Aplicați de obicei rezistori de trei tipuri: 1) sârmă, 2) compozitul de carbon și 3). Nu este necesar să aveți o mulțime de imaginație pentru a înțelege modul în care un rezistor de sârmă se poate transforma în inductanță, deoarece este o bobină cu un fir de metal de mare aripi. Majoritatea dezvoltatorilor de dispozitive electronice nu au conceptul de structură internă a rezistoarelor de film, care sunt, de asemenea, o bobină, cu toate acestea, dintr-un film metalic. Prin urmare, rezistențele la film au, de asemenea, inductanță, care este mai mică decât cea a rezistoarelor de sârmă. Rezistențele de film cu rezistență de cel mult 2 kΩ pot fi utilizate în mod liber în schemele de înaltă frecvență. Concluziile rezistoarelor sunt paralele între ele, prin urmare există o legătură capacitivă vizibilă între ele. Pentru rezistențele cu o rezistență mai mare, recipientul inter-exterior va reduce impedanța completă la frecvențe înalte.

Condecatoare

Caracteristicile de înaltă frecvență ale condensatoarelor pot fi reprezentate de circuitul echivalent prezentat în figura 6.

Conductoarele din circuitele analogice sunt utilizate ca elemente ale componentelor de joncțiune și filtrare. Pentru un condensator ideal, rezistența reactivă este determinată prin următoarea formulă:

În consecință, condensatorul electrolitic cu o capacitate de 10 μF va avea o rezistență de 1,6 ohm la o frecvență de 10 kHz și 160 μC la o frecvență de 100 MHz. E chiar asa?

Când utilizați condensatori electrolitici, trebuie să urmați conectare corectă. O ieșire pozitivă trebuie să fie conectată la un potențial constant mai pozitiv. Conexiunea incorectă conduce la un flux printr-un condensator cu curent continuu electrolitic, care poate să se datoreze numai condensatorului, ci și o parte a schemei.

În cazuri rare, diferența dintre potențialul DC între două puncte din diagramă își poate schimba semnul. Acest lucru necesită utilizarea unor condensatoare electrolitice non-polare, a cărei structură internă este echivalentă cu două condensatoare polare conectate în serie.

Inductanţă

Caracteristicile de inductanță de înaltă frecvență pot fi reprezentate de circuitul echivalent prezentat în Figura 7.

Rezistența la inductanță reactivă este descrisă prin următoarea formulă:

În consecință, inductanța de 10 mg va avea o rezistență reactivă de 628 ohmi la o frecvență de 10 kHz și la o frecvență de 100 MHz - rezistența de 6,28 MΩ. Dreapta?

Taxa tipărită are caracteristicile componentelor pasive discutate mai sus, cu toate acestea, nu atât de evidente.

Modelul conductorilor de pe placa de circuite imprimate poate fi atât o sursă, cât și un receptor de zgomot. O bună conectare a conductorilor reduce sensibilitatea schemei analogice la radiația surselor.

Taxa tipărită este susceptibilă la radiații, deoarece conductorii și concluziile componentelor formează antene specifice. Teoria antenelor este un subiect destul de complicat pentru studiu și nu este luat în considerare în acest articol. Cu toate acestea, aici sunt date câteva fundații.

Puțin din teoria antenelor

Pe toke constant sau frecvențe joase Componenta activă predomină. Cu o frecvență crescătoare, componenta reactivă devine din ce în ce mai semnificativă. În intervalul de la 1 kHz la 10 kHz, componenta inductivă începe să influențeze, iar conductorul nu mai este un conector de joasă tensiune, ci mai degrabă acționează ca o bobină de inductanță.

Formula pentru calcularea inductanței plăcii de circuite imprimate este după cum urmează:

De obicei, piesele de pe placa de circuite imprimate au valori de la 6 NGN la 12 NGN pe centimetru de lungime. De exemplu, un conductor de 10 centimetri are o rezistență de 57 mΩ și o inductanță de 8 NGN pentru a vedea. La o frecvență de 100 kHz, rezistența reactivă devine 50 MΩ și la frecvențe mai mari, conductorul va fi destul de inductanță decât rezistența activă .

Regula antenei PIN spune că începe să interacționeze în mod semnificativ cu câmpul la lungimea sa de aproximativ 1/20 de la lungimea de undă, iar interacțiunea maximă are loc la o lungime a pinului de 1/4 pe lungimea de undă. Prin urmare, un conductor de 10 centimetri dintr-un exemplu în paragraful anterior va începe să devină o antenă destul de bună la frecvențele de peste 150 MHz. Trebuie să fie amintit că, în ciuda faptului că generatorul frecvența ceasului Circuitul digital nu poate funcționa la o frecvență peste 150 MHz, cea mai mare armonică sunt întotdeauna prezente în semnalul său. Dacă componentele cu știfturi de înaltă lungime sunt prezente pe placa de circuite imprimate, atunci astfel de concluzii pot servi și ca antene.

Un alt tip major de antene - antene bucla. Inductanța conductorului direct crește foarte mult atunci când se îndoaie și devine parte a arcului. Creșterea inductanței reduce frecvența pe care începe interacțiunea antenei cu liniile de câmp.

Designerii de circuite imprimate cu experiență, destul de bine versate în teoria antenelor cu buclă, știu că este imposibil să creați o buclă pentru semnale critice. Unii dezvoltatori, totuși, nu se gândesc la asta, iar conductorii actuali de întoarcere și semnal în schemele lor sunt o buclă. Crearea antenelor de buclă este ușor de arătat pe exemplul (figura 8). În plus, este prezentată aici crearea unei antene cu fantă.

Luați în considerare trei cazuri:

Opțiunea A este un exemplu de design rău. Nu folosește deloc poligonul de teren analogic. Schița buclă este formată dintr-un conductor de pământ și alarmă. Când trece curentul, câmpul magnetic perpendicular pe acesta apare. Aceste câmpuri formează baza antenei buclă. Regula antenei buclă spune că, pentru cea mai mare eficiență, lungimea fiecărui conductor trebuie să fie egală cu jumătate din lungimea de undă a radiației primite. Cu toate acestea, nu ar trebui să uităm că, chiar și la 1/20 de la lungimea de undă, antena buclă rămâne destul de eficientă.

Varianta B este mai bună decât opțiunea A, dar există o pauză pe site-ul de testare, este probabil să creeze un loc specific pentru conducătorii de semnal de conectare. Căile de curenți de semnal și de întoarcere formează o antenă cu voce. Alte bucle sunt formate în decupaje în jurul cipului.

Opțiunea B este un exemplu de un design mai bun. Căile de semnal și de retur au coincid, reducând eficiența antenei buclă. Rețineți că în acest exemplu de realizare există, de asemenea, tăieturi în jurul cipului, dar ele sunt separate de calea curentă de întoarcere.

Teoria semnalelor de reflecție și potrivire este aproape de teoria antenelor.

Când placa de circuit imprimat se întoarce la un unghi de 90 °, poate apărea un semnal. Acest lucru se datorează în principal schimbărilor în lățimea pasajului curent. În partea superioară a unghiului, lățimea piesei crește de 1,414 ori, ceea ce duce la nepotrivirea caracteristicilor liniei de transmisie, în special a capacității distribuite și a inductanței proprii ale traseului. Destul de des, trebuie să rotiți placa de circuite imprimate cu 90 °. Multe pachete CAD moderne vă permit să netezească colțurile traseelor \u200b\u200befectuate sau să conducă piesele sub formă de arc. Figura 9 prezintă două etape pentru a îmbunătăți forma unghiului. Numai ultimul exemplu suportă lățimea constantă a piesei și minimizează reflexiile.

Consiliul pentru prototipuri de panouri de circuite imprimate: lăsați procedura de netezire în ultima etapă de lucru înainte de a crea concluzii în formă de picătură și umple poligoanele. În caz contrar, pachetul CAD se va lipi mai mult din cauza calculelor mai complexe.

De exemplu, o placă de circuite poate avea următorii parametri:

4 straturi; Semnalul și stratul de poligon de teren - adiacent
interval interlayer - 0,2 mm
lățimea exploratorului - 0,75 mm
explorer lungime - 7,5 mm

Valoarea modelului constanta dielectrică ER pentru FR-4 este de 4,5.

Se poate observa că amplitudinea semnalului de ieșire este pusă la îndoială la frecvențele apropiate de limita superioară a intervalului de frecvență OU. Aceasta, la rândul său, poate duce la generație, în special la frecvențele de operare al antenei (peste 180 MHz).

Acest efect generează numeroase probleme de rezolvat care, totuși, există multe modalități. Cele mai evidente dintre ele este de a reduce durata conductorilor. O altă modalitate este de a reduce lățimea lor. Nu există niciun motiv pentru utilizarea dirijorului unei astfel de lățimi pentru căptușirea semnalului la intrarea invertrică, deoarece Prin acest dirijor se desfășoară curenți foarte mici. Reducerea lungimii pistei la 2,5 mm, iar lățimea de până la 0,2 mm va duce la o scădere a rezervorului la 0,1 pf, iar un astfel de container nu va mai duce la o creștere semnificativă a răspunsului la frecvență. O altă soluție este îndepărtarea părții poligonului sub intrarea invertrică și conductorul potrivit pentru acesta.

Lățimea plăcii de circuite imprimate este imposibilă reducerea infinit. Lățimea limită este definită ca proces tehnologicși grosimea foliei. Dacă doi conductori se apropie unul de celălalt, se formează o legătură capacitivă și inductivă între ele (figura 12).

Conductorii de semnal nu trebuie divorțați în paralel unul cu celălalt, eliminând cazurile de linii diferențiale sau microstrip. Diferența dintre conductoare trebuie să fie de cel puțin trei ori mai mare decât lățimea conductorilor.

Containerul dintre piesele din schemele analogice poate crea dificultăți la rezistențe de rezistență mari (mai multe mama). O legătură capacitivă relativ mare între inversul și intrările de inversare a amplificatorului de funcționare poate duce cu ușurință la schema de auto-excitație.

De exemplu, cu d \u003d 0,4 mm și H \u003d 1,5 mm (valori suficient de comune) inductanța deschiderii este de 1,1 NGN.

Amintiți-vă că dacă există o mare rezistență în diagramă, atunci ar trebui acordată o atenție deosebită curățării consiliului. La operațiunile finale ale fabricării unei plăci de circuite imprimate trebuie îndepărtate rămășițele fluxului și contaminării. ÎN În ultima vreme La instalarea plăcilor de circuite imprimate, sunt adesea utilizate fluxuri solubile în apă. Fiind mai puțin dăunătoare, ele sunt ușor îndepărtate de apă. Dar, în același timp, spălarea plăcii este insuficientă poate duce la poluare suplimentară, care agravează caracteristicile dielectrice. În consecință, este foarte important să se producă o placă de circuit imprimată cu un circuit de înaltă impedanță cu apă distilată proaspătă.

Semnalele de legare

După cum sa observat deja, interferența poate pătrunde în partea analogică a circuitului prin intermediul lanțului electric. Pentru a reduce astfel de interferențe, se utilizează condensatoarele de dezlănțuire (blocare) care reduc terminalul local de alimentare.

Dacă trebuie să reproduceți o placă de circuite imprimate, pe care există părți analogice și digitale, este necesar să aveți cel puțin o mică idee despre caracteristicile electrice ale elementelor logice.

Etapa de ieșire tipică a elementului logic conține două tranzistoare, interconectate secvențial, precum și între lanțurile și terenurile de alimentare (fig.14).

Aceste tranzistori în cazul ideal funcționează strict în antifază, adică. Când unul dintre ele este deschis, atunci, în același timp, al doilea este închis, formând la ieșire sau o unitate logică sau un zero logic. În starea logică constantă, consumul de energie al elementului logic este mic.

Situația se schimbă dramatic când cascada de ieșire comută de la o stare logică la alta. În acest caz, pentru o perioadă scurtă de timp, ambele tranzistoare pot fi deschise în același timp, iar curentul de putere cascadă de ieșire crește, deoarece rezistența zonei actuale a căii din magistrala electrică este redusă la autobuzul de teren prin două succesiv tranzistoare conectate. Puterea consumată salturi ca crește și apoi scade, ceea ce duce la schimbarea locală Tensiunea de alimentare și apariția unei schimbări ascuțite și pe termen scurt. Astfel de modificări curente conduc la radiații de energie radiofrecvență. Chiar și pe o placă relativ simplă de circuite imprimate, pot exista zeci sau sute de cascade de ieșire din elemente logice, deci efectul total al lucrării lor simultane poate fi foarte mare.

Este imposibil să prezic cu exactitate intervalul de frecvență în care vor fi aceste emisii actuale, deoarece frecvența apariției lor depinde de setul de motive, inclusiv de la întârzierea în propagarea tranzistorilor de comutare a elementului logic. Întârzierea, la rândul său, depinde, de asemenea, de setul de cauze aleatorii care apar în procesul de producție. Zgomotul de la comutare are o distribuție de bandă largă a componentelor armonice în întreaga gamă. Există mai multe modalități de a suprima zgomotul digital, a căror utilizare depinde de distribuția spectrală a zgomotului.

Tabelul 2 prezintă frecvențele maxime de operare pentru tipurile comune de condensatori.

masa 2

Caracteristicile reale pot diferi de la diferiți producători și chiar de la partid la partid de la un producător. Este important să înțelegeți că pentru muncă eficientă Condensatorul suprimat de ei trebuie să fie într-un interval mai mic decât frecvența propriului rezonanță. Altfel caracter. rezistență reactivă Va fi inductiv, iar condensatorul va înceta să lucreze eficient.

Nu vă înșelați cu privire la faptul că unul 0.1 μF condensator. va suprima toate frecvențele. Condensatoarele mici (10 NF și mai puțin) pot funcționa mai eficient la frecvențe mai mari.

Power INS.

Injectarea puterii circuitelor integrate pentru a suprima zgomotul de înaltă frecvență este utilizarea unuia sau mai multor condensatori conectați între sursa de alimentare și terenurile. Este important ca diductorii care conecteze condensatoare condensate să fie scurte. Dacă nu este cazul, atunci inductanța proprie a conductorilor va juca un rol proeminent și va reduce beneficiul de la utilizarea condensatorilor de dezlănțuire.

Un condensator de dezlănțuire trebuie să fie conectat la fiecare locuință a cipului, indiferent de cât de multe amplificatoare de funcționare sunt în interiorul casetei - 1, 2 sau 4. dacă OU este alimentată două-polar nutrițieEste de la sine înțeles că condensatoarele de deconectare trebuie localizate pentru fiecare ieșire de alimentare. Valoarea rezervorului trebuie selectată cu atenție în funcție de tipul de zgomot și de interferențe prezente în diagrama.

În cazuri deosebit de dificile, poate apărea necesitatea de a adăuga inductanță inclusă în serie cu ieșirea de alimentare. Inductanța trebuie localizată înainte și nu după condensatori.

Un alt mod mai ieftin este de a înlocui rezistorul de inductanță cu rezistență scăzută (10 ... 100 ohmi). În același timp, rezistența formează un filtru de frecvență joasă împreună cu condensatorul de deconectare. Această metodă reduce gama de putere a amplificatorului de putere, care devine mai dependentă de energia consumată.

De obicei, este suficient să se aplice unul sau mai multe condensatoare electrolitice din aluminiu sau tantal la alimentarea cu interferențe de frecvență joasă în circuitele de alimentare la conectorul de alimentare de intrare. Un condensator ceramic suplimentar va suprima interferențe de înaltă frecvență de la alte plăci.

Schimbul de semnale de intrare și ieșire

Multe probleme de zgomot sunt rezultatul unei conexiuni directe a concluziilor de intrare și de ieșire. Ca urmare a restricțiilor de înaltă frecvență a componentelor pasive, reacția schemei asupra impactului zgomotului de înaltă frecvență poate fi suficient de imprevizibilă.

În situațiile în care gama de frecvență a zgomotului indus este în mare măsură diferită de intervalul de frecvență al funcționării schemei, soluția este pur și simplu și evidentă - plasarea filtrului RC pasiv pentru a suprima interferențele de înaltă frecvență. Cu toate acestea, atunci când se aplică filtru pasiv Este necesar să fii atent: caracteristicile sale (datorită caracteristicilor de frecvență ale componentelor pasive) își pierd proprietățile la frecvențe, 100 ... 1000 de ori mai mari decât frecvența tăiată (F 3db). Când utilizați filtrele conectate secvențial configurate la diferite intervale de frecvență, un filtru de frecvență mai mare trebuie să fie cel mai apropiat de o sursă de interferență. Inducția pe inelele de ferită poate fi, de asemenea, utilizată pentru a suprima zgomotul; Ei păstrează natura inductivă a rezistenței la unii frecvența specificată, și deasupra rezistenței lor devine activă.

Blocarea pe schema analogică poate fi atât de mare încât este posibilă scăparea (sau cel puțin reduce) de la ele prin aplicarea ecranelor. Pentru o muncă eficientă, ele trebuie să fie atent proiectate astfel încât frecvențele care creează cele mai mari probleme nu au putut intra în sistem. Aceasta înseamnă că ecranul nu trebuie să aibă găuri sau tăieturi cu dimensiuni, lungime de undă de 1/20 de radiații ecranate. Idee bună de a distra suficient spațiu pentru un ecran intenționat încă de la începutul designului plăcii de circuite imprimate. Când utilizați ecranul, puteți utiliza în plus inele de ferită (sau margele) pentru toate conexiunile la diagrama.

Case amplificatoare de operare

Într-un caz, unul, doi sau patru amplificatoare de operare sunt de obicei plasate (figura 16).

Singur ou de multe ori are de asemenea intrări suplimentareDe exemplu, pentru a regla tensiunea offset. Dual și Quad, OU au doar intrări de inversare și inversare și ieșire. Prin urmare, dacă este necesar, ar trebui să se utilizeze ajustări suplimentare amplificatoare de operare. Atunci când se utilizează concluzii suplimentare, este necesar să ne amintim că prin structura sa sunt intrări auxiliare, astfel încât conducerea acestora trebuie să fie cu precizie cu precizie și în conformitate cu recomandările producătorului.

Într-o singură OU, ieșirea este situată pe partea opusă a intrărilor. Acest lucru poate crea dificultate atunci când lucrați la frecvențe înalte datorită conductorilor de feedback extins. Una dintre modalitățile de depășire a acestora este de a plasa amplificatorul și componentele de feedback pe diferite laturi ale plăcii de circuite imprimate. Acest lucru, totuși, duce la cel puțin două găuri și reduceri suplimentare în poligonul de teren. Uneori merită să folosiți o dublă ou pentru a rezolva această problemă, chiar dacă cel de-al doilea amplificator nu este utilizat (în acest caz, concluziile sale trebuie să fie conectate corespunzător). Figura 17 ilustrează o scădere a lungimii conductorilor de circuite de feedback pentru inversarea incluziunii.

Dual OU sunt frecvent utilizate în amplificatoare stereo și cvadruple - în diagrame de filtrare cu mai multe etape. Cu toate acestea, există un minus destul de semnificativ. Cu toate că tehnologie moderna Oferă o izolare decentă între semnalele de amplificare situate pe un cristal de siliciu, există încă o interferență transversală între ele. Dacă este necesar să aveți o cantitate foarte mică de astfel de interferențe, este necesar să se utilizeze amplificatoare de operare unică. Interferențele încrucișate apare nu numai atunci când se utilizează amplificatoare duale sau quaduble. Sursa lor poate servi ca o locație foarte apropiată a componentelor pasive ale diferitelor canale.

Dual și Quadry Ou, pe lângă cele de mai sus, fac posibilă efectuarea unei instalații mai dense. Amplificatoare separate, așa cum au fost, sunt reflectate reciproc (figura 18).

Figurile 17 și 18 nu sunt prezentate nu toate conexiunile necesare pentru funcționarea normală, de exemplu, formatorul de nivel mediu unipolar nutriție. Figura 19 prezintă schema unui astfel de formator atunci când se utilizează amplificatorul quad.

Diagrama arată totul conexiuni necesare Pentru a implementa trei cascade inverse independente. Este necesar să atrageți atenția asupra faptului că conductorii conductorului de jumătate din tensiunea de alimentare sunt localizați direct sub carcasa circuitului integrat, ceea ce reduce lungimea acestora. Acest exemplu ilustrează modul în care ar trebui să fie, dar ceea ce ar trebui făcut. Tensiunea medie, de exemplu, ar putea fi una pentru toți cei patru amplificatoare. Componentele pasive pot fi adecvate. De exemplu, componentele plane ale dimensiunii 0402 corespund distanței dintre ieșirile standardului, astfel încât carcasa. Acest lucru vă permite să faceți lungimea conductorilor foarte scurți pentru aplicațiile de înaltă frecvență.

La plasarea amplificatoarelor de operare în carcasele DIP și componentele pasive cu concluzii firului, găurile de tranziție sunt necesare pentru a le instala pe placa de circuite imprimate. Astfel de componente sunt utilizate în prezent atunci când nu există cerințe speciale pentru dimensiunea plăcii de circuite imprimate; De obicei, ele sunt mai ieftine, dar costul plăcii de circuite imprimate în procesul de fabricație crește datorită forajelor de găuri suplimentare sub concluziile componentelor.

În plus, atunci când se utilizează componente montate, dimensiunea plăcii și lungimea conductorilor crește, ceea ce nu permite schema la frecvențe înalte. Găurile de tranziție au propria lor inductanță, care impune, de asemenea, restricții privind caracteristicile dinamice ale schemei. Prin urmare, atașamentele nu sunt recomandate pentru a fi utilizate pentru implementarea circuitelor de înaltă frecvență sau pentru circuitele analogice plasate în apropiere cu scheme de logică de mare viteză.

Unii dezvoltatori care încearcă să reducă lungimea conductorilor, rezistoarele sunt verticale. La prima vedere, poate părea că reduce lungimea pistei. Cu toate acestea, crește calea trecerii asupra rezistorului, iar rezistența în sine este o buclă (bobină de inductanță). Raditarea și capacitatea de primire cresc în mod repetat.

Cu montare pe suprafață, nu este necesară o deschidere pentru fiecare ieșire de componente. Cu toate acestea, apar probleme la testarea schemei și trebuie să utilizați găuri de tranziție ca puncte de control, mai ales atunci când sunt aplicate componentele dimensiunii mici.

Secțiuni neutilizate Ou.

Când utilizați amplificatoarele operaționale duale și quadrupide în circuit, unele dintre secțiunile lor pot rămâne nefondate și trebuie conectate corect în acest caz. Conexiunea eronată poate duce la o creștere a energiei consumate, o încălzire mai mare și la un zgomot mai mare utilizat în același caz al UE. Constatările amplificatoarelor de funcționare neutilizate pot fi conectate așa cum se arată în fig. 20a. Conectarea ieșirilor cu componente suplimentare (fig.20b) vă va permite să utilizați cu ușurință acest OU la ajustare.

Concluzie

Amintiți-vă următoarele evidențiere și păstrați-le în mod constant la proiectarea și cablajul schemelor analogice.

General:

gândiți-vă la placa de circuite imprimate ca o componentă circuit electric
au o prezentare și înțelegere a surselor de zgomot și de interferență
model și diagrame de stoarcere

Placă de circuit imprimat:

utilizați plăci de circuite imprimate din material de calitate (de exemplu, FR-4)
scheme realizate pe plăci cu circuite imprimate cu mai multe straturi, 20 dB mai puțin susceptibile la interferențe externe decât diagramele efectuate pe plăcile cu două straturi
utilizați poligoane separate, non-interpretabile pentru diferite terenuri și nutriție
plasați poligoanele de teren și nutriționale pe straturile interioare ale plăcii de circuite imprimate.

Componente:

realizați limitările de frecvență făcute de componente pasive și taxe
Încercați să evitați localizarea verticală a componentelor pasive în scheme de mare viteză
pentru schemele de înaltă frecvență, utilizați componente destinate suportului de suprafață
conductorii ar trebui să fie mai scurți, cu atât mai bine
dacă este necesară o lungime mare a conductorului, apoi reduceți lățimea sa
concluziile neutilizate ale componentelor active trebuie conectate corespunzător.

Cablare:

plasați o schemă analogică lângă conectorul de alimentare
nu împărțiți niciodată conductorii care transmit semnale logice printr-un comitet analogic al plăcii și invers
conductoarele potrivite pentru intrarea invertrică a OU, face scurt
asigurați-vă că conductorii inversării și intrărilor de neconformitate ale OU nu sunt situate în paralel unul cu celălalt la un nivel ridicat
Încercați să evitați utilizarea găurilor de tranziție inutile, deoarece propria lor inductanță poate duce la probleme suplimentare
nu împărțiți conductorii sub colțurile drepte și nu vă ușurează vârfurile colțurilor, dacă este posibil

Interchange:

utilizați tipurile corecte de condensatori pentru a suprima mesele în circuitele de alimentare
pentru a suprima interferențele și zgomotul cu frecvență redusă, utilizați condensatori de tantal la conectorul de alimentare de intrare
pentru a suprima interferențele și zgomotul de înaltă frecvență, utilizați condensatori ceramici la conectorul de alimentare
utilizați condensatori ceramici pentru fiecare ieșire a nutriției; Dacă este necesar, utilizați mai multe condensatoare pentru diferite intervale de frecvență.
dacă schema este excitată, atunci este necesar să se utilizeze condensatoarele cu o valoare de capacitate mai mică și nu mare
În cazuri dificile în circuitele de putere, utilizați rezistențe succesiv incluzive de rezistență scăzută sau inductanță
condensatoarele de ieșire analogice trebuie conectate numai la terenul analogic și nu digital

Bruce Carter.
OP amperi pentru toată lumea, capitolul 17
Tehnici de aspect al circuitelor
Referință de proiectare, Instrumente Texas, 2002

Puțin din teoria antenelor

La frecvențe constante curente sau joase, componenta activă prevalează. Cu o frecvență crescătoare, componenta reactivă devine din ce în ce mai semnificativă. În intervalul de la 1 kHz la 10 kHz, componenta inductivă începe să influențeze, iar conductorul nu mai este un conector de joasă tensiune, ci mai degrabă acționează ca o bobină de inductanță.

Formula pentru calcularea inductanței plăcii de circuite imprimate este după cum urmează:

De obicei, piesele de pe placa de circuite imprimate au valori de la 6 NGN la 12 NGN pe centimetru de lungime. De exemplu, un conductor de 10 centimetri are o rezistență de 57 mΩ și o inductanță de 8 NGN pentru a vedea. La o frecvență de 100 kHz, rezistența reactivă devine 50 MΩ și la frecvențe mai mari, conductorul va fi destul de inductanță decât rezistența activă .

Regula antenei PIN spune că începe să interacționeze în mod semnificativ cu câmpul la lungimea sa de aproximativ 1/20 de la lungimea de undă, iar interacțiunea maximă are loc la o lungime a pinului de 1/4 pe lungimea de undă. Prin urmare, un conductor de 10 centimetri dintr-un exemplu în paragraful anterior va începe să devină o antenă destul de bună la frecvențele de peste 150 MHz. Este necesar să vă amintiți că, în ciuda faptului că generatorul ceasului de circuit digital nu poate funcționa la o frecvență de peste 150 MHz, cele mai înalte armonice sunt întotdeauna prezente în semnalul său. Dacă componentele cu știfturi de înaltă lungime sunt prezente pe placa de circuite imprimate, atunci astfel de concluzii pot servi și ca antene.

Teoria semnalelor de reflecție și potrivire este aproape de teoria antenelor.

Există o conexiune capacitivă între conductorii plăcii de circuite imprimate atunci când se intersectează. Uneori poate crea o problemă. Conductorii care se află pe straturile adiacente creează un condensator lung de film. Capacitatea unui astfel de condensator este calculată prin formula prezentată în figura 10.

De exemplu, o placă de circuite poate avea următorii parametri:
- 4 straturi; Semnal și strat de poligon de teren - adiacent,
- intervalul intermediar - 0,2 mm,
- lățimea conductorului - 0,75 mm,
- Lungimea exploratorului - 7,5 mm.

Valoarea modelului constanta dielectrică ER pentru FR-4 este de 4,5.

Înlocuirea tuturor valorilor în formula, obținem valoarea recipientului între aceste două anvelope, egală cu 1,1 pf. Chiar și această capacitate aparent mică pentru unele aplicații este inacceptabilă. Figura 11 ilustrează efectul unui container în 1 PF, care apare atunci când este conectat la intrarea invertrică a amplificatorului operațional de înaltă frecvență.

Se poate observa că amplitudinea semnalului de ieșire este pusă la îndoială la frecvențele apropiate de limita superioară a intervalului de frecvență OU. Aceasta, la rândul său, poate duce la generație, în special la frecvențele de operare al antenei (peste 180 MHz).

Acest efect generează numeroase probleme de rezolvat care, totuși, există multe modalități. Cele mai evidente dintre ele este de a reduce durata conductorilor. O altă modalitate este de a reduce lățimea lor. Nu există niciun motiv pentru utilizarea dirijorului unei astfel de lățimi pentru căptușirea semnalului la intrarea invertrică, deoarece Prin acest dirijor se desfășoară curenți foarte mici. Reducerea lungimii pistei la 2,5 mm, iar lățimea de până la 0,2 mm va duce la o scădere a rezervorului la 0,1 pf, iar un astfel de container nu va mai duce la o creștere semnificativă a răspunsului la frecvență. O altă modalitate de a rezolva problema este îndepărtarea părții poligonului sub intrarea invertrică și sub conductorul adecvat pentru acesta.

Conductorii de semnal nu trebuie divorțați în paralel unul cu celălalt, cu excepția cablului de linii diferențiale sau microstrip. Diferența dintre conductoare trebuie să fie de cel puțin trei ori mai mare decât lățimea conductorilor.

Amintiți-vă că dacă există o mare rezistență în diagramă, atunci ar trebui acordată o atenție deosebită curățării consiliului. La operațiunile finale ale fabricării unei plăci de circuite imprimate trebuie îndepărtate rămășițele fluxului și contaminării. Recent, fluxurile solubile în apă sunt adesea utilizate la instalarea plăcilor de circuite imprimate. Fiind mai puțin dăunătoare, ele sunt ușor îndepărtate de apă. Dar, în același timp, spălarea plăcii este insuficientă poate duce la poluare suplimentară, care agravează caracteristicile dielectrice. În consecință, este foarte important să se producă o placă de circuit imprimată cu un circuit de înaltă impedanță cu apă distilată proaspătă.

Semnalele de legare

După cum sa menționat deja, interferența poate pătrunde în partea analogică a circuitului prin lanțurile de alimentare. Pentru a reduce astfel de interferențe, se utilizează condensatoarele de dezlănțuire (blocare) care reduc terminalul local de alimentare.

Etapa de ieșire tipică a elementului logic conține două tranzistoare, conectate secvențial și localizate între lanțurile de alimentare și terenurile (fig.14).

Aceste tranzistori în cazul ideal funcționează strict în antifază, adică. Când unul dintre ele este deschis, atunci, în același timp, al doilea este închis, formând la ieșire sau o unitate logică sau un zero logic. În starea logică constantă, consumul de energie al elementului logic este mic.

Situația se schimbă dramatic când cascada de ieșire comută de la o stare logică la alta. În acest caz, pentru o perioadă scurtă de timp, ambele tranzistoare pot fi deschise în același timp și creșterea curentului de putere în cascadă de ieșire, deoarece rezistența zonei de cale curentă de la magistrala electrică către autobuzul de teren este redusă prin două succesiv tranzistoare conectate. Puterea consumată salturi ca crește, și apoi scade rapid, ceea ce duce la o schimbare locală a tensiunii de alimentare și la apariția unei schimbări ascuțite și pe termen scurt. Astfel de modificări curente conduc la radiații de energie radiofrecvență. Chiar și pe o placă relativ simplă de circuite imprimate, se pot afla zeci sau sute de cascade de ieșire ale elementelor logice, astfel încât efectul total al lucrării lor simultane poate fi foarte mare.

Tabelul 2 prezintă frecvențele maxime de operare pentru tipurile comune de condensatori.

masa 2

Este evident de la tabelul că condensatoarele electrolitice Tantal sunt utilizate pentru frecvențele sub 1 MHz, condensatoarele ceramice trebuie aplicate la frecvențe mai mari. Trebuie amintit că condensatoarele au propria lor rezonanță, iar alegerea lor incorectă nu numai că poate ajuta, ci și agravarea problemei. Figura 15 prezintă rezonanțe tipice proprii ale a două condensatoare de aplicații globale - 10 μF de ceramică electrolitică tantal și 0,01 ICF.

Caracteristicile reale pot diferi de la diferiți producători și chiar de la partid la partid de la un producător. Este important să înțelegeți că pentru funcționarea eficientă a condensatorului, frecvențele pe care le-au suprimat trebuie să fie într-un interval mai mic decât frecvența propriului rezonanță. În caz contrar, natura rezistenței reactive va fi inductivă, iar condensatorul va înceta să lucreze eficient.

Nu vă înșelați cu privire la faptul că un condensator de 0,1 μF va suprima toate frecvențele. Condensatoarele mici (10 NF și mai puțin) pot funcționa mai eficient la frecvențe mai mari.

Power INS.

Principiul schimburilor de circuite integrate pentru a suprima zgomotul de înaltă frecvență este acela de a utiliza unul sau mai multe condensatoare legate între sursa de alimentare și teren. Este important ca diductorii care conecteze condensatoare condensate să fie scurte. Dacă nu este cazul, atunci inductanța proprie a conductorilor va juca un rol proeminent și va reduce beneficiul de la utilizarea condensatorilor de dezlănțuire.

Un condensator de dezlănțuire trebuie să fie conectat la fiecare carcasă de microcircitate, indiferent de cât de multe amplificatoare de funcționare sunt în interiorul casetei - 1, 2 sau 4. Dacă OU este alimentată de o putere cu două polari, apoi, desigur, condensatoarele de dezlănțuire ar trebui să fie localizate fiecare ieșire de putere. Valoarea containerului trebuie selectată cu atenție în funcție de tipul de zgomot și de interferență prezentă în sistem.

În cazuri deosebit de dificile, poate apărea necesitatea de a adăuga inductanță inclusă în serie cu ieșirea de alimentare. Inductanța trebuie localizată înainte și nu după condensatori.

Schimbul de semnale de intrare și ieșire

În situațiile în care gama de frecvență a zgomotului indus este în mare măsură diferită de intervalul de frecvență al funcționării schemei, soluția este pur și simplu și evidentă - plasarea filtrului RC pasiv pentru a suprima interferențele de înaltă frecvență. Cu toate acestea, atunci când utilizați un filtru pasiv, este necesar să fii atent: caracteristicile sale (datorită caracteristicilor de frecvență ale componentelor pasive) își pierd proprietățile la frecvențe, 100 ... 1000 de ori mai mari decât frecvența tăiată (F 3db). Când utilizați filtrele conectate secvențial configurate la diferite intervale de frecvență, un filtru de frecvență mai mare trebuie să fie cel mai apropiat de o sursă de interferență. De asemenea, inductanța asupra inelelor de ferită poate fi utilizată pentru a suprima zgomotul; Ele păstrează natura inductivă a rezistenței la o anumită frecvență și deasupra rezistenței lor devine activă.

Sfaturile din schema analogică pot fi atât de mari încât este posibil să scape de ele (sau cel puțin reduce) numai prin aplicarea ecranelor. Pentru o muncă eficientă, ele trebuie să fie atent proiectate astfel încât frecvențele care creează cele mai mari probleme nu au putut intra în sistem. Aceasta înseamnă că ecranul nu trebuie să aibă găuri sau tăieturi cu dimensiuni, lungime de undă de 1/20 de radiații ecranate. Idee bună de a distra suficient spațiu pentru un ecran intenționat încă de la începutul designului plăcii de circuite imprimate. Când utilizați ecranul, puteți utiliza în plus inele de ferită (sau margele) pentru toate conexiunile la diagrama.

Case amplificatoare de operare

Într-un caz, unul, doi sau patru amplificatoare de operare sunt de obicei plasate (figura 16).

O singură OU Adesea are, de asemenea, intrări suplimentare, de exemplu, pentru a regla tensiunea offset. Dual și Quad, OU au doar intrări de inversare și inversare și ieșire. Prin urmare, dacă este necesar, ar trebui să se utilizeze ajustări suplimentare amplificatoare de operare. Atunci când se utilizează concluzii suplimentare, este necesar să ne amintim că în structura sa sunt intrări auxiliare, astfel încât conducerea acestora ar trebui să fie realizată în mod perfect și în conformitate cu recomandările producătorului.

Într-o singură OU, ieșirea este situată pe partea opusă a intrărilor. Acest lucru poate crea dificultăți atunci când lucrați în frecvențe înalte datorită conductorilor de feedback extins. Una dintre modalitățile de depășire a acestora este de a plasa amplificatorul și componentele de feedback pe diferite laturi ale plăcii de circuite imprimate. Acest lucru, totuși, duce la apariția a cel puțin două găuri și decupaje suplimentare în site-ul de testare a terenurilor. Uneori merită să folosiți o dublă ou pentru a rezolva această problemă, chiar dacă cel de-al doilea amplificator nu este utilizat (în acest caz, concluziile sale trebuie să fie conectate corespunzător). Figura 17 ilustrează o scădere a lungimii conductorilor de circuite de feedback pentru inversarea incluziunii.

Dual OU sunt frecvent utilizate în amplificatoare stereo și cvadruple - în diagrame de filtrare cu mai multe etape. Cu toate acestea, acest lucru este destul de semnificativ minus. În ciuda faptului că tehnologia modernă asigură izolarea decentă între semnalele de amplificare situate pe un cristal de siliciu, există încă o interferență transversală între ele. Dacă este necesar să aveți o cantitate foarte mică de astfel de interferențe, este necesar să se utilizeze amplificatoare de operare unică. Interferențele încrucișate apare nu numai atunci când se utilizează amplificatoare duale sau quaduble. Sursa lor poate servi ca o locație foarte apropiată a componentelor pasive ale diferitelor canale.

Dual și Quadry Ou, pe lângă cele de mai sus, fac posibilă efectuarea unei instalații mai dense. Amplificatoare separate, așa cum au fost, sunt reflectate reciproc (figura 18).

Figurile 17 și 18 nu sunt prezentate nu toate conexiunile necesare pentru funcționarea normală, de exemplu, formatorul de nivel mediu pentru nutriția unipolară. Figura 19 prezintă schema unui astfel de formator atunci când se utilizează amplificatorul quad.

Diagrama prezintă toate conexiunile necesare pentru a implementa trei cascade inverse independente. Este necesar să atrageți atenția asupra faptului că conductorii conductorului de jumătate din tensiunea de alimentare sunt localizați direct sub carcasa circuitului integrat, ceea ce reduce lungimea acestora. Acest exemplu ilustrează modul în care trebuie făcute conexiunile, dar ceea ce trebuie făcut cu plasarea componentelor și urmăririi. Tensiunea medie, de exemplu, ar putea fi una pentru toți cei patru amplificatoare. Componentele pasive pot fi adecvate. De exemplu, componentele plane ale dimensiunii 0402 corespund distanței dintre ieșirile standardului, astfel încât carcasa. Acest lucru permite ca lungimea conductorilor pentru aplicațiile de înaltă frecvență să fie foarte scurtă.

Ansamblul volumetric și de suprafață

În plus, atunci când se utilizează componente montate, dimensiunea plăcii și lungimea conductorilor crește, ceea ce nu permite funcționarea schemei la frecvențe înalte. Găurile de tranziție au propria lor inductanță, care impune, de asemenea, restricții privind caracteristicile dinamice ale schemei. Prin urmare, atașamentele nu sunt recomandate pentru a fi utilizate pentru implementarea circuitelor de înaltă frecvență sau pentru circuitele analogice plasate în apropierea schemelor logice de mare viteză.

Secțiuni neutilizate Ou.

Concluzie

Amintiți-vă următoarele evidențiere și păstrați-le în mod constant la proiectarea și cablajul schemelor analogice.

General:

Gândiți-vă la placa de circuite imprimate ca o componentă a circuitului electric;
. Au o prezentare și înțelegere a surselor de zgomot și de interferență;
. Model și scheme de stoarcere.

Placă de circuit imprimat:

Utilizați plăci de circuite imprimate din material de înaltă calitate (de exemplu, FR-4);
. Schemele realizate pe plăci cu circuite imprimate cu mai multe straturi, 20 dB sunt mai puțin susceptibile la interferențe externe decât diagramele efectuate pe plăcile cu două straturi;
. Utilizați poligoane separate, non-variabile pentru diferite terenuri și nutriție;
. Plasați poligoanele de teren și nutriționale pe straturile interioare ale plăcii de circuite imprimate.

Componente:

Realizați limitările de frecvență făcute de componentele pasive și taxa consiliului;
. Încercați să evitați localizarea verticală a componentelor pasive în scheme de mare viteză;
. Pentru schemele de înaltă frecvență, utilizați componente destinate montării pe suprafață;
. Conductorii ar trebui să fie cei mai scurți, cu atât mai bine;
. Dacă este necesară o lungime mare a conductorului, apoi reduceți lățimea sa;
. Concluziile neutilizate ale componentelor active trebuie conectate corespunzător.

Cablare:

Plasați o schemă analogică lângă conectorul de alimentare;
. Nu împărțiți niciodată conducătorii care trec semnale logice printr-o zonă analogică de bord și invers;
. Conductori adecvați pentru intrarea inversă a OU, fac scurte;
. Asigurați-vă că conductorii intrărilor de inversare și inversare ale sistemului de operare nu sunt localizate în paralel unul cu celălalt la un nivel ridicat;
. Încercați să evitați utilizarea găurilor de tranziție inutile, deoarece propria lor inductanță poate duce la probleme suplimentare;
. Nu împărțiți conductorii în colțurile drepte și neteziți vârfurile colțurilor, dacă este posibil.

Interchange:

Utilizați tipurile corecte de condensatori pentru a suprima interferențele în circuitele de alimentare;
. Pentru a suprima interferențele și zgomotul cu frecvență redusă, utilizați condensatori de tantal la conectorul de alimentare de intrare;
. Pentru a suprima interferențele și zgomotul de înaltă frecvență, utilizați condensatori ceramici la conectorul de alimentare;
. Utilizați condensatori ceramici pentru fiecare ieșire a nutriției; Dacă este necesar, utilizați mai multe condensatoare pentru diferite intervale de frecvență;
. Dacă se produce o entuziasm în sistem, este necesar să se utilizeze condensatori cu o valoare de capacitate mai mică și nu mare;
. În cazuri dificile în circuitele de putere, utilizați succesiv rezistențe cu rezistență scăzută sau inductanță;
. Un condensator de putere analogic trebuie să fie conectat numai la terenul analogic și nu la digital.

Bruce Carter.
OP amperi pentru toată lumea, capitolul 17
Tehnici de aspect al circuitelor
Referință de proiectare, Instrumente Texas, 2002

Vă mulțumim site-ul web elarart.narod.ru pentru traducerea transferată

Tehnologia "Fier-Laser" a plăcilor de circuite imprimate imprimate (Ult) literalmente în câțiva ani, sa răspândit pe scară largă în amatori de cercuri amatori și vă permite să primiți plăci de circuite imprimate calitate superioară. Cardurile Pubboard cu "desen manual" necesită timp și nu sunt asigurați împotriva erorilor.

Cerințe speciale pentru acuratețea imaginii sunt prezentate în fabricarea de inductoare tipărite pentru lanțuri de înaltă frecvență. Marginile conductorilor bobinei trebuie să fie cât mai netede posibil, deoarece afectează calitatea acestora. Desenați manual o imagine a unei bobine spiralate multi-schi este foarte problematică, iar aici ultimul lucru poate spune "Cuvântul Său".

Smochin. unu

Smochin. 2.

Deci, totul este în ordine. Alerga program de calculator Sprint-aspect, de exemplu, versiunea 5.0. Instalați în setările programului:

Scara grila de coordonate - 1,25 mm;

Lățimea liniei - 0,8 mm;

Dimensiuni de bord - 42,5x42,5 mm;

Diametrul exterior "purcel" - 1,5 mm;

Diametrul gaurei în "purcel" - 0,5 mm.

Noi găsim centrul plăcii și desenez un șablon de conductor de bobină (figura 1)conform rețelei de coordonate utilizând instrumentul Explorer, rotirea bobinei în partea dorită (o imagine oglindă este necesară pentru șablon, dar poate fi obținută mai târziu la imprimare). La începutul și la capătul bobinei, instalăm "purcelul" pentru a conecta bobina cu elementele circuitului.

În setările pentru imprimare, setați numărul de tipăriri pe foaie, distanța dintre imprimări și, dacă doriți să "rotiți" bobina spre cealaltă parte, imprimarea oglinzii modelului. Ar trebui să imprimați pe hârtie netedă sau pe un film special prin instalarea alimentării maxime de toner în setările imprimantei la imprimare.

Apoi, urmați standardul standard. Pregătim fibră de sticlă de folie, curățăm suprafața foliei și degresați, de exemplu, acetonă. Aplicăm un model de toner pentru a fi folie și a accelera un fier fierbinte printr-o foaie de hârtie într-o ambreiaj de toner fiabil cu o folie.

După ce sub jetul de apă de sub robinet (temperatura la rece sau la cameră), scoatem hârtia și atent "Katoshi" o eliminați, lăsând tonerul de pe bordul foliei. Producem gravarea platformei și îndepărtarea ulterioară a tonerului cu solvent, de exemplu, acetonă. Consiliul rămâne un dirijor clar al inductanței "tipărite" a inductorilor de înaltă calitate.

Bobinele de imprimare cu bobine spirale de pe ultimul sunt o calitate mai slabă. Punctul de aici este în formă pătrat de pixeli ai imaginii, astfel încât marginile conductorului bobinei spirale sunt obținute de către întonată. Adevărat, aceste nereguli sunt suficient de mici, iar calitatea bobinei, în general, este încă mai mare decât în \u200b\u200bcazul executării manuale.

Deschideți din nou versiunea de aspect de sprint 5.0. În setul de instrumente, alegeți formularul special - un instrument pentru desenarea poligoanelor și spiralelor. Selectați fila spirală. Instalare:

Raza inițială (raza de pornire) -2 mm;

Distanța dintre Vitka (distanță) -1,5 mm;

Lățimea exploratorului (lățimea piesei) -0,8 mm;

Numărul de rotiri (rotiri), de exemplu, - 20.

Dimensiunea unei taxe ocupate de o astfel de bobină este de 65x65 mm (figura 2).

Bobinele de imprimare sunt de obicei asociate unul cu celălalt filtre de bandă (PF) cu condensatori de capacitate redusă. Cu toate acestea, relația lor inductivă este, de asemenea, posibilă, gradul de care poate fi schimbat prin schimbarea distanței dintre avioanele de bobină sau excentrice care se rotește în raport cu cealaltă. Bobine fixe de montare relativ una cu cealaltă pot fi

struturi medii dielectrice.

Inductanța inductorilor bobinei poate fi închisă cu rotiri, ruperea conductorului imprimat sau îndepărtarea parțială. Aceasta va crește frecvența setării circuitului. Reducerea frecvenței poate fi realizată prin lipirea condensatoarelor de capacitate mică a tipurilor SMD între rotiri.

Producția de bobine din gama VHF sub formă de meander, linii drepte și curbe, filtre de pieptene etc. Uha adaugă la produsul final al harului și, de regulă, crește facilitățile de calitate (datorită marginilor "netede" ale conductorilor tipăriți). Cu toate acestea, în fabricație, trebuie amintit pentru calitatea materialului substrat (Fiberglass), care cu o frecvență în creștere își pierde proprietățile izolatorului. În circuite echivalente, rezistența pierderilor din dielectrice trebuie inclusă în bobine de imprimare paralele, iar această rezistență va fi mai mică decât frecvența de funcționare și mai rău decât calitatea dielectrică.

În practică, fibră de sticlă folgizată poate fi utilizată pe deplin pentru fabricarea imprimată lanțuri rezonante până la o distanță de 2 metri inclusiv (aproximativ 150 MHz). Sticlă specială de sticlă de sticlă de înaltă frecvență poate fi utilizată în intervalul de 70 cm (aproximativ 470 ... 500 MHz). La frecvențe mai mari, ar trebui aplicată un fluoroplast de folie RF (Teflon), ceramică sau sticlă.

Bobina tipărită a inductorului are o voluntară crescută datorită reducerii containerului de sos obținut de, pe de o parte, datorită grosimii scăzute a foliei, pe de altă parte, pașii "înfășurare". Cadrul închis din folia împământată în jurul bobinei tipărite din planul său servește ca ecran din alte bobine și conductori tipăriți, dar puțin afectează parametrii bobinei dacă perifericele sale sunt sub tensiune RF mică (conectată la firul partajat) și Centrul este ridicat.

Literatură

1. G.Panenenko. Producția de bobine imprimate. - Radio, 1987, №5, p.62.

Intenția acestui articol este de a discuta despre greșelile comune efectuate de dezvoltatorii de consiliu de circuite imprimate, o descriere a impactului acestor erori la indicatori calitativi și recomandări pentru rezolvarea problemelor care au apărut.

Considerente Generale

Datorită diferențelor esențiale ale ingineriei de circuit analogic din digitală, partea analogică a circuitului trebuie separată de restul și când este ca cablajul, trebuie respectate metode și reguli speciale. Efectele rezultate din caracteristicile non-ideale ale plăcilor de circuite imprimate sunt deosebit de vizibile în schemele analogice de înaltă frecvență, dar erorile formei generale descrise în acest articol pot afecta caracteristicile calitative ale dispozitivelor care lucrează chiar și în intervalul de frecvență sonoră.

Circuitul imprimat - Componenta schemei

Numai în cazuri rare, consiliul de circuit imprimat al schemei analogice poate fi divorțat, astfel încât impactul făcut de acesta să nu aibă niciun efect asupra funcționării schemei. În același timp, orice astfel de efect poate fi minimizat astfel încât caracteristicile schemei analogice ale dispozitivului să fie aceleași ca și caracteristicile modelului și prototipului.

Machinet

Dezvoltatorii de circuite digitale pot ajusta erorile mici pe placajul fabricat, completând-o cu jumperi sau, dimpotrivă, eliminarea conductorilor inutili, făcând schimbări în funcționarea chipsurilor programabile etc., deplasându-se foarte curând la următoarea dezvoltare. Pentru o schemă analogică, situația este greșită. Unele dintre erorile comune discutate în acest articol nu pot fi corectate prin adăugarea de jumperi sau eliminarea conductorilor inutili. Acestea pot și vor pune întreaga placă de circuite imprimate în întreaga stare.

Este foarte important pentru dezvoltatorul diagramelor digitale care utilizează astfel de metode de corecție, citi și înțelege materialul stabilit în acest articol, înainte de transferul proiectului la producție. O atenție acordată dezvoltării și discuțiilor opțiuni posibile Acesta va ajuta nu numai la prevenirea plăcii de circuite imprimate în înclinare, ci și reducerea costurilor datorate erorilor brute într-o mică parte analogică a schemei. Căutarea de eroare și corecția lor poate duce la pierderea sutelor de ore. Machiajul poate scurta acest timp într-o zi sau mai puțin. Faceți toate schemele analogice.

Surse de zgomot și interferență

Zgomotul și interferența sunt elemente de bază care limitează caracteristicile calitative ale schemelor. Interferența poate fi redusă prin surse, astfel încât să se uite la elementele schemei. Circuitul analogic este adesea amplasat pe placa de circuit imprimat împreună cu componente digitale de mare viteză, inclusiv procesoare digitale (DSP).

Semnale logice de înaltă frecvență creează interferențe semnificative de frecvență radio (RFI). Numărul de surse de emisie de zgomot este imens: surse de alimentare cu sistem digital cheie, celulare, radio și televiziune, alimentarea cu energie a lămpilor de lumină, calculatoare personale, evacuări furtună etc. Chiar dacă schema analogică funcționează în intervalul de frecvență sonoră, interferența de frecvență radio poate crea zgomot vizibil în semnalul de ieșire.

Categorii de plăci de circuite imprimate

Selectarea unei plăci de circuite imprimate este un factor important care determină caracteristicile mecanice Când utilizați dispozitivul ca întreg. Pentru fabricarea plăcilor de circuite imprimate, materialele sunt utilizate în diferite niveluri de calitate. Cel mai potrivit și mai convenabil pentru dezvoltator va fi dacă producătorul de plăci de circuite imprimate este în apropiere. În acest caz, este ușor să controlați rezistența specifică și constanta dielectrică - principalii parametri ai plăcii de circuite imprimate. Din păcate, acest lucru nu este suficient și adesea cunoașterea altor parametri, cum ar fi inflamabilitatea, stabilitatea la temperaturi ridicate și coeficientul de higroscopicitate. Acești parametri pot cunoaște numai producătorul de componente utilizate în producția de plăci de circuite imprimate.

Materialele stratificate sunt indicate de FR (rezistente la flacără, rezistență la aprindere) și G. Materialul cu indicele FR-1 are cea mai mare inflamabilitate, iar FR-5 este cel mai mic. Materialele cu indice G10 și G11 au caracteristici speciale. Materialele de imprimare sunt afișate în tabel. unu.

Nu utilizați placa de circuite imprimate FR-1. Există multe exemple de utilizare a plăcilor de circuite imprimate FR-1, pe care există deteriorări din efectele termice ale componentelor puternice. Plăcile de circuite imprimate din această categorie sunt mai asemănătoare cu cardul carton.

FR-4 este adesea folosit în fabricarea echipamentelor industriale, în timp ce FR-2 este utilizat în producție aparate de uz casnic.. Aceste două categorii sunt standardizate în industrie, iar plăcile de circuite imprimate FR-2 și FR-4 sunt adesea potrivite pentru majoritatea aplicațiilor. Dar, uneori, imperfecțiunea caracteristicilor acestor categorii o face să utilizeze alte materiale. De exemplu, pentru aplicații de înaltă frecvență, fluoroplast și chiar ceramică sunt utilizate ca material al plăcilor de circuite imprimate. Cu toate acestea, materialul mai exotic al plăcii de circuite imprimate, cu atât este mai mare prețul.

Atunci când alegeți o placă de circuite imprimate, acordați o atenție deosebită higroscopicității sale, deoarece acest parametru poate avea un puternic efect negativ asupra caracteristicilor de taxe dorite - rezistența la suprafață, proprietățile izolate de înaltă tensiune (probe și scântei) și rezistența mecanică. De asemenea, acordați atenție temperatura de Operare. Secțiunile cu temperaturi ridicate pot apărea în locuri neașteptate, de exemplu, lângă circuite integrale digitale mari, a căror comutare are loc la frecvență înaltă. Dacă astfel de site-uri sunt situate direct sub componente analogice, creșterea temperaturii poate afecta modificarea caracteristicilor schemei analogice.

tabelul 1

	Componente, comentarii
	hârtie, compoziție fenolică: presare și ștanțare la temperatura camerei, coeficientul ridicat de higroscopicitate
	hârtie, compoziție fenolică: aplicabilă pentru plăci de circuite imprimate unilaterale ale aparatelor de uz casnic, coeficient de higroscopicitate scăzută
	hârtie, compoziție epoxidică: Evoluții cu caracteristici mecanice și electrice bune
	fiberglass, Compoziție epoxidă: Proprietăți mecanice și electrice excelente
	fiberglass, compoziție epoxidică: rezistență ridicată la temperaturi ridicate, fără aprindere
	fiberglass, compoziție epoxidă: Proprietăți de izolare ridicată, cea mai mare rezistență a fibrei de sticlă, coeficientul de higroscopicitate scăzut
	fiberglass, compoziție epoxidă: rezistență ridicată la temperaturi ridicate, solvenți de rezistență ridicată

După selectarea plăcii tipărite, este necesar să se determine grosimea foliei a plăcii de circuite imprimate. Acest parametru este selectat în primul rând pe baza valorii maxime a curentului de curgere. Dacă este posibil, încercați să evitați utilizarea foliei foarte subțiri.

Numărul de straturi ale plăcii de circuite imprimate

În funcție de complexitatea totală a schemei și cerințele calitative, dezvoltatorul trebuie să determine numărul de plăci de circuite imprimate.

Plăci de circuite imprimate cu un singur strat

Circuitele electronice foarte simple sunt efectuate pe plăci unilaterale utilizând materiale de folie ieftine (FR-1 sau FR-2) și au adesea multe jumperi, reamintind taxele față-verso. Această metodă de creare a plăcilor de circuite imprimate este recomandată numai pentru schemele de frecvență redusă. Din motive care trebuie descrise mai jos, plăcile cu circuite imprimate cu o singură față sunt în mare parte sensibile la vârf. O placă de circuite imprimată cu o singură față este destul de dificilă de a se dezvolta din mai multe motive. in orice caz taxe bune Acest tip se găsește, dar când se dezvoltă, este nevoie de multă gândire în avans.

Taxe tipărite cu două straturi

La nivelul următor există plăci cu circuite imprimate cu două căi, care în majoritatea cazurilor sunt utilizate ca material substrat FR-4, deși FR-2 este uneori găsit. Utilizarea FR-4 este mai preferabilă deoarece în plăci de circuite imprimate din acest material, găurile sunt obținute mai mult calitate mai buna. Schemele de pe plăcile de circuite imprimate bilaterale sunt dizolvate mult mai ușor, deoarece În două straturi este mai ușor să efectuați cablarea traseelor \u200b\u200bintersectate. Cu toate acestea, pentru circuitele analogice, nu se recomandă trecerea pieselor. Dacă este posibil, stratul inferior (fundul) trebuie să fie deviat sub poligonul de teren, iar semnalele rămase se reproducă în stratul superior (sus). Utilizarea unui depozit de deșeuri ca o anvelopă de pământ oferă mai multe avantaje:

sârma totală este cea mai frecvent conectată în schema de sârmă; Prin urmare, este rezonabil să aveți o mulțime de fire globale pentru a simplifica cablajul.
rezistența mecanică a plăcii crește.
rezistența la toate conexiunile la firul general scade, care, la rândul său, reduce zgomotul și vârful.
containerul distribuit crește pentru fiecare circuit al schemei, ajutând la suprimarea zgomotului emis.
poligonul, care este ecranul, suprimă inundațiile emise de sursele situate pe partea laterală a poligonului.

Plăci de circuite imprimate cu două fețe, în ciuda tuturor avantajelor sale, nu sunt cele mai bune, în special pentru scheme non-semnal sau de mare viteză. În general, grosimea plăcii de circuite imprimate, adică Distanța dintre straturile de metalizare este egală cu 1,5 mm, ceea ce este prea mult pentru implementarea completă a unor avantaje ale plăcii de circuite imprimate cu două straturi, care sunt deasupra. Capacitate distribuită, de exemplu, prea mică datorită unui interval atât de mare.

Plăci de circuite imprimate multistrat

Pentru evoluția responsabilă de comprimare necesită plăci de circuite imprimate multistrat (MPP). Unele motive pentru utilizarea lor sunt evidente:

aceeași convenabil, precum și pentru o anvelopă comună de sârmă, aspectul anvelopei de alimentare; Dacă anvelopele de alimentare utilizează poligoane pe un strat separat, este destul de simplu, cu ajutorul găurilor de tranziție pentru a efectua o sursă de alimentare fiecărui element al circuitului;
straturile de semnal sunt scutite de anvelopele de alimentare, ceea ce facilitează avertizarea de semnalizare;
un container distribuit apare între poligoanele de teren și nutriție, care reduce zgomotul de înaltă frecvență.

În plus față de aceste motive pentru aplicarea plăcilor de circuite imprimate multistrat, există și alte, mai puțin evidente:

cea mai bună suprimare a interferenței electromagnetice (EMI) și a frecvenței radio (RFI) datorită efectului de reflexie (efectul planului de imagine), cunoscut în timpul Marconi. Când conductorul este plasat aproape de o suprafață conducătoare, majoritatea curenților de înaltă frecvență de retur vor curge prin plan direct sub conductor. Direcția acestor curenți va fi opusă direcției curenților din dirijor. Astfel, reflectarea conductorului în plan creează o linie de transmisie a semnalului. Deoarece curenții din dirijor și în plan sunt egale în dimensiune și sunt opuse direcției, se creează o ușoară scădere a interferenței emise. Efectul de reflecție funcționează efectiv numai cu poligoane solide inseparabile (ele pot fi atât poligoane de teren, cât și poligoane de putere). Orice insuficiență de integritate va duce la o scădere a suprimării interferențelor.
Reducerea valorii totale cu producția la scară mică. În ciuda faptului că fabricarea plăcilor de circuite imprimate multistrat este mai scumpă, posibila radiație este mai mică decât cea a plăcilor unice și cu două straturi. În consecință, în unele cazuri, utilizarea numai a plăcilor multistrat va permite cerințele pentru radiațiile stabilite în dezvoltare și nu efectuează teste suplimentare și testarea. Utilizarea MPP poate reduce nivelul interferențelor radiate cu 20 dB comparativ cu două straturi.

Ordinea straturilor

Sol

Bună de împământare este o cerință generală a unui sistem saturat, multi-nivel. Și ar trebui să fie planificată de la primul pas al dezvoltării designerului.

Regula de bază: separarea pământului.

Alte reguli pentru formarea pământului:

Anvelopele pentru alimente și terenuri trebuie să fie sub un potențial curent variabil, ceea ce implică utilizarea condensatorilor de intersecție și a recipientului distribuit.
Nu permiteți suprapuneri de poligoane analogice și digitale. Plasați anvelopele și poligoanele de putere analogică asupra depozitului de deșeuri al terenului analogic (similar cu anvelopele de alimentare digitală). Dacă în orice loc există o suprapunere a unui poligon analogic și digital, capacitatea distribuită între locurile de suprapunere va crea o schimbare pe un curent variabil, iar vârful componentelor digitale va cădea într-un circuit analogic. Astfel de suprapune anularea izolației poligoanelor.
Separarea nu înseamnă un analog de izolare electrică din terenul digital. Acestea trebuie să fie conectate împreună în unele, de preferință unul, nod de impedanță scăzută. Corect, din punctul de vedere al Pământului, sistemul are doar un singur teren, care este o ieșire de împământare pentru sistemele cu tensiune de alimentare sau o ieșire comună pentru sistemele de alimentare cu energie electrică tensiune constantă (de exemplu, baterie). Toți curenții de semnalizare și curenții de alimentare din această schemă ar trebui returnați acestui teren într-un singur punct, care va servi ca teren sistemic. Un astfel de punct poate fi ieșirea corpului dispozitivului. Este important să înțelegeți că atunci când conectați puterea generală a circuitului în mai multe puncte ale cazului, contururile Pământului pot forma. Crearea punctului total al populației totale este unul dintre cele mai dificile aspecte ale designului sistemic.
Dacă este posibil, împărtășiți conectorii Concluziile concepute pentru a transmite curenții de returnare - curenții de returnare ar trebui combinate numai la punctul de sistem Pământ. Îmbătrânirea contactelor conectorilor, precum și dominantă frecventă a părților lor de răspuns conduce la o creștere a rezistenței contactelor, prin urmare, pentru o funcționare mai fiabilă, este necesar să se utilizeze conectori cu un anumit număr de concluzii suplimentare . Complexul de circuite digitale au multe straturi și conțin sute sau mii de conductori. Adăugarea unui alt dirijor creează rar o problemă în contrast cu terminalele suplimentare ale conectorilor. Dacă acest lucru nu reușește să facă, atunci trebuie să creați un dirijor curent de returnare pentru fiecare lanț electric de pe tablă, observând măsuri de precauție speciale.
Este important să separe anvelopele semnale digitale Din locațiile de pe placa de circuite imprimate, unde se află componentele circuitului analogic. Aceasta implică izolarea (ecranarea) de poligoane, creând piese scurte de semnale analogice și plasarea atentă a componentelor pasive în prezența unui număr de semnale de magistrală digitală și responsabilă de mare viteză. Anvelopele de semnale digitale trebuie divorțate în jurul zonelor cu componente analogice și nu se suprapun cu anvelope și poligoane de teren analogic și putere analogică. Dacă acest lucru nu se face, dezvoltarea va conține un nou element neprevăzut - antena, a cărei radiații va afecta componentele analogice și conductorii analogic de înaltă impedanță.

Titlurile concluziilor (analogice sau digitale) se referă numai la structura internă a convertorului, la conexiunile sale interne. În diagramă, aceste concluzii trebuie să fie conectate la autobuzul de teren analogic. Compusul poate fi efectuat în circuitul integrat, dar este destul de dificil să se obțină o rezistență scăzută a unui astfel de compus datorită restricțiilor topologice. Prin urmare, atunci când se utilizează convertoare, se presupune un compus extern al constatărilor terenului analogic și digital. Dacă acest lucru nu se face, atunci parametrii cipului vor fi mult mai slabi decât specificația.

Este necesar să se țină seama de faptul că elementele digitale ale convertorului pot agrava caracteristicile calitative ale schemei, aducând interferențe digitale în lanțul terenului analogic și a puterii analogice. La dezvoltarea convertizilor, acest impact negativ este luat în considerare, astfel încât partea digitală să consumite cât mai puțină energie posibilă. În acest caz, interferența de la comutarea elementelor logice scade. Dacă convertizorul digital este încărcat mult, comutarea internă nu provoacă de obicei probleme speciale. La dezvoltarea unei plăci de circuite imprimate care conține un ADC sau DAC, este necesar să se refere în mod corespunzător la deconectarea alimentării digitale a convertorului la terenul analogic.

Caracteristicile de frecvență ale componentelor pasive

Pentru funcționarea corectă a schemelor analogice, alegerea corectă a componentelor pasive este foarte importantă. Începeți dezvoltarea designerului cu o analiză atentă a caracteristicilor de înaltă frecvență ale componentelor pasive și a pre-locației și layout-urilor pe schița plăcii.

Un număr mare de dezvoltatori ignoră complet limitele de frecvență ale componentelor pasive atunci când sunt utilizate în ingineria circuitului analogic. Aceste componente au benzi de frecvență limitate, iar munca lor în afara domeniului de frecvență specificată poate duce la rezultate imprevizibile. Cineva poate crede că această discuție se referă numai la scheme analogice de mare viteză. Cu toate acestea, acest lucru este departe de modul - semnalele de înaltă frecvență afectează puternic componentele pasive ale circuitelor de frecvență joasă prin radiații sau comunicații directe asupra conductorilor. De exemplu, un filtru simplu de frecvență joasă pe un amplificator de funcționare poate deveni cu ușurință într-un filtru de înaltă frecvență atunci când este expus la intrarea sa de înaltă frecvență.

Rezistențe

Aplicați de obicei rezistori de trei tipuri: 1) sârmă, 2) compozitul de carbon și 3). Nu este necesar să aveți o mulțime de imaginație pentru a înțelege modul în care un rezistor de sârmă se poate transforma în inductanță, deoarece este o bobină cu un fir de metal de mare aripi. Majoritatea dezvoltatorilor dispozitive electronice Nu aveți conceptul structurii interne a rezistoarelor de film, care sunt, de asemenea, o bobină, cu toate acestea, dintr-un film metalic. Prin urmare, rezistențele la film au, de asemenea, inductanță, care este mai mică decât cea a rezistoarelor de sârmă. Rezistențele de film cu rezistență de cel mult 2 kΩ pot fi utilizate în mod liber în schemele de înaltă frecvență. Concluziile rezistoarelor sunt paralele între ele, prin urmare există o legătură capacitivă vizibilă între ele. Pentru rezistențele cu o rezistență mai mare, recipientul inter-exterior va reduce impedanța completă la frecvențe înalte.

Condecatoare

Caracteristicile de înaltă frecvență ale condensatoarelor pot fi reprezentate de circuitul echivalent prezentat în figura 6.

Conductoarele din circuitele analogice sunt utilizate ca elemente ale componentelor de joncțiune și filtrare.

Condensatorul electrolitic cu o capacitate de 10 μF are o rezistență la 1,6 ohmi la o frecvență de 10 kHz și 160 μC la o frecvență de 100 MHz. E chiar asa?

Când utilizați condensatoare electrolitice, trebuie să monitorizați conexiunea corectă. O ieșire pozitivă trebuie să fie conectată la un potențial constant mai pozitiv. Conexiunea incorectă conduce la un flux printr-un condensator cu curent continuu electrolitic, care poate să se datoreze numai condensatorului, ci și o parte a schemei.

Inductanţă

Placă de circuit imprimat

Taxa tipărită are caracteristicile componentelor pasive discutate mai sus, cu toate acestea, nu atât de evidente.

Puțin din teoria antenelor

Regula antenei PIN spune că începe să interacționeze în mod semnificativ cu câmpul la lungimea sa de aproximativ 1/20 de la lungimea de undă, iar interacțiunea maximă are loc la o lungime a pinului de 1/4 pe lungimea de undă. Prin urmare, un conductor de 10 centimetri dintr-un exemplu în paragraful anterior va începe să devină o antenă destul de bună la frecvențele de peste 150 MHz. Este necesar să vă amintiți că, în ciuda faptului că generatorul ceasului de circuit digital nu poate funcționa la o frecvență de peste 150 MHz, cele mai înalte armonice sunt întotdeauna prezente în semnalul său. Dacă componentele cu știfturi de înaltă lungime sunt prezente pe placa de circuite imprimate, atunci astfel de concluzii pot servi și ca antene.

Teoria semnalelor de reflecție și potrivire este aproape de teoria antenelor.

De exemplu, o placă de circuite poate avea următorii parametri:
- 4 straturi; Semnal și strat de poligon de teren - adiacent,
- intervalul intermediar - 0,2 mm,
- lățimea conductorului - 0,75 mm,
- Lungimea exploratorului - 7,5 mm.

Valoarea modelului constanta dielectrică ER pentru FR-4 este de 4,5.

Valoarea rezervorului dintre cele două anvelope este de 1,1 pf. Chiar și această capacitate aparent mică pentru unele aplicații este inacceptabilă.

Amplitudinea semnalului de ieșire la frecvențele apropiate limitei superioare a intervalului de frecvență a OU este pusă la îndoială. Aceasta, la rândul său, poate duce la generație, în special la frecvențele de operare al antenei (peste 180 MHz).

Lățimea plăcii de circuite imprimate este imposibilă reducerea infinit. Lățimea maximă este definită atât prin grosimea procedeului, cât și a foliei. Dacă doi conductori se apropie unul de celălalt, atunci comunicarea capacitivă și inductivă este formată între ele.

De exemplu, cu d \u003d 0,4 mm și H \u003d 1,5 mm (valori suficient de comune) inductanța deschiderii este de 1,1 NGN.

Amintiți-vă că dacă există o mare rezistență în diagramă, atunci ar trebui acordată o atenție deosebită curățării consiliului. La operațiunile finale ale fabricării unei plăci de circuite imprimate trebuie îndepărtate rămășițele fluxului și contaminării. Recent, fluxurile solubile în apă sunt adesea utilizate la instalarea plăcilor de circuite imprimate. Fiind mai puțin dăunătoare, ele sunt ușor îndepărtate de apă. Dar, în același timp, spălarea plăcii este insuficientă poate duce la poluare suplimentară, care agravează caracteristicile dielectrice. În consecință, este foarte important să se producă o placă de circuit imprimată cu un circuit de înaltă impedanță cu apă distilată proaspătă.

Semnalele de legare

Etapa tipică de ieșire a elementului logic conține două tranzistoare, interconectate secvențial, precum și între lanțurile și terenurile de alimentare.

Situația se schimbă dramatic când cascada de ieșire comută de la o stare logică la alta. În acest caz, pentru o perioadă scurtă de timp, ambele tranzistoare pot fi deschise în același timp, iar curentul de putere cascadă de ieșire crește, deoarece rezistența zonei actuale a căii din magistrala electrică este redusă la autobuzul de teren prin două succesiv tranzistoare conectate. Puterea consumată salturi ca crește și apoi scade, ceea ce duce la o schimbare locală a tensiunii de alimentare și a apariției unei schimbări ascuțite și pe termen scurt. Astfel de modificări curente conduc la radiații de energie radiofrecvență. Chiar și pe o placă relativ simplă de circuite imprimate, pot exista zeci sau sute de cascade de ieșire din elemente logice, deci efectul total al lucrării lor simultane poate fi foarte mare.

Tabelul 2 prezintă frecvențele maxime de operare pentru tipurile comune de condensatori.

masa 2

Caracteristicile reale pot diferi de la diferiți producători și chiar de la partid la partid de la un producător. Este important să înțelegeți că pentru funcționarea eficientă a condensatorului, frecvențele pe care le-au suprimat trebuie să fie într-un interval mai mic decât frecvența propriului rezonanță. În caz contrar, natura rezistenței reactive va fi inductivă, iar condensatorul va înceta să lucreze eficient.

Nu vă înșelați cu privire la faptul că un condensator de 0,1 μF va suprima toate frecvențele. Condensatoarele mici (10 NF și mai puțin) pot funcționa mai eficient la frecvențe mai mari.

Power INS.

Un condensator de dezlănțuire trebuie să fie conectat la fiecare carcasă de microcircitate, indiferent de cât de multe amplificatoare de funcționare sunt în interiorul casetei - 1, 2 sau 4. Dacă OU este alimentată de o putere cu două polari, apoi, desigur, condensatoarele de dezlănțuire ar trebui să fie localizate fiecare ieșire de putere. Valoarea rezervorului trebuie selectată cu atenție în funcție de tipul de zgomot și de interferențe prezente în diagrama.

În cazuri deosebit de dificile, poate apărea necesitatea de a adăuga inductanță inclusă în serie cu ieșirea de alimentare. Inductanța trebuie localizată înainte și nu după condensatori.

Schimbul de semnale de intrare și ieșire

În situațiile în care gama de frecvență a zgomotului indus este în mare măsură diferită de intervalul de frecvență al funcționării schemei, soluția este pur și simplu și evidentă - plasarea filtrului RC pasiv pentru a suprima interferențele de înaltă frecvență. Cu toate acestea, atunci când utilizați un filtru pasiv, este necesar să fii atent: caracteristicile sale (datorită caracteristicilor de frecvență ale componentelor pasive) își pierd proprietățile la frecvențe, 100 ... 1000 de ori mai mari decât frecvența tăiată (F3DB ). Când utilizați filtrele conectate secvențial configurate la diferite intervale de frecvență, un filtru de frecvență mai mare trebuie să fie cel mai apropiat de o sursă de interferență. Inducția pe inelele de ferită poate fi, de asemenea, utilizată pentru a suprima zgomotul; Ele păstrează natura inductivă a rezistenței la o anumită frecvență și deasupra rezistenței lor devine activă.

Case amplificatoare de operare

Unul, doi sau patru amplificatoare de operare sunt de obicei plasate într-un singur caz.

O singură OU Adesea are, de asemenea, intrări suplimentare, de exemplu, pentru a regla tensiunea offset. Dual și Quad, OU au doar intrări de inversare și inversare și ieșire. Prin urmare, dacă este necesar, ar trebui să se utilizeze ajustări suplimentare amplificatoare de operare. Atunci când se utilizează concluzii suplimentare, este necesar să ne amintim că prin structura sa sunt intrări auxiliare, astfel încât conducerea acestora trebuie să fie cu precizie cu precizie și în conformitate cu recomandările producătorului.

Dual OU sunt frecvent utilizate în amplificatoare stereo și cvadruple - în diagrame de filtrare cu mai multe etape. Cu toate acestea, există un minus destul de semnificativ. În ciuda faptului că tehnologia modernă asigură izolarea decentă între semnalele de amplificare situate pe un cristal de siliciu, există încă o interferență transversală între ele. Dacă este necesar să aveți o cantitate foarte mică de astfel de interferențe, este necesar să se utilizeze amplificatoare de operare unică. Interferențele încrucișate apare nu numai atunci când se utilizează amplificatoare duale sau quaduble. Sursa lor poate servi ca o locație foarte apropiată a componentelor pasive ale diferitelor canale.

Dual și Quadry Ou, pe lângă cele de mai sus, fac posibilă efectuarea unei instalații mai dense. Amplificatoarele separate par să fie oglindite reciproc.
Este necesar să atrageți atenția asupra faptului că conductorii conductorului de jumătate din tensiunea de alimentare sunt localizați direct sub carcasa circuitului integrat, ceea ce reduce lungimea acestora. Acest exemplu ilustrează modul în care ar trebui să fie, dar ceea ce ar trebui făcut. Tensiunea medie, de exemplu, ar putea fi una pentru toți cei patru amplificatoare. Componentele pasive pot fi adecvate. De exemplu, componentele plane ale dimensiunii 0402 corespund distanței dintre ieșirile standardului, astfel încât carcasa. Acest lucru vă permite să faceți lungimea conductorilor foarte scurți pentru aplicațiile de înaltă frecvență.

Secțiuni neutilizate Ou.

Când utilizați amplificatoarele operaționale duale și quadrupide în circuit, unele dintre secțiunile lor pot rămâne nefondate și trebuie conectate corect în acest caz. Conexiunea eronată poate duce la o creștere a energiei consumate, o încălzire mai mare și la un zgomot mai mare utilizat în același caz al UE. Rezultatele amplificatoarelor de funcționare neutilizate pot fi conectate ca: ieșirea amplificatorului este conectată la intrarea inversată.

Concluzie

Amintiți-vă următoarele evidențiere și păstrați-le în mod constant la proiectarea și cablajul schemelor analogice.

gândiți-vă la placa de circuite imprimate ca o componentă a circuitului electric;
au o prezentare și înțelegere a surselor de zgomot și de interferență;
model și scheme de stoarcere.

Placă de circuit imprimat:

utilizați plăci de circuite imprimate din material de înaltă calitate (de exemplu, FR-4);
scheme realizate pe plăci cu circuite imprimate cu mai multe straturi, 20 dB mai puțin susceptibile la interferențe externe decât diagramele efectuate pe plăcile cu două straturi;
utilizați poligoane separate, non-variabile pentru diferite terenuri și nutriție;
plasați poligoanele de teren și nutriționale pe straturile interioare ale plăcii de circuite imprimate.

Componente:

realizați limitările de frecvență făcute de componentele pasive și taxa consiliului;
Încercați să evitați localizarea verticală a componentelor pasive în scheme de mare viteză;
pentru schemele de înaltă frecvență, utilizați componente destinate montării pe suprafață;
conductorii ar trebui să fie cei mai scurți, cu atât mai bine;
dacă este necesară o lungime mare a conductorului, apoi reduceți lățimea sa;
concluziile neutilizate ale componentelor active trebuie conectate corespunzător.

Cablare:

plasați o schemă analogică lângă conectorul de alimentare;
nu împărțiți niciodată conducătorii care trec semnale logice printr-o zonă analogică de bord și invers;
conductori adecvați pentru intrarea inversă a OU, fac scurte;
asigurați-vă că conductorii intrărilor de inversare și inversare ale sistemului de operare nu sunt localizate în paralel unul cu celălalt la un nivel ridicat;
Încercați să evitați utilizarea găurilor de tranziție inutile, deoarece propria lor inductanță poate duce la probleme suplimentare;
nu împărțiți conductorii în colțurile drepte și neteziți vârfurile colțurilor, dacă este posibil.

Interchange:

utilizați tipurile corecte de condensatori pentru a suprima interferențele în circuitele de alimentare;
pentru a suprima interferențele și zgomotul cu frecvență redusă, utilizați condensatori de tantal la conectorul de alimentare de intrare;
pentru a suprima interferențele și zgomotul de înaltă frecvență, utilizați condensatori ceramici la conectorul de alimentare;
utilizați condensatori ceramici pentru fiecare ieșire a nutriției; Dacă este necesar, utilizați mai multe condensatoare pentru diferite intervale de frecvență;
dacă se produce o entuziasm în sistem, este necesar să se utilizeze condensatori cu o valoare de capacitate mai mică și nu mare;
În cazuri dificile în circuitele de putere, utilizați succesiv rezistențe cu rezistență scăzută sau inductanță;
un condensator de putere analogic trebuie să fie conectat numai la terenul analogic și nu la digital.

Vizualizări: 17115.