“Iron-laser” tehnologija za izdelavo tiskanih vezij(ULT) je dobesedno v nekaj letih postal zelo razširjen v radioamaterskih krogih in vam omogoča, da dobite tiskana vezja precej Visoka kvaliteta. Ročno risana tiskana vezja zahtevajo veliko časa in niso imuna na napake.

Pri izdelavi tiskanih induktorjev za visokofrekvenčna vezja se zahtevajo posebne zahteve za natančnost vzorca. Robovi tuljavnih vodnikov naj bodo čim bolj gladki, saj to vpliva na njihov faktor kakovosti. Ročno risanje spiralne tuljave z več zavoji je zelo problematično in tu lahko ULT pove svoje.

riž. 1

riž. 2

Torej, vse je v redu. Zaženimo računalniški program SPRINT-LAYOUT , na primer različica 5.0. Nastavite v nastavitvah programa:

Merilo mreže - 1,25 mm;

Širina črte - 0,8 mm;

Dimenzije plošče - 42,5x42,5 mm;

Zunanji premer "obliža" je 1,5 mm;

Premer luknje v "obližu" je 0,5 mm.

Poiščite sredino plošče in narišite predlogo prevodnika tuljave (slika 1)vzdolž koordinatne mreže z orodjem CONDUCTOR, zavijanje tuljave v desna stran(za predlogo, ki jo potrebujete zrcalna slika, lahko pa ga dobite naknadno, ob tisku). Na začetku in koncu tuljave namestimo »obliž« za povezavo tuljave z elementi vezja.

V nastavitvah tiska nastavimo število odtisov na list, razdaljo med odtisi in, če je treba tuljavo “zasukati” v drugo smer, zrcalni odtis dizajna. Tiskajte na gladek papir ali poseben film in pri tiskanju nastavite nastavitve tiskalnika na največjo količino tonerja.

Nato sledimo standardu ULT. Pripravimo folijo iz steklenih vlaken, očistimo površino folije in jo razmastimo, na primer z acetonom. Šablono s tonerjem nanesemo na folijo in jo z vročim likalnikom likamo skozi list papirja, dokler se toner dobro ne oprime folije.

Nato papir namočite pod tekočo vodo iz pipe (mrzle ali sobne temperature) in ga previdno odstranite v “pelete”, toner pa pustite na foliji plošče. Ploščo jedkamo in nato z nje odstranimo toner s topilom, na primer acetonom. Na plošči ostane jasen vodnik visokokakovostnega "tiskanega" induktorja.

Tiskane tuljave s spiralnimi zavoji z ULT so nekoliko slabše kakovosti. To je posledica kvadratne oblike slikovnih pik, zato so robovi prevodnika spiralne tuljave nazobčani. Res je, da so te nepravilnosti precej majhne, ​​kakovost koluta pa je na splošno še vedno višja kot pri ročnem upravljanju.

Ponovno odprite program SPRINT-LAYOUT različice 5.0. V orodju izberite POSEBNA OBLIKA - orodje za risanje poligonov in spiral. Izberite zavihek SPIRALA. Namesti:

Začetni polmer (START RADIUS) -2 mm;

Razdalja med zavoji (DISTANCE) - 1,5 mm;

Širina vodnika (TRACK WIDTH) -0,8 mm;

Število obratov (TURNS) je na primer 20.

Velikost plošče, ki jo zaseda taka tuljava, je 65x65 mm (slika 2).

Tiskarski koluti so običajno med seboj povezani v pasovni filtri(PF) z uporabo majhnih kondenzatorjev. Možna pa je tudi njihova induktivna sklopitev, katere stopnjo je mogoče spremeniti s spreminjanjem razdalje med ravninami tuljav ali ekscentričnim vrtenjem ene glede na drugo. Doseči je mogoče fiksno pritrditev tuljav relativno drug na drugega

Zgradite z uporabo dielektričnih opornikov.

Induktivnost tuljav je mogoče prilagoditi tako, da zavoje skrajšamo, pretrgamo tiskani vodnik ali ga delno odstranimo. To bo povečalo frekvenco uglaševanja vezja. Zmanjšanje frekvence je mogoče doseči s spajkanjem SMD kondenzatorjev majhne kapacitete med zavoji.

Izdelava VHF tuljav v obliki meandra, ravnih in zakrivljenih linij, glavnikovih filtrov itd. uporaba ULT tudi dodaja eleganco končnemu izdelku in praviloma poveča njihov faktor kakovosti (zaradi "gladkih" robov tiskanih vodnikov), vendar je treba pri proizvodnji upoštevati kakovost substratnega materiala (steklena vlakna) , ki z naraščajočo frekvenco izgublja svoje izolatorske lastnosti.V ekvivalentnih vezjih mora biti izgubna upornost v dielektriku povezana vzporedno s tiskanimi tuljavami, pri čemer bo ta upor manjši, čim višja je delovna frekvenca in slabša je kakovost dielektrika. .

V praksi se folijasta steklena vlakna lahko v celoti uporabljajo za izdelavo tiskanih resonančnih vezij do vključno 2-metrskega območja (do približno 150 MHz). Posebni visokofrekvenčni razredi steklenih vlaken se lahko uporabljajo v območju 70 cm (do približno 470...500 MHz). Pri višjih frekvencah je treba uporabiti s folijo prevlečeno RF fluoroplastiko (teflon), keramiko ali steklo.

Tiskani induktor ima povečan faktor kakovosti zaradi zmanjšanja medobratne kapacitivnosti, pridobljene na eni strani zaradi majhne debeline folije, na drugi pa "navijalnega" koraka tuljave. Zaprt okvir iz ozemljene folije okoli tiskane tuljave v njeni ravnini služi kot ščit pred drugimi tuljavami in tiskanimi vodniki, vendar ima malo vpliva na parametre tuljave, če je njen obod pod nizko RF napetostjo (priključen na skupno žico) in njegovo središče je pod visokim.

Literatura

1. G. Panasenko. Izdelava tiskarskih kolutov. - Radio, 1987, št. 5, str. 62.

Malo teorije o anteni

Vklopljeno DC ali nizke frekvence prevladuje aktivna komponenta. Z naraščanjem frekvence postaja reaktivna komponenta vse pomembnejša. V območju od 1 kHz do 10 kHz začne delovati induktivna komponenta in prevodnik ni več nizkoimpedančni konektor, temveč deluje kot induktor.

Formula za izračun induktivnosti prevodnika PCB je naslednja:

Značilno je, da imajo sledi na tiskanem vezju vrednosti od 6 nH do 12 nH na centimeter dolžine. Na primer, 10 cm prevodnik ima upornost 57 mOhm in induktivnost 8 nH na cm. Pri frekvenci 100 kHz postane reaktanca 50 mOhm, pri višjih frekvencah pa bo prevodnik induktivnost in ne uporovnost. .

Pravilo za bično anteno je, da začne opazno vplivati ​​na polje pri približno 1/20 valovne dolžine, največja interakcija pa se pojavi pri dolžini palice 1/4 valovne dolžine. Zato bo 10 cm vodnik iz primera v prejšnjem odstavku začel postajati precej dobra antena pri frekvencah nad 150 MHz. Ne smemo pozabiti, da čeprav generator urna frekvenca Digitalno vezje morda ne deluje pri frekvencah nad 150 MHz, njegov signal vedno vsebuje višje harmonike. Če so na tiskanem vezju komponente z zatiči precejšnje dolžine, potem lahko ti zatiči služijo tudi kot antene.

Druga glavna vrsta antene je zančna antena. Induktivnost ravnega prevodnika se močno poveča, ko se upogne in postane del obloka. Povečanje induktivnosti zmanjša frekvenco, pri kateri začne antena delovati s poljskimi črtami.

Izkušeni načrtovalci tiskanih vezij z razumnim razumevanjem teorije zančne antene vedo, da zank za kritične signale ne smejo oblikovati. Nekateri načrtovalci pa o tem ne razmišljajo in vodniki povratnega in signalnega toka v njihovih vezjih so zanke. Ustvarjanje zančnih anten je preprosto prikazati s primerom (slika 8). Poleg tega je tukaj prikazana izdelava režne antene.


Razmislimo o treh primerih:

Možnost A je primer slabe zasnove. Sploh ne uporablja analognega zemeljskega poligona. Zančno vezje tvorijo ozemljitveni in signalni vodniki. Ko tok teče, nastaneta električno in nanj pravokotno magnetno polje. Ta polja tvorijo osnovo zančne antene. Pravilo zančne antene pravi, da mora biti za najboljšo učinkovitost dolžina vsakega vodnika enaka polovici valovne dolžine prejetega sevanja. Ne smemo pa pozabiti, da je tudi pri 1/20 valovne dolžine zančna antena še vedno precej učinkovita.

Možnost B je boljša od možnosti A, vendar je v poligonu vrzel, verjetno zato, da se ustvari določeno mesto za usmerjanje signalnih vodnikov. Pot signala in povratnega toka tvorita režno anteno. Druge zanke se oblikujejo v izrezih okoli žetonov.

Možnost B je primer boljše zasnove. Pot signala in povratnega toka sovpadata, kar izniči učinkovitost zančne antene. Upoštevajte, da ima ta oblika tudi izreze okoli čipov, vendar so ločeni od poti povratnega toka.

Teorija odboja in ujemanja signala je blizu teoriji anten.

Med vodniki PCB na različnih plasteh pride do kapacitivnega spajanja, ko se sekajo. Včasih lahko to povzroči težave. Prevodniki, nameščeni drug nad drugim na sosednjih plasteh, ustvarjajo dolgoplastni kondenzator. Zmogljivost takega kondenzatorja se izračuna po formuli, prikazani na sliki 10.

Na primer, tiskano vezje ima lahko naslednje parametre:
- 4 plasti; signalna in zemeljska plast poligona sta sosednji,
- medslojni razmik - 0,2 mm,
- širina vodnika - 0,75 mm,
- dolžina vodnika - 7,5 mm.

Tipična dielektrična konstanta ER za FR-4 je 4,5.

Če nadomestimo vse vrednosti v formulo, dobimo vrednost kapacitivnosti med tema dvema vodiloma, ki je enaka 1,1 pF. Tudi tako na videz majhna zmogljivost je za nekatere aplikacije nesprejemljiva. Slika 11 prikazuje učinek kapacitivnosti 1 pF, ko je priključen na invertni vhod visokofrekvenčnega operacijskega ojačevalnika.

Vidimo lahko, da se amplituda izhodnega signala podvoji pri frekvencah blizu zgornje meje frekvenčnega območja operacijskega ojačevalnika. To pa lahko povzroči nihanje, še posebej pri frekvencah delovanja antene (nad 180 MHz).

Ta učinek povzroča številne težave, za katere pa obstaja veliko načinov za njihovo rešitev. Najbolj očiten med njimi je zmanjšanje dolžine vodnikov. Drugi način je zmanjšanje njihove širine. Nobenega razloga ni, da bi za povezavo signala z invertnim vhodom uporabili vodnik te širine, ker Skozi ta vodnik teče zelo malo toka. Zmanjšanje dolžine sledi na 2,5 mm in širine na 0,2 mm bo privedlo do zmanjšanja kapacitivnosti na 0,1 pF in takšna kapacitivnost ne bo več povzročila tako pomembnega povečanja frekvenčnega odziva. Drug način za rešitev problema je odstranitev dela poligona pod obračalnim vhodom in pod vodnikom, ki vodi do njega.

Signalni vodniki ne smejo biti speljani vzporedno drug z drugim, razen v primeru diferencialnih ali mikrotrakastih vodov. Razmik med vodniki mora biti najmanj trikrat večji od širine vodnikov.

Kapacitivnost med sledmi v analognih vezjih lahko povzroči težave z velikimi vrednostmi upora (več megaomov). Relativno velika kapacitivna sklopitev med invertirajočimi in neinvertirnimi vhodi operacijskega ojačevalnika lahko zlahka povzroči nihanje vezja.

Ne pozabite, da če so v vezju veliki upori, je treba posebno pozornost nameniti čiščenju plošče. Med končnimi postopki izdelave tiskanega vezja je treba odstraniti vse preostale flukse in onesnaževalce. IN Zadnje čase Pri nameščanju tiskanih vezij se pogosto uporabljajo vodotopni tokovi. Ker so manj škodljivi, jih je enostavno odstraniti z vodo. Toda hkrati lahko pranje plošče z nezadostno čisto vodo povzroči dodatno kontaminacijo, ki poslabša dielektrične lastnosti. Zato je zelo pomembno, da vezje z visoko impedanco očistite s svežo destilirano vodo.

IZOLACIJA SIGNALA

Kot smo že omenili, lahko motnje prodrejo v analogni del vezja skozi napajalna vezja. Za zmanjšanje takšnih motenj se uporabljajo ločilni (blokirni) kondenzatorji za zmanjšanje lokalne impedance napajalnih vodil.

Če morate postaviti tiskano vezje, ki ima analogne in digitalne dele, potem morate vsaj malo razumeti električne lastnosti logičnih elementov.

Tipična izhodna stopnja logični element vsebuje dva zaporedno povezana tranzistorja, ki se nahajata med napajalnim in ozemljitvenim krogom (slika 14).

Ti tranzistorji idealno delujejo strogo v protifazi, tj. ko je eden od njih odprt, se v istem trenutku drugi zapre in na izhodu ustvari signal logične enote ali logične ničle. V logičnem stanju stabilnega stanja je poraba energije logičnega elementa majhna.

Situacija se dramatično spremeni, ko izhodna stopnja preklopi iz enega logičnega stanja v drugo. V tem primeru sta lahko za kratek čas odprta oba tranzistorja hkrati, napajalni tok izhodne stopnje pa se močno poveča, saj je upor tokovne poti od napajalnega vodila do ozemljitvenega vodila skozi dva zaporedno povezana tranzistorja zmanjša. Poraba električne energije se nenadoma poveča in nato hitro zmanjša, kar povzroči lokalno spremembo napajalne napetosti in pojav ostre, kratkotrajne spremembe toka. Te spremembe toka povzročijo oddajanje radiofrekvenčne energije. Tudi na razmeroma enostavnem tiskanem vezju je lahko na desetine ali stotine upoštevanih izhodnih stopenj logičnih elementov, zato je skupni učinek njihovega sočasnega delovanja lahko zelo velik.

Nemogoče je natančno napovedati frekvenčno območje, v katerem se bodo pojavili ti tokovni sunki, saj je pogostost njihovega pojavljanja odvisna od številnih dejavnikov, vključno z zakasnitvijo širjenja preklopnih tranzistorjev logičnega elementa. Zamuda pa je odvisna tudi od številnih naključnih razlogov, ki se pojavijo med proizvodnim procesom. Preklopni šum ima širokopasovno porazdelitev harmoničnih komponent po celotnem območju. Obstaja več metod za zatiranje digitalnega šuma, katerih uporaba je odvisna od spektralne porazdelitve šuma.

Tabela 2 prikazuje največje delovne frekvence običajnih tipov kondenzatorjev.

tabela 2

Iz tabele je razvidno, da se za frekvence pod 1 MHz uporabljajo tantalovi elektrolitski kondenzatorji, pri višjih frekvencah pa keramični kondenzatorji. Ne smemo pozabiti, da imajo kondenzatorji svojo resonanco in njihova napačna izbira morda ne le ne pomaga, ampak tudi poslabša težavo. Slika 15 prikazuje značilne lastne resonance dveh običajnih kondenzatorjev - 10 μF tantalovega elektrolitskega in 0,01 μF keramičnega.

Dejanske specifikacije se lahko razlikujejo med različnimi proizvajalci in celo od serije do serije znotraj istega proizvajalca. Pomembno je razumeti, da za učinkovito delo kondenzator, morajo biti frekvence, ki jih duši, nižje od frekvence lastne resonance. V nasprotnem primeru bo narava reaktanse induktivna in kondenzator ne bo več deloval učinkovito.

Ne motite se, da bo en kondenzator 0,1 µF zadušil vse frekvence. Majhni kondenzatorji (10 nF ali manj) lahko učinkoviteje delujejo pri višjih frekvencah.

Ločevanje moči IC

Načelo ločevanja moči za integrirana vezja za zatiranje visokofrekvenčnega šuma je uporaba enega ali več kondenzatorjev, povezanih med napajalne in ozemljitvene zatiče. Pomembno je, da so vodniki, ki povezujejo vodnike s kondenzatorji, kratki. Če temu ni tako, bo imela lastna induktivnost prevodnikov pomembno vlogo in bo izničila prednosti uporabe ločilnih kondenzatorjev.

Ločevalni kondenzator mora biti priključen na vsak paket čipov, ne glede na to, koliko jih je operacijski ojačevalniki ki se nahaja znotraj ohišja - 1, 2 ali 4. Če je op-amp napajan bipolarno napajanje, potem je samoumevno, da morajo biti ločilni kondenzatorji nameščeni na vsakem napajalnem zatiču. Vrednost kapacitivnosti je treba skrbno izbrati glede na vrsto hrupa in motenj, prisotnih v vezju.

V posebej težkih primerih bo morda treba dodati induktivnost, povezano zaporedno z izhodno močjo. Induktivnost mora biti nameščena pred, ne za kondenzatorji.

Drugi, cenejši način je zamenjava induktivnosti z uporom z nizkim uporom (10...100 Ohmov). V tem primeru skupaj z ločilnim kondenzatorjem upor tvori nizkopasovni filter. Ta metoda zmanjša obseg napajanja operacijskega ojačevalnika, ki prav tako postane bolj odvisen od porabe energije.

Običajno za zatiranje nizkofrekvenčnega šuma v napajalnih tokokrogih zadostuje uporaba enega ali več aluminijastih ali tantalovih elektrolitskih kondenzatorjev na vhodnem priključku za napajanje. Dodaten keramični kondenzator bo zadušil visokofrekvenčne motnje iz drugih plošč.

IZOLACIJA VHODNIH IN IZHODNIH SIGNALOV

Veliko težav s hrupom je posledica neposrednega povezovanja vhodnih in izhodnih zatičev. Zaradi visokofrekvenčnih omejitev pasivnih komponent je odziv vezja, ko je izpostavljen visokofrekvenčnemu šumu, lahko precej nepredvidljiv.

V situaciji, ko se frekvenčno območje induciranega hrupa bistveno razlikuje od frekvenčnega območja vezja, je rešitev preprosta in očitna – postavitev pasivnega RC filtra za zatiranje visokofrekvenčnih motenj. Pri uporabi pasivnega filtra pa morate biti previdni: njegove lastnosti (zaradi neidealnih frekvenčnih karakteristik pasivnih komponent) izgubijo svoje lastnosti pri frekvencah, ki so 100...1000-krat višje od mejne frekvence (f 3db). Pri uporabi zaporedno povezanih filtrov, uglašenih na različna frekvenčna območja, mora biti filter z višjo frekvenco najbližje viru motenj. Induktorji na feritnih obročih se lahko uporabljajo tudi za dušenje hrupa; ohranijo induktivno naravo upora do določene frekvence, nad tem pa njihov upor postane aktiven.

Motnje na analognem vezju so lahko tako velike, da se jih je nemogoče znebiti (oz vsaj, zmanjšati) je mogoče samo z uporabo zaslonov. Za učinkovito delovanje morajo biti skrbno zasnovani tako, da frekvence, ki povzročajo največ težav, ne morejo vstopiti v vezje. To pomeni, da zaslon ne sme imeti lukenj ali izrezov, večjih od 1/20 valovne dolžine presejanega sevanja. Dobro je, da predlaganemu ščitu namenite dovolj prostora že od samega začetka zasnove tiskanega vezja. Pri uporabi oklopa lahko po želji uporabite feritne obroče (ali kroglice) za vse povezave z vezjem.

OHIŠJA OPERACIJSKIH OJAČEVALNIKOV

En, dva ali štirje operacijski ojačevalniki so običajno nameščeni v enem paketu (slika 16).

Posamezen operacijski ojačevalnik ima pogosto tudi dodatne vhode, na primer za prilagajanje napetosti zamika. Dual in quad operacijski ojačevalniki imajo samo invertne in neinvertirane vhode in izhode. Zato, če je potrebno, imejte dodatne prilagoditve uporabiti je treba posamezne operacijske ojačevalnike. Pri uporabi dodatnih izhodov je treba upoštevati, da so po svoji strukturi pomožni vhodi, zato jih je treba skrbno upravljati in v skladu s priporočili proizvajalca.

V enem operacijskem ojačevalniku je izhod na nasprotni strani vhodov. To lahko povzroči težave pri delovanju ojačevalnika pri visokih frekvencah zaradi dolgih vodnikov povratne informacije. Eden od načinov za premagovanje tega je, da ojačevalnik in povratne komponente postavite na različne strani tiskanega vezja. To pa povzroči vsaj dve dodatni luknji in rezi v talnem poligonu. Včasih je za rešitev te težave vredno uporabiti dvojni operacijski ojačevalnik, tudi če drugega ojačevalnika ne uporabljamo (in njegove nožice morajo biti pravilno povezane). Slika 17 ponazarja zmanjšanje dolžine vodnikov povratnega tokokroga za obračalno povezavo.

Dvojni operacijski ojačevalniki so še posebej pogosti v stereo ojačevalnikih, štirijezični operacijski ojačevalniki pa se uporabljajo v večstopenjskih filtrirnih vezjih. Vendar pa obstaja precejšnja pomanjkljivost tega. Čeprav sodobna tehnologija zagotavlja spodobno izolacijo med signali ojačevalnika na istem silicijevem čipu, še vedno obstaja nekaj preslušavanja med njimi. Če je potrebna zelo majhna količina takšnih motenj, je potrebna uporaba posameznih operacijskih ojačevalnikov. Preslušavanje se ne pojavi samo pri uporabi dvojnih ali štirih ojačevalnikov. Njihov vir je lahko zelo bližina pasivnih komponent različnih kanalov.

Dual in quad operacijski ojačevalniki poleg naštetega omogočajo bolj gosto namestitev. Videti je, da so posamezni ojačevalniki zrcalno prikazani drug glede na drugega (slika 18).

Sliki 17 in 18 ne prikazujeta vseh povezav, potrebnih za normalno delovanje, kot je gonilnik srednjega nivoja na enem napajalniku. Slika 19 prikazuje diagram takšnega oblikovalnika pri uporabi štirih ojačevalnikov.

Diagram prikazuje vse potrebne povezave za izvedbo treh neodvisnih stopenj obračanja. Pri tem je potrebno paziti, da se vodniki gonilnika polovične napajalne napetosti nahajajo neposredno pod ohišjem integriranega vezja, kar omogoča zmanjšanje njihove dolžine. Ta primer ne ponazarja, kako je treba vzpostaviti povezave, ampak kaj je treba storiti s postavitvijo komponent in usmerjanjem. Na primer, povprečna napetost je lahko enaka za vse štiri ojačevalnike. Pasivne komponente lahko ustrezno dimenzioniramo. Na primer, ravninske komponente velikosti okvirja 0402 se ujemajo z razmikom nožic standardnega paketa SO. To omogoča, da so dolžine prevodnikov za visokofrekvenčne aplikacije zelo kratke.

3D IN NADOGRADNA MONTAŽA

Pri nameščanju operacijskih ojačevalnikov v ohišja DIP in pasivnih komponent z vodilnimi žicami morajo biti na plošči tiskanega vezja predvideni prehodi za njihovo namestitev. Takšne komponente se trenutno uporabljajo, ko ni posebnih zahtev glede dimenzij tiskanega vezja; Običajno so cenejši, vendar se cena tiskanega vezja v procesu izdelave poveča zaradi vrtanja dodatnih lukenj za priključke komponent.

Poleg tega se pri uporabi zunanjih komponent povečajo dimenzije plošče in dolžina vodnikov, kar vezju ne omogoča delovanja pri visokih frekvencah. Vias ima lastno induktivnost, ki prav tako omejuje dinamične karakteristike vezja. Zato nadzemne komponente niso priporočljive za izvajanje visokofrekvenčnih vezij ali za analogna vezja, nameščena poleg hitrih logičnih vezij.

Nekateri oblikovalci, ki poskušajo zmanjšati dolžino vodnikov, postavljajo upore navpično. Na prvi pogled se morda zdi, da s tem skrajšamo dolžino poti. Vendar to poveča pot toka skozi upor, sam upor pa predstavlja zanko (obrat induktivnosti). Sposobnosti oddajanja in sprejemanja se mnogokrat povečajo.

Površinska montaža ne zahteva luknje za vsak kabel komponente. Vendar se pri testiranju vezja pojavijo težave, zato je treba kot preskusne točke uporabiti prehode, zlasti pri uporabi majhnih komponent.

NEUPORABLJENI ODDELKI OP-AMP

Pri uporabi dvojnih in štirih operacijskih ojačevalnikov v vezju lahko nekateri odseki ostanejo neuporabljeni in jih je treba v tem primeru pravilno povezati. Nepravilne povezave lahko povzročijo povečano porabo energije, več toplote in več hrupa operacijskih ojačevalnikov, ki se uporabljajo v istem paketu. Zatiči neuporabljenih operacijskih ojačevalnikov se lahko povežejo, kot je prikazano na sl. 20a. Priključni zatiči z dodatnimi komponentami (slika 20b) bodo olajšali uporabo tega operacijskega ojačevalnika med nastavitvijo.

ZAKLJUČEK

Zapomnite si naslednje osnovne točke in jih imejte v mislih ves čas pri načrtovanju in povezovanju analognih vezij.

Pogosti so:

Pomislite na PCB kot na komponento električni diagram;
. se zavedajo in razumejo vire hrupa in motenj;
. model in postavitev vezij.

Tiskano vezje:

Uporabljajte tiskana vezja samo iz visokokakovostnega materiala (na primer FR-4);
. vezja izdelana na večplastnem tiskana vezja, 20 dB manj dovzeten za zunanje motnje kot vezja, narejena na dvoslojnih ploščah;
. uporabite ločene poligone, ki se ne prekrivajo, za različna zemljišča in vire;
. Postavite ozemljitveni in napajalni poligon na notranje plasti tiskanega vezja.

Sestavine:

Zavedajte se frekvenčnih omejitev, ki jih predstavljajo pasivne komponente in sledi plošče;
. poskušajte se izogniti navpični postavitvi pasivnih komponent v vezjih z visoko hitrostjo;
. Za visokofrekvenčna vezja uporabite komponente, zasnovane za površinska montaža;
. vodniki naj bodo krajši, tem bolje;
. če je potrebna večja dolžina prevodnika, zmanjšajte njegovo širino;
. Neuporabljeni pini aktivnih komponent morajo biti pravilno povezani.

Ožičenje:

Postavite analogno vezje blizu napajalnega priključka;
. nikoli ne usmerjajte vodnikov, ki oddajajo logične signale, skozi analogno območje plošče in obratno;
. naredite prevodnike, primerne za invertni vhod operacijskega ojačevalnika, kratke;
. poskrbite, da vodniki obračalnih in neinvertiranih vhodov operacijskega ojačevalnika niso nameščeni vzporedno drug z drugim na veliki razdalji;
. poskusite se izogniti dodatnim prehodom, ker ... njihova lastna induktivnost lahko povzroči dodatne težave;
. vodnikov ne napeljite pravokotno in po možnosti zgladite vrhove vogalov.

Izmenjava:

Uporabite ustrezne vrste kondenzatorjev za dušenje hrupa v napajalnih tokokrogih;
. za zatiranje nizkofrekvenčnih motenj in hrupa uporabite tantalove kondenzatorje na vhodnem priključku za napajanje;
. Za zatiranje visokofrekvenčnih motenj in hrupa uporabite keramične kondenzatorje na vhodnem priključku za napajanje;
. uporabite keramične kondenzatorje na vsakem napajalnem zatiču mikrovezja; po potrebi uporabite več kondenzatorjev za različne frekvenčna območja;
. če v vezju pride do vzbujanja, je treba uporabiti kondenzatorje z nižjo kapacitivnostjo in ne večjo;
. v težkih primerih uporabite zaporedno povezane upore z nizkim uporom ali induktivnostjo v napajalnih tokokrogih;
. Kondenzatorje za ločitev analogne moči je treba priključiti le na analogno ozemljitev, ne na digitalno ozemljitev.

Bruce Carter
Operacijski ojačevalniki za vsakogar, 17. poglavje
Tehnike postavitve tiskanega vezja
Design Reference, Texas Instruments, 2002

Zahvaljujemo se spletnemu mestu elart.narod.ru za prevod

Pri majhni VHF opremi razmeroma veliko prostora na plošči zasedajo tuljave zanke in RF dušilke. Pogosto določajo celotno višino vezja. V nekaterih primerih je morda priporočljiva uporaba ravnih tuljav - tiskanih in žičnih. Osnova za tiskane RF tuljave je največkrat posebna visokofrekvenčna keramika. Proizvodna tehnologija takšnih kolutov je neprimerna za amaterske pogoje. Vendar, kot kaže praksa, lahko do frekvenc 80-100 MHz dosežemo povsem zadovoljive rezultate z uporabo tuljav, izdelanih iz steklenih vlaken, prevlečenih z jedkanjem. Uporaba fluoroplastične folije za tiskanje tuljav omogoča dvig frekvence na 200-300 MHz. Ploščate žične tuljave imajo zadovoljivo mehansko trdnost, relativno majhno intrinzično kapacitivnost, enostavnost izdelave in se lahko uporabljajo pri frekvencah do 10 MHz. Znatno povečanje induktivnosti in faktorja kakovosti ploščato tiskanih in žičnih tuljav lahko dosežemo, če na eno ali obe strani tuljave namestimo feritne plošče. S spreminjanjem razdalje med tuljavo in ploščo (z uporabo kompleta nemagnetnih distančnikov ali drugače) lahko spremenite induktivnost tuljave. Induktivnost lahko nastavite v določenih mejah z uporabo zastavice iz nemagnetne kovine (baker ali aluminij), ki se premika blizu tuljave vzporedno z njo. Žične kolute je priročno prilepiti neposredno na ploščo ali na ločeno ploščo, pritrjeno na ploščo. Tiskarske tuljave so lahko poljubne oblike. Izhod zunanjega zavoja mora biti "ozemljen" na plošči - v tem primeru igra vlogo zaslona. Natisnjeno tuljavo lahko dodatno zaščitite z drugo zunanjo odprto tuljavo, ki je priključena na skupno žico naprave. Primeri tuljav so prikazani na fotografiji.

Z nomogrami lahko izračunate tuljave z dovolj natančnostjo za radioamaterja. Postopek za izračun tiskanih in žičnih tuljav je podoben, razlika je v tem, da širina tiskane steze tiskane tuljave ustreza premeru bakrene žice žične tuljave, širina reže med tiri pa ustreza dvojnemu debelina izolacije žice.

Konstrukcijske dimenzije tuljav so prikazane na sl. 1, a in b. Nomogrami za izračun so prikazani na sl. 2 in 3. Kot primer spodaj obravnavamo izračun okrogle tiskane tuljave (brez jedra) z induktivnostjo 0,64 μH. Največji zunanji premer tuljave D izberemo 20 mm, najmanjši notranji premer d = 8 mm. Najti je treba število ovojev w, širino natisnjene sledi S in razdaljo Sr med središčima C1 in C2 polkrogov tuljave. Nomogram za izračun okroglih tuljav je prikazan na sl. 2. Izračunaj: D + d=20 + 8 = 28 mm = 2,8 cm: D/d = 20:8 = 2,5. Na lestvici “D+d” in “D/d” poiščemo ustrezne točke in jih povežemo z ravno črto (črtkana črta na sliki 2). Skozi točko presečišča te premice z nedigitalno pomožno premico in točko na lestvici "L", ki ustreza dani induktivnosti L = 0,64 μH, potegnemo premico do sekanja z lestvico "w", po kateri štejemo potrebno število obratov - 6,5. Vrednosti D + d, D/d ali L na nomogramskih lestvicah se lahko povečajo (zmanjšajo) za 10 ali 100-krat, medtem ko se vrednosti w ustrezno spremenijo v koren iz 10 in koren iz 100. krat. Širina S, mm, tiskanega vodnika se izračuna po formuli: S>=Sr = (D - d)/4w; premer izolacije žice tuljave žice - diz = (D - d)/2w. Dobljeni rezultat zaokrožimo na najbližjo višjo vrednost niza 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,5 mm itd. Sr= (20-8)/4x6,5=0,46; S=0,5 mm. Za majhne vrednosti Sr je treba vzeti Sr = S Za žične tuljave je diz zaokrožen na najbližji standardni premer izolacije žice. Vzorec tuljave se s šestilom nanese na foliran stekleni tekstolit, v katerega je vgrajeno risalno pero, napolnjeno s kemično odporno barvo. Zgornji polkrogi (glej sliko 1a) so narisani iz središča C1, spodnji pa iz C2. Razdaljo Sr je treba vzdrževati čim bolj natančno. Ko se barva posuši, se tuljava, kot običajno, jedka v raztopini železovega klorida. Kvadratne tiskane tuljave se izračunajo z uporabo nomograma, prikazanega na sl. 3. Natančnejše rezultate za izračun ploščatih tuljav lahko dobite analitično z uporabo formul, ki se uporabljajo za izdelavo nomogramov. Te formule so prikazane na sl. 2 in 3. Dimenzije količin v formulah ustrezajo tistim, ki so navedene na nomogramih. Vrednosti funkcij "phi" (D/d in f(a/A) so povzete v tabelah 1 in 2. Ploščate žične tuljave so navite na zložljivem okvirju med dvema obrazoma, nameščenima na palici. Premer jedro okvirja mora biti enako notranjemu premeru tuljave, razdalja med ličnicami pa je premer žice vzdolž izolacije. Med navijanjem se žica navlaži z lepilom BF~2. Ličnice morajo biti iz materiala, ki ima slab oprijem na lepilo (fluoroplastika, viniflex). Okvir se razstavi, ko se lepilo posuši. Izdelane tuljave so prilepljene neposredno na ploščo ali na feritno ploščo, nameščeno na ploščo. Tuljave, prikazane v naslovu članka, imajo naslednje izmerjene parametre: okroglo tiskano (D = 40 mm) - induktivnost 1,4 μH, faktor kakovosti 95; kvadrat (A = 30 mm) - 0,9 µH in 180, vrh žice (D = 15 mm, žica PEV-1 0,18) - 7,5 µH in 48; srednji (D = 11,9 mm, žica PEV-2 0,1) - 9,5 μH in 48 in spodaj (D = 9 mm, žica PEL 0,05) - 37 μH in 43