เทคโนโลยี “เหล็ก-เลเซอร์” สำหรับการผลิตแผงวงจรพิมพ์(ULT) ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าได้กลายเป็นที่แพร่หลายในแวดวงวิทยุสมัครเล่นและช่วยให้คุณได้รับแผงวงจรพิมพ์ค่อนข้างมาก คุณภาพสูง. แผงวงจรพิมพ์ที่วาดด้วยมือต้องใช้เวลามากและไม่มีภูมิคุ้มกันต่อข้อผิดพลาด

ข้อกำหนดพิเศษสำหรับความถูกต้องของรูปแบบถูกกำหนดไว้ในการผลิตตัวเหนี่ยวนำการพิมพ์สำหรับวงจรความถี่สูง ขอบของตัวนำคอยล์ควรจะเรียบที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เนื่องจากจะส่งผลต่อปัจจัยด้านคุณภาพ การวาดขดลวดเกลียวหลายรอบด้วยตนเองนั้นเป็นปัญหาอย่างมาก และที่นี่ ULT ก็อาจพูดได้

ข้าว. 1

ข้าว. 2

ดังนั้นทุกอย่างเป็นไปตามลำดับ เปิดตัวกันเลย โปรแกรมคอมพิวเตอร์ SPRINT-LAYOUT เช่น เวอร์ชัน 5.0. ตั้งค่าในการตั้งค่าโปรแกรม:

สเกลกริด - 1.25 มม.

ความกว้างของเส้น - 0.8 มม.

ขนาดบอร์ด - 42.5x42.5 มม.

เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของ "แพทช์" คือ 1.5 มม.

เส้นผ่านศูนย์กลางของรูใน "แพทช์" คือ 0.5 มม.

ค้นหาศูนย์กลางของบอร์ดแล้ววาดเทมเพลตตัวนำคอยล์ (รูปที่ 1)ตามแนวตารางพิกัดโดยใช้เครื่องมือ CONDUCTOR บิดขดลวดเข้าไป ทางด้านขวา(สำหรับเทมเพลตที่คุณต้องการ ภาพสะท้อนแต่สามารถรับได้ในภายหลังเมื่อพิมพ์) เราติดตั้ง "แพทช์" ที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของคอยล์เพื่อเชื่อมต่อคอยล์กับองค์ประกอบของวงจร

ในการตั้งค่าการพิมพ์ เรากำหนดจำนวนการพิมพ์บนแผ่นงาน ระยะห่างระหว่างการพิมพ์ และหากจำเป็นต้อง "บิด" หลอดม้วนไปในทิศทางอื่น ให้ทำการพิมพ์แบบมิเรอร์ของการออกแบบ คุณควรพิมพ์บนกระดาษผิวเรียบหรือฟิล์มพิเศษ โดยตั้งค่าเครื่องพิมพ์ให้มีปริมาณผงหมึกสูงสุดเมื่อทำการพิมพ์

ต่อไปเราจะปฏิบัติตามมาตรฐาน ULT เราเตรียมไฟเบอร์กลาสฟอยล์ทำความสะอาดพื้นผิวของฟอยล์และล้างไขมันเช่นด้วยอะซิโตน เราใช้เทมเพลตที่มีผงหมึกกับฟอยล์แล้วรีดด้วยเหล็กร้อนผ่านแผ่นกระดาษจนกระทั่งผงหมึกยึดติดกับฟอยล์อย่างแน่นหนา

หลังจากนั้น แช่กระดาษในน้ำประปา (เย็นหรืออุณหภูมิห้อง) แล้วค่อย ๆ ดึงออกเป็น “เม็ด” โดยทิ้งผงหมึกไว้บนกระดาษฟอยล์ของกระดาน เรากัดกระดานแล้วจึงเอาผงหมึกออกด้วยตัวทำละลาย เช่น อะซิโตน ตัวนำที่ชัดเจนของตัวเหนี่ยวนำ "พิมพ์" คุณภาพสูงยังคงอยู่บนกระดาน

คอยล์พิมพ์ที่มีการหมุนเป็นเกลียวโดยใช้ ULT มีคุณภาพแย่ลงเล็กน้อย เนื่องจากพิกเซลภาพมีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยม ดังนั้นขอบของตัวนำคอยล์เกลียวจึงมีความหยัก จริงอยู่ความผิดปกติเหล่านี้มีขนาดค่อนข้างเล็กและคุณภาพของรอกโดยทั่วไปยังคงสูงกว่าการใช้งานแบบแมนนวล

เปิดโปรแกรม SPRINT-LAYOUT เวอร์ชัน 5.0 อีกครั้ง ในชุดเครื่องมือ ให้เลือกรูปแบบพิเศษ - เครื่องมือสำหรับการวาดรูปหลายเหลี่ยมและเกลียว เลือกแท็บเกลียว ติดตั้ง:

รัศมีเริ่มต้น (START RADIUS) -2 มม.

ระยะห่างระหว่างเทิร์น (DISTANCE) - 1.5 มม.

ความกว้างของตัวนำ (ความกว้างของราง) -0.8 มม.

ตัวอย่างเช่น จำนวนรอบ (TURNS) คือ 20

ขนาดของบอร์ดที่ใช้โดยขดลวดดังกล่าวคือ 65x65 มม. (รูปที่ 2)

ม้วนการพิมพ์มักจะเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน ตัวกรองแบนด์พาส(PF) โดยใช้ตัวเก็บประจุขนาดเล็ก อย่างไรก็ตาม การมีเพศสัมพันธ์แบบเหนี่ยวนำก็เป็นไปได้เช่นกัน ระดับที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยนระยะห่างระหว่างระนาบของขดลวดหรือหมุนอย่างเยื้องศูนย์เมื่อเทียบกับอีกอันหนึ่ง สามารถติดตั้งคอยล์แบบคงที่โดยสัมพันธ์กันสามารถทำได้

สร้างโดยใช้เสาอิเล็กทริก

ความเหนี่ยวนำของขดลวดสามารถปรับได้โดยการลัดวงจร ทำให้ตัวนำที่พิมพ์เสียหาย หรือถอดออกบางส่วน สิ่งนี้จะเพิ่มความถี่ในการปรับจูนวงจร การลดความถี่สามารถทำได้โดยการบัดกรีตัวเก็บประจุชนิด SMD ความจุขนาดเล็กระหว่างรอบต่างๆ

การผลิตคอยล์ VHF แบบคดเคี้ยว เส้นตรง เส้นโค้ง ฟิลเตอร์แบบหวี ฯลฯ การใช้ ULT ยังเพิ่มความสง่างามให้กับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายและตามกฎแล้วจะเพิ่มปัจจัยด้านคุณภาพ (เนื่องจากขอบ "เรียบ" ของตัวนำที่พิมพ์) อย่างไรก็ตามในระหว่างการผลิตเราควรจดจำคุณภาพของวัสดุพื้นผิว (ไฟเบอร์กลาส) ซึ่งสูญเสียคุณสมบัติของฉนวนเมื่อมีความถี่เพิ่มขึ้น ในวงจรที่เท่ากัน ความต้านทานการสูญเสียในอิเล็กทริกควรเชื่อมต่อขนานกับขดลวดที่พิมพ์ และความต้านทานนี้จะลดลง ความถี่ในการทำงานก็จะสูงขึ้น และคุณภาพของอิเล็กทริกก็จะยิ่งแย่ลง .

ในทางปฏิบัติ ไฟเบอร์กลาสฟอยล์สามารถนำมาใช้ในการผลิตวงจรเรโซแนนซ์ที่พิมพ์ได้อย่างสมบูรณ์ในระยะ 2 เมตร (สูงสุดประมาณ 150 MHz) ไฟเบอร์กลาสเกรดความถี่สูงพิเศษสามารถใช้ได้ในช่วง 70 ซม. (สูงสุดประมาณ 470...500 MHz) ที่ความถี่สูงกว่า ควรใช้ฟลูออโรเรซิ่น RF (เทฟลอน) เคลือบฟอยล์ เซรามิกหรือแก้ว

ตัวเหนี่ยวนำที่พิมพ์ออกมามีปัจจัยด้านคุณภาพที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากความจุอินเตอร์เทิร์นลดลงซึ่งได้รับในด้านหนึ่งเนื่องจากฟอยล์มีความหนาเล็กน้อยและอีกด้านหนึ่งคือระยะพิทช์ "คดเคี้ยว" ของคอยล์ กรอบปิดของฟอยล์ที่ต่อสายดินรอบๆ คอยล์ที่พิมพ์ในระนาบทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันจากคอยล์และตัวนำที่พิมพ์อื่นๆ แต่จะมีผลเพียงเล็กน้อยต่อพารามิเตอร์ของคอยล์หากบริเวณรอบนอกอยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้า RF ต่ำ (เชื่อมต่อกับสายสามัญ) และ ศูนย์กลางของมันอยู่ต่ำกว่าที่สูง

วรรณกรรม

1. ก. ปานาเซนโก การผลิตม้วนการพิมพ์ - วิทยุ พ.ศ. 2530 ฉบับที่ 5 หน้า 62.

ทฤษฎีเสาอากาศเล็กน้อย

บน กระแสตรงหรือความถี่ต่ำ ส่วนประกอบที่ใช้งานจะมีอำนาจเหนือกว่า เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น ส่วนประกอบที่เกิดปฏิกิริยาจะมีนัยสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในช่วงตั้งแต่ 1 kHz ถึง 10 kHz ส่วนประกอบอุปนัยเริ่มมีผลและตัวนำไม่ได้เป็นตัวเชื่อมต่อที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำอีกต่อไป แต่ทำหน้าที่เป็นตัวเหนี่ยวนำ

สูตรคำนวณความเหนี่ยวนำของตัวนำ PCB มีดังนี้:

โดยทั่วไปแล้ว ร่องรอยบนแผงวงจรพิมพ์จะมีค่าตั้งแต่ 6 nH ถึง 12 nH ต่อความยาวหนึ่งเซนติเมตร ตัวอย่างเช่น ตัวนำขนาด 10 ซม. มีความต้านทาน 57 mOhm และค่าความเหนี่ยวนำ 8 nH ต่อ cm ที่ความถี่ 100 kHz ค่ารีแอกแตนซ์จะกลายเป็น 50 mOhm และที่ความถี่สูงกว่า ตัวนำจะเป็นตัวเหนี่ยวนำแทนที่จะเป็นค่าความต้านทาน .

กฎสำหรับเสาอากาศแส้คือ เริ่มมีปฏิสัมพันธ์กับสนามอย่างเห็นได้ชัดที่ประมาณ 1/20 ของความยาวคลื่น และปฏิสัมพันธ์สูงสุดจะเกิดขึ้นที่ความยาวก้าน 1/4 ของความยาวคลื่น ดังนั้นตัวนำ 10 ซม. จากตัวอย่างในย่อหน้าก่อนหน้าจะเริ่มกลายเป็นเสาอากาศที่ค่อนข้างดีที่ความถี่สูงกว่า 150 MHz ต้องจำไว้ว่าถึงแม้เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความถี่สัญญาณนาฬิกาวงจรดิจิทัลอาจไม่ทำงานที่ความถี่สูงกว่า 150 MHz เพราะสัญญาณจะมีฮาร์โมนิคที่สูงกว่าเสมอ หากแผงวงจรพิมพ์มีส่วนประกอบที่มีพิน พินที่มีความยาวมาก พินดังกล่าวก็สามารถใช้เป็นเสาอากาศได้เช่นกัน

เสาอากาศประเภทหลักอีกประเภทหนึ่งคือเสาอากาศแบบวนซ้ำ ความเหนี่ยวนำของตัวนำตรงจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อมันโค้งงอและกลายเป็นส่วนหนึ่งของส่วนโค้ง การเหนี่ยวนำที่เพิ่มขึ้นจะลดความถี่ที่เสาอากาศเริ่มโต้ตอบกับเส้นสนาม

นักออกแบบ PCB ที่มีประสบการณ์ซึ่งมีความเข้าใจอย่างสมเหตุสมผลเกี่ยวกับทฤษฎีเสาอากาศแบบวนซ้ำ รู้ว่าไม่ควรออกแบบลูปสำหรับสัญญาณวิกฤต อย่างไรก็ตามนักออกแบบบางคนไม่ได้คิดเกี่ยวกับเรื่องนี้และตัวนำกระแสไฟฟ้าที่ส่งกลับและส่งสัญญาณในวงจรของพวกเขานั้นเป็นแบบวนซ้ำ การสร้างเสาอากาศแบบวนซ้ำนั้นง่ายต่อการสาธิตด้วยตัวอย่าง (รูปที่ 8) นอกจากนี้ การสร้างเสาอากาศแบบสล็อตยังแสดงอยู่ที่นี่


ลองพิจารณาสามกรณี:

ตัวเลือก A คือตัวอย่างของการออกแบบที่ไม่ดี มันไม่ได้ใช้รูปหลายเหลี่ยมกราวด์แบบอะนาล็อกเลย วงจรลูปเกิดขึ้นจากสายกราวด์และตัวนำสัญญาณ เมื่อกระแสไหลผ่าน จะเกิดสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่ตั้งฉากกับกระแสไฟฟ้านั้นเกิดขึ้น ฟิลด์เหล่านี้เป็นพื้นฐานของเสาอากาศแบบวนรอบ กฎเสาอากาศแบบวนซ้ำระบุว่าเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด ความยาวของตัวนำแต่ละตัวควรเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นของรังสีที่ได้รับ อย่างไรก็ตาม เราไม่ควรลืมว่าแม้จะอยู่ที่ 1/20 ของความยาวคลื่น แต่เสาอากาศแบบวนซ้ำก็ยังคงมีประสิทธิภาพค่อนข้างมาก

ตัวเลือก B ดีกว่าตัวเลือก A แต่มีช่องว่างในรูปหลายเหลี่ยม ซึ่งอาจเพื่อสร้างตำแหน่งเฉพาะสำหรับตัวนำสัญญาณการกำหนดเส้นทาง เส้นทางสัญญาณและกระแสย้อนกลับจะสร้างเสาอากาศแบบสล็อต ห่วงอื่นๆ จะเกิดขึ้นในช่องเจาะรอบๆ ชิป

ตัวเลือก B เป็นตัวอย่างของการออกแบบที่ดีกว่า เส้นทางสัญญาณและกระแสย้อนกลับตรงกัน ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพของเสาอากาศแบบวนซ้ำไม่มีประสิทธิภาพ โปรดทราบว่าการออกแบบนี้มีช่องเจาะรอบๆ ชิปด้วย แต่จะแยกออกจากเส้นทางปัจจุบันที่ส่งคืน

ทฤษฎีการสะท้อนและจับคู่สัญญาณนั้นใกล้เคียงกับทฤษฎีเสาอากาศ

การมีเพศสัมพันธ์แบบคาปาซิทีฟเกิดขึ้นระหว่างตัวนำ PCB บนชั้นต่าง ๆ เมื่อพวกมันตัดกัน บางครั้งสิ่งนี้สามารถสร้างปัญหาได้ ตัวนำที่วางไว้เหนืออีกชั้นหนึ่งบนชั้นที่อยู่ติดกันจะสร้างตัวเก็บประจุแบบฟิล์มยาว ความจุของตัวเก็บประจุดังกล่าวคำนวณโดยใช้สูตรที่แสดงในรูปที่ 10

ตัวอย่างเช่น แผงวงจรพิมพ์อาจมีพารามิเตอร์ต่อไปนี้:
- 4 ชั้น; ชั้นสัญญาณและรูปหลายเหลี่ยมกราวด์อยู่ติดกัน
- ระยะห่างระหว่างชั้น - 0.2 มม.
- ความกว้างของตัวนำ - 0.75 มม.
- ความยาวตัวนำ - 7.5 มม.

ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก ER โดยทั่วไปสำหรับ FR-4 คือ 4.5

เมื่อแทนค่าทั้งหมดลงในสูตร เราจะได้ค่าความจุระหว่างบัสทั้งสองนี้เท่ากับ 1.1 pF แม้แต่ความจุที่ดูเหมือนน้อยก็ไม่สามารถยอมรับได้สำหรับบางแอปพลิเคชัน รูปที่ 11 แสดงผลของความจุ 1 pF เมื่อเชื่อมต่อกับอินพุตแบบกลับด้านของ op-amp ความถี่สูง

จะเห็นได้ว่าแอมพลิจูดของสัญญาณเอาท์พุตเพิ่มขึ้นสองเท่าที่ความถี่ใกล้กับขีดจำกัดบนของช่วงความถี่ของ op-amp ในทางกลับกันสามารถนำไปสู่การสั่นได้ โดยเฉพาะที่ความถี่การทำงานของเสาอากาศ (สูงกว่า 180 MHz)

ผลกระทบนี้ทำให้เกิดปัญหามากมายซึ่งมีหลายวิธีในการแก้ปัญหา สิ่งที่ชัดเจนที่สุดคือการลดความยาวของตัวนำ อีกวิธีหนึ่งคือลดความกว้าง ไม่มีเหตุผลที่จะใช้ตัวนำที่มีความกว้างนี้เพื่อเชื่อมต่อสัญญาณเข้ากับอินพุทแบบกลับด้านเพราะว่า กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำนี้น้อยมาก การลดความยาวของการติดตามเป็น 2.5 มม. และความกว้างเป็น 0.2 มม. จะทำให้ความจุลดลงเหลือ 0.1 pF และความจุดังกล่าวจะไม่ทำให้การตอบสนองความถี่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญอีกต่อไป อีกวิธีในการแก้ปัญหาคือการลบส่วนหนึ่งของรูปหลายเหลี่ยมที่อยู่ใต้อินพุตกลับด้านและใต้ตัวนำที่นำไปสู่จุดนั้น

ไม่ควรเดินสายตัวนำสัญญาณขนานกัน ยกเว้นในกรณีของเส้นดิฟเฟอเรนเชียลหรือไมโครสตริป ช่องว่างระหว่างตัวนำควรมีความกว้างอย่างน้อยสามเท่าของตัวนำ

ความจุไฟฟ้าระหว่างร่องรอยในวงจรอะนาล็อกสามารถสร้างปัญหากับค่าตัวต้านทานขนาดใหญ่ (หลายเมกะโอห์ม) การมีเพศสัมพันธ์แบบคาปาซิทีฟที่ค่อนข้างใหญ่ระหว่างอินพุตแบบกลับด้านและไม่กลับด้านของ op-amp อาจทำให้วงจรสั่นได้ง่าย

โปรดจำไว้ว่าหากมีความต้านทานสูงในวงจร ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการทำความสะอาดบอร์ด ในระหว่างการดำเนินการขั้นสุดท้ายของการผลิตแผงวงจรพิมพ์ จะต้องกำจัดฟลักซ์และสิ่งปนเปื้อนที่เหลืออยู่ออก ใน เมื่อเร็วๆ นี้เมื่อติดตั้งแผงวงจรพิมพ์มักใช้ฟลักซ์ที่ละลายน้ำได้ เนื่องจากเป็นอันตรายน้อยกว่าจึงถูกกำจัดออกด้วยน้ำได้ง่าย แต่ในขณะเดียวกันการล้างกระดานด้วยน้ำสะอาดไม่เพียงพออาจทำให้เกิดการปนเปื้อนเพิ่มเติมซึ่งทำให้ลักษณะไดอิเล็กทริกแย่ลง ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากที่จะต้องทำความสะอาดแผงวงจรความต้านทานสูงด้วยน้ำกลั่นสด

การแยกสัญญาณ

ตามที่ระบุไว้แล้ว สัญญาณรบกวนสามารถเจาะเข้าไปในส่วนอะนาล็อกของวงจรผ่านวงจรจ่ายไฟได้ เพื่อลดการรบกวนดังกล่าว ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน (บล็อก) จะถูกนำมาใช้เพื่อลดความต้านทานเฉพาะที่ของบัสส่งกำลัง

หากคุณต้องการจัดวางแผงวงจรพิมพ์ที่มีทั้งชิ้นส่วนอะนาล็อกและดิจิทัล อย่างน้อยก็จำเป็นต้องมีความเข้าใจเล็กน้อยเกี่ยวกับ ลักษณะไฟฟ้าองค์ประกอบเชิงตรรกะ

ขั้นตอนการส่งออกทั่วไป องค์ประกอบตรรกะประกอบด้วยทรานซิสเตอร์สองตัวที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมและอยู่ระหว่างวงจรกำลังและกราวด์ (รูปที่ 14)

ทรานซิสเตอร์เหล่านี้ทำงานได้อย่างดีเยี่ยมในแอนติเฟสอย่างเคร่งครัด เช่น เมื่อหนึ่งในนั้นเปิดอยู่ จากนั้นในเวลาเดียวกันวินาทีจะถูกปิด โดยสร้างสัญญาณลอจิคัลหรือสัญญาณศูนย์โลจิคัลที่เอาต์พุต ในสถานะลอจิกสถานะคงตัว การใช้พลังงานขององค์ประกอบลอจิกมีน้อย

สถานการณ์เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากเมื่อระยะเอาท์พุตเปลี่ยนจากสถานะลอจิกหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง ในกรณีนี้ ในช่วงเวลาสั้น ๆ ทรานซิสเตอร์ทั้งสองสามารถเปิดพร้อมกันได้ และกระแสไฟจ่ายของสเตจเอาท์พุตจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากความต้านทานของเส้นทางกระแสจากพาวเวอร์บัสไปยังกราวด์บัสผ่านทรานซิสเตอร์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมสองตัว ลดลง การใช้พลังงานเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันแล้วลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในท้องถิ่นและการเกิดการเปลี่ยนแปลงฉับพลันในระยะสั้นของกระแสไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันส่งผลให้เกิดการปล่อยพลังงานความถี่วิทยุ แม้แต่บนแผงวงจรพิมพ์ที่ค่อนข้างเรียบง่ายก็อาจมีขั้นตอนเอาท์พุตขององค์ประกอบลอจิกที่พิจารณาหลายสิบหรือหลายร้อยดังนั้นผลกระทบโดยรวมของการทำงานพร้อมกันอาจมีขนาดใหญ่มาก

เป็นไปไม่ได้ที่จะคาดการณ์ช่วงความถี่ที่กระแสไฟกระชากจะเกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำ เนื่องจากความถี่ของการเกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงความล่าช้าในการแพร่กระจายของการสลับทรานซิสเตอร์ขององค์ประกอบลอจิก ความล่าช้านั้นยังขึ้นอยู่กับสาเหตุสุ่มหลายประการที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตด้วย สัญญาณรบกวนการสลับมีการกระจายบรอดแบนด์ของส่วนประกอบฮาร์มอนิกตลอดช่วงทั้งหมด มีหลายวิธีในการระงับสัญญาณรบกวนดิจิทัล ซึ่งการประยุกต์ใช้ขึ้นอยู่กับการกระจายสเปกตรัมของสัญญาณรบกวน

ตารางที่ 2 แสดงความถี่การทำงานสูงสุดสำหรับประเภทตัวเก็บประจุทั่วไป

ตารางที่ 2

จากตารางจะเห็นได้ชัดว่าตัวเก็บประจุไฟฟ้าแทนทาลัมใช้สำหรับความถี่ต่ำกว่า 1 MHz ที่ความถี่สูงกว่าควรใช้ตัวเก็บประจุแบบเซรามิก ต้องจำไว้ว่าตัวเก็บประจุมีการสั่นพ้องของตัวเองและการเลือกที่ไม่ถูกต้องอาจไม่เพียงช่วยเท่านั้น แต่ยังทำให้ปัญหารุนแรงขึ้นอีกด้วย รูปที่ 15 แสดงการสั่นพ้องในตัวเองโดยทั่วไปของตัวเก็บประจุทั่วไปสองตัว - อิเล็กโทรไลต์แทนทาลัม 10 μF และเซรามิก 0.01 μF

ข้อมูลจำเพาะที่แท้จริงอาจแตกต่างกันระหว่างผู้ผลิตแต่ละรายและแม้แต่จากรุ่นสู่รุ่นภายในผู้ผลิตรายเดียวกัน สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าสำหรับ งานที่มีประสิทธิภาพตัวเก็บประจุความถี่ที่ระงับจะต้องอยู่ในช่วงที่ต่ำกว่าความถี่ของการสั่นพ้องของตัวมันเอง มิฉะนั้นธรรมชาติของรีแอกแตนซ์จะเป็นอุปนัย และตัวเก็บประจุจะไม่ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพอีกต่อไป

อย่าเข้าใจผิดว่าตัวเก็บประจุ 0.1 µF ตัวหนึ่งจะระงับความถี่ทั้งหมด ตัวเก็บประจุขนาดเล็ก (10 nF หรือน้อยกว่า) สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นที่ความถี่ที่สูงขึ้น

การแยกกำลังไฟของ IC

หลักการแยกกำลังสำหรับวงจรรวมเพื่อลดสัญญาณรบกวนความถี่สูงคือการใช้ตัวเก็บประจุตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปที่เชื่อมต่อระหว่างหมุดกำลังและกราวด์ สิ่งสำคัญคือตัวนำที่เชื่อมต่อลีดกับตัวเก็บประจุจะต้องสั้น หากไม่เป็นเช่นนั้น การเหนี่ยวนำตัวเองของตัวนำจะมีบทบาทสำคัญและลบล้างประโยชน์ของการใช้ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน

ตัวเก็บประจุแบบแยกตัวต้องเชื่อมต่อกับแต่ละแพ็คเกจชิป ไม่ว่าจะกี่ตัวก็ตาม เครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานที่อยู่ภายในเคส - 1, 2 หรือ 4 หากจ่ายไฟ op-amp แหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์แล้วมันไปโดยไม่บอกว่าตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนจะต้องอยู่ที่พินไฟแต่ละอัน ต้องเลือกค่าความจุอย่างระมัดระวังโดยขึ้นอยู่กับประเภทของสัญญาณรบกวนและการรบกวนที่มีอยู่ในวงจร

ในกรณีที่ยากเป็นพิเศษ อาจจำเป็นต้องเพิ่มตัวเหนี่ยวนำที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับเอาท์พุตกำลัง ตัวเหนี่ยวนำควรอยู่ก่อน ไม่ใช่หลังตัวเก็บประจุ

อีกวิธีที่ถูกกว่าคือการแทนที่ตัวเหนี่ยวนำด้วยตัวต้านทานที่มีความต้านทานต่ำ (10...100 โอห์ม) ในกรณีนี้ เมื่อใช้ร่วมกับตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน ตัวต้านทานจะสร้างตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน วิธีนี้จะลดช่วงการจ่ายไฟของ op-amp ซึ่งยังขึ้นอยู่กับการใช้พลังงานมากขึ้นด้วย

โดยทั่วไป เพื่อลดสัญญาณรบกวนความถี่ต่ำในวงจรไฟฟ้า ก็เพียงพอที่จะใช้ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรลีติคอะลูมิเนียมหรือแทนทาลัมตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปที่ขั้วต่ออินพุตกำลังไฟ ตัวเก็บประจุเซรามิกเพิ่มเติมจะลดการรบกวนความถี่สูงจากบอร์ดอื่นๆ

การแยกสัญญาณอินพุตและเอาต์พุต

ปัญหาสัญญาณรบกวนหลายอย่างเป็นผลมาจากการเชื่อมต่อพินอินพุตและเอาต์พุตโดยตรง เนื่องจากข้อจำกัดด้านความถี่สูงของส่วนประกอบแบบพาสซีฟ การตอบสนองของวงจรเมื่อสัมผัสกับสัญญาณรบกวนความถี่สูงจึงค่อนข้างคาดเดาไม่ได้

ในสถานการณ์ที่ช่วงความถี่ของสัญญาณรบกวนเหนี่ยวนำแตกต่างอย่างมากจากช่วงความถี่ของวงจร วิธีแก้ปัญหาทำได้ง่ายและชัดเจน โดยวางตัวกรอง RC แบบพาสซีฟเพื่อระงับสัญญาณรบกวนความถี่สูง อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้ตัวกรองแบบพาสซีฟ คุณต้องระวัง: คุณลักษณะของตัวกรอง (เนื่องจากลักษณะความถี่ที่ไม่เหมาะของส่วนประกอบแบบพาสซีฟ) จะสูญเสียคุณสมบัติที่ความถี่ 100...1000 สูงกว่าความถี่คัตออฟ (f 3db) เมื่อใช้ตัวกรองที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมซึ่งปรับเป็นช่วงความถี่ที่ต่างกัน ตัวกรองความถี่ที่สูงกว่าควรอยู่ใกล้กับแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนมากที่สุด นอกจากนี้ ตัวเหนี่ยวนำบนวงแหวนเฟอร์ไรต์ยังสามารถใช้เพื่อลดเสียงรบกวนได้ พวกเขาคงลักษณะอุปนัยของความต้านทานไว้ที่ความถี่หนึ่งและเหนือความต้านทานจะเปิดใช้งาน

การรบกวนในวงจรแอนะล็อกอาจมีขนาดใหญ่มากจนไม่สามารถกำจัดออกได้ (หรือตาม อย่างน้อย, ลด) ทำได้ผ่านการใช้หน้าจอเท่านั้น เพื่อให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพต้องได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อไม่ให้ความถี่ที่ทำให้เกิดปัญหามากที่สุดเข้าสู่วงจร ซึ่งหมายความว่าหน้าจอไม่ควรมีรูหรือช่องเจาะที่ใหญ่กว่า 1/20 ของความยาวคลื่นของการแผ่รังสีที่กำลังคัดกรอง เป็นความคิดที่ดีที่จะจัดสรรพื้นที่ให้เพียงพอสำหรับชีลด์ที่เสนอตั้งแต่เริ่มต้นการออกแบบ PCB เมื่อใช้ชีลด์ คุณสามารถเลือกใช้วงแหวนเฟอร์ไรต์ (หรือบีด) สำหรับการเชื่อมต่อกับวงจรทั้งหมดได้

กรณีเครื่องขยายสัญญาณการทำงาน

โดยปกติแล้ว แอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงานหนึ่ง สอง หรือสี่ตัวจะอยู่ในแพ็คเกจเดียว (รูปที่ 16)

ออปแอมป์ตัวเดียวมักจะมีอินพุตเพิ่มเติมด้วย เช่น เพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าออฟเซ็ต ออปแอมป์แบบดูอัลและควอดมีเพียงอินพุตและเอาต์พุตแบบกลับด้านและไม่กลับด้านเท่านั้น ดังนั้นหากจำเป็นก็ให้มี การปรับเปลี่ยนเพิ่มเติมต้องใช้เครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการตัวเดียว เมื่อใช้เอาต์พุตเพิ่มเติม ต้องจำไว้ว่าโครงสร้างเหล่านี้เป็นอินพุตเสริม ดังนั้นจึงต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวังและเป็นไปตามคำแนะนำของผู้ผลิต

ในออปแอมป์ตัวเดียว เอาต์พุตจะอยู่ที่ฝั่งตรงข้ามของอินพุต สิ่งนี้สามารถสร้างปัญหาได้เมื่อใช้งานแอมพลิฟายเออร์ที่ความถี่สูงเนื่องจากมีตัวนำที่ยาว ข้อเสนอแนะ. วิธีหนึ่งในการเอาชนะปัญหานี้คือการวางส่วนประกอบของแอมพลิฟายเออร์และฟีดแบ็คไว้ที่ด้านต่างๆ ของ PCB อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดรูเพิ่มเติมอย่างน้อยสองรูและเกิดการตัดเป็นรูปหลายเหลี่ยมพื้น บางครั้งมันก็คุ้มค่าที่จะใช้ dual op amp เพื่อแก้ไขปัญหานี้ แม้ว่าจะไม่ได้ใช้แอมพลิฟายเออร์ตัวที่สองก็ตาม (และต้องเชื่อมต่อพินอย่างถูกต้อง) รูปที่ 17 แสดงให้เห็นถึงการลดความยาวของตัวนำวงจรป้อนกลับสำหรับการเชื่อมต่อแบบกลับด้าน

ออปแอมป์คู่เป็นสิ่งที่พบเห็นได้ทั่วไปในแอมพลิฟายเออร์สเตอริโอ และออปแอมป์แบบควอดใช้ในวงจรฟิลเตอร์แบบหลายสเตจ อย่างไรก็ตามมีข้อเสียค่อนข้างสำคัญในเรื่องนี้ แม้ว่าเทคโนโลยีสมัยใหม่จะให้การแยกสัญญาณที่ดีระหว่างสัญญาณแอมพลิฟายเออร์บนชิปซิลิคอนตัวเดียวกัน แต่ก็ยังมีสัญญาณครอสโอเวอร์ระหว่างสัญญาณเหล่านั้น หากจำเป็นต้องมีสัญญาณรบกวนเพียงเล็กน้อย ก็จำเป็นต้องใช้เครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการตัวเดียว Crosstalk ไม่เพียงเกิดขึ้นเมื่อใช้แอมพลิฟายเออร์แบบดูอัลหรือควอดเท่านั้น แหล่งที่มาสามารถอยู่ใกล้ส่วนประกอบแบบพาสซีฟของช่องสัญญาณต่างๆ

นอกเหนือจากที่กล่าวมาข้างต้น ออปแอมป์แบบดูอัลและควอดยังช่วยให้สามารถติดตั้งได้หนาแน่นยิ่งขึ้น แอมพลิฟายเออร์แต่ละตัวดูเหมือนจะเป็นภาพสะท้อนในกระจกที่สัมพันธ์กัน (รูปที่ 18)

รูปที่ 17 และ 18 ไม่ได้แสดงการเชื่อมต่อทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการทำงานปกติ เช่น ไดรเวอร์ระดับกลางบนแหล่งจ่ายเดียว รูปที่ 19 แสดงไดอะแกรมของเชเปอร์เมื่อใช้แอมพลิฟายเออร์รูปสี่เหลี่ยม

แผนภาพแสดงการเชื่อมต่อที่จำเป็นทั้งหมดเพื่อใช้ขั้นตอนการกลับด้านที่เป็นอิสระสามขั้นตอน จำเป็นต้องให้ความสนใจกับความจริงที่ว่าตัวนำของตัวขับแรงดันไฟฟ้าครึ่งหนึ่งนั้นอยู่ใต้ตัวเรือนวงจรรวมโดยตรงซึ่งทำให้สามารถลดความยาวได้ ตัวอย่างนี้ไม่ได้แสดงให้เห็นว่าควรทำการเชื่อมต่ออย่างไร แต่สิ่งที่ควรทำกับการจัดวางส่วนประกอบและการกำหนดเส้นทาง ตัวอย่างเช่น แรงดันไฟฟ้าระดับเฉลี่ยอาจเท่ากันสำหรับแอมพลิฟายเออร์ทั้งสี่ตัว ส่วนประกอบแบบพาสซีฟสามารถกำหนดขนาดได้ตามต้องการ ตัวอย่างเช่น ส่วนประกอบระนาบขนาดเฟรม 0402 ตรงกับระยะห่างพินของแพ็คเกจ SO มาตรฐาน ซึ่งช่วยให้ความยาวของตัวนำสำหรับการใช้งานความถี่สูงสั้นมากได้

การติดตั้งแบบ 3 มิติและพื้นผิว

เมื่อวางออปแอมป์ในแพ็คเกจ DIP และส่วนประกอบแบบพาสซีฟด้วยสายตะกั่ว จะต้องจัดเตรียมไวแอสไว้บนแผงวงจรพิมพ์เพื่อติดตั้ง ปัจจุบันส่วนประกอบดังกล่าวใช้เมื่อไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับขนาดของแผงวงจรพิมพ์ โดยปกติจะมีราคาถูกกว่า แต่ต้นทุนของแผงวงจรพิมพ์จะเพิ่มขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิตเนื่องจากการเจาะรูเพิ่มเติมสำหรับสายส่วนประกอบ

นอกจากนี้เมื่อใช้ส่วนประกอบภายนอกขนาดของบอร์ดและความยาวของตัวนำจะเพิ่มขึ้นซึ่งไม่อนุญาตให้วงจรทำงานที่ความถี่สูง Vias มีความเหนี่ยวนำของตัวเอง ซึ่งจะจำกัดลักษณะไดนามิกของวงจรด้วย ดังนั้นจึงไม่แนะนำให้ใช้ส่วนประกอบเหนือศีรษะสำหรับการนำวงจรความถี่สูงไปใช้หรือสำหรับวงจรแอนะล็อกที่อยู่ติดกับวงจรลอจิกความเร็วสูง

นักออกแบบบางคนพยายามลดความยาวของตัวนำให้วางตัวต้านทานในแนวตั้ง เมื่อมองแวบแรกอาจดูเหมือนทำให้ความยาวของเส้นทางสั้นลง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะเพิ่มเส้นทางของกระแสที่ผ่านตัวต้านทาน และตัวตัวต้านทานเองก็เป็นตัวแทนของลูป (รอบของการเหนี่ยวนำ) ความสามารถในการเปล่งและรับเพิ่มขึ้นหลายเท่า

การติดตั้งบนพื้นผิวไม่จำเป็นต้องมีรูสำหรับส่วนประกอบแต่ละชิ้น อย่างไรก็ตาม ปัญหาเกิดขึ้นเมื่อทำการทดสอบวงจร และจำเป็นต้องใช้จุดทดสอบเป็นจุดทดสอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ส่วนประกอบขนาดเล็ก

ส่วน OP-AMP ที่ไม่ได้ใช้

เมื่อใช้ออปแอมป์แบบดูอัลและควอดในวงจร บางส่วนอาจยังคงไม่ได้ใช้งานและจะต้องเชื่อมต่ออย่างถูกต้องในกรณีนี้ การเชื่อมต่อที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้น ความร้อนมากขึ้น และเสียงรบกวนจากออปแอมป์ที่ใช้ในแพ็คเกจเดียวกันมากขึ้น สามารถเชื่อมต่อพินของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการที่ไม่ได้ใช้ได้ดังแสดงในรูป 20ก. การเชื่อมต่อพินกับส่วนประกอบเพิ่มเติม (รูปที่ 20b) จะทำให้ใช้งาน op-amp นี้ระหว่างการตั้งค่าได้ง่าย

บทสรุป

จำประเด็นพื้นฐานต่อไปนี้และคำนึงถึงตลอดเวลาเมื่อออกแบบและเดินสายวงจรแอนะล็อก

เป็นเรื่องธรรมดา:

คิดว่า PCB เป็นส่วนประกอบ แผนภาพไฟฟ้า;
. มีความตระหนักและความเข้าใจเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดเสียงและการรบกวน
. แบบจำลองและโครงร่างวงจร

แผงวงจรพิมพ์:

ใช้แผงวงจรพิมพ์ที่ทำจากวัสดุคุณภาพสูงเท่านั้น (เช่น FR-4)
. วงจรที่สร้างขึ้นบนหลายชั้น แผงวงจรพิมพ์, 20 dB ไวต่อการรบกวนจากภายนอกน้อยกว่าวงจรที่ทำบนบอร์ดสองชั้น
. ใช้รูปหลายเหลี่ยมที่แยกจากกันและไม่ทับซ้อนกันสำหรับพื้นที่และฟีดที่แตกต่างกัน
. วางรูปหลายเหลี่ยมกราวด์และกำลังไว้ที่ชั้นในของ PCB

ส่วนประกอบ:

ระวังข้อจำกัดด้านความถี่ที่เกิดจากส่วนประกอบแบบพาสซีฟและการติดตามบอร์ด
. พยายามหลีกเลี่ยงการวางส่วนประกอบแบบพาสซีฟในแนวตั้งในวงจรความเร็วสูง
. สำหรับวงจรความถี่สูง ให้ใช้ส่วนประกอบที่ออกแบบมาสำหรับ ติดพื้นผิว;
. ตัวนำควรสั้นลงยิ่งดี
. หากต้องการความยาวตัวนำที่มากขึ้นให้ลดความกว้างลง
. พินที่ไม่ได้ใช้ของส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่จะต้องเชื่อมต่ออย่างถูกต้อง

สายไฟ:

วางวงจรแอนะล็อกไว้ใกล้กับขั้วต่อสายไฟ
. ห้ามกำหนดเส้นทางตัวนำที่ส่งสัญญาณลอจิกผ่านพื้นที่อะนาล็อกของบอร์ดและในทางกลับกัน
. ทำให้ตัวนำที่เหมาะสมสำหรับอินพุทอินพุทของ op-amp แบบสั้น
. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวนำของอินพุตแบบกลับด้านและไม่กลับด้านของ op-amp ไม่ได้วางขนานกันในระยะทางไกล
. พยายามหลีกเลี่ยงการใช้จุดแวะเพิ่มเติม เพราะ... การเหนี่ยวนำของตัวเองอาจทำให้เกิดปัญหาเพิ่มเติม
. อย่าเดินตัวนำไฟฟ้าเป็นมุมฉากและปรับด้านบนของมุมให้เรียบถ้าเป็นไปได้

การแลกเปลี่ยน:

ใช้ตัวเก็บประจุประเภทที่ถูกต้องเพื่อลดสัญญาณรบกวนในวงจรจ่ายไฟ
. เพื่อลดสัญญาณรบกวนความถี่ต่ำและเสียงรบกวน ให้ใช้ตัวเก็บประจุแทนทาลัมที่ขั้วต่ออินพุตไฟ
. เพื่อระงับสัญญาณรบกวนความถี่สูงและสัญญาณรบกวน ให้ใช้ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกที่ขั้วต่ออินพุตไฟ
. ใช้ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกที่แต่ละพินกำลังของไมโครวงจร หากจำเป็น ให้ใช้ตัวเก็บประจุหลายตัวเพื่อให้ต่างกัน ช่วงความถี่;
. หากเกิดการกระตุ้นในวงจรก็จำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุที่มีค่าความจุต่ำกว่าและไม่ใช่ค่าที่ใหญ่กว่า
. ในกรณีที่ยาก ให้ใช้ตัวต้านทานต่อแบบอนุกรมที่มีความต้านทานต่ำหรือตัวเหนี่ยวนำในวงจรไฟฟ้า
. ตัวเก็บประจุแยกกำลังไฟฟ้าแบบอะนาล็อกควรเชื่อมต่อกับกราวด์แอนะล็อกเท่านั้น ไม่ใช่กราวด์ดิจิทัล

บรูซ คาร์เตอร์
Op Amps สำหรับทุกคน บทที่ 17
เทคนิคการจัดวางแผงวงจร
อ้างอิงการออกแบบ, Texas Instruments, 2002

เราขอขอบคุณเว็บไซต์ elart.narod.ru ที่ให้บริการการแปล

ในอุปกรณ์ VHF ขนาดเล็ก พื้นที่บนบอร์ดค่อนข้างมากจะถูกครอบครองโดยลูปคอยล์และโช้ก RF บ่อยครั้งที่พวกเขากำหนดความสูงโดยรวมของแผงวงจร ในบางกรณีอาจแนะนำให้ใช้ขดลวดแบน - พิมพ์และลวด พื้นฐานสำหรับขดลวด RF ที่พิมพ์ออกมามักเป็นเซรามิกความถี่สูงพิเศษ เทคโนโลยีการผลิตวงล้อดังกล่าวไม่เหมาะกับสภาพมือสมัครเล่น อย่างไรก็ตาม ตามที่แสดงให้เห็นในทางปฏิบัติ จนถึงความถี่ 80-100 MHz สามารถรับผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจได้โดยใช้คอยล์ที่ทำจากไฟเบอร์กลาสเคลือบฟอยล์โดยการแกะสลัก การใช้ฟอยล์ฟลูออโรเรซิ่นในการพิมพ์คอยล์ทำให้สามารถขยายขีดจำกัดความถี่ไปที่ 200-300 MHz ขดลวดลวดแบนมีความแข็งแรงเชิงกลที่น่าพอใจ มีความจุภายในค่อนข้างน้อย ง่ายต่อการผลิต และสามารถใช้ได้ที่ความถี่สูงถึง 10 MHz การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในการเหนี่ยวนำและปัจจัยด้านคุณภาพของการพิมพ์แบบเรียบและขดลวดสามารถได้รับหากวางแผ่นเฟอร์ไรต์ไว้ที่ด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านของขดลวด โดยการเปลี่ยนระยะห่างระหว่างขดลวดและแผ่น (โดยใช้ชุดตัวเว้นระยะที่ไม่ใช่แม่เหล็กหรืออย่างอื่น) ความเหนี่ยวนำของขดลวดก็สามารถเปลี่ยนได้ คุณสามารถปรับความเหนี่ยวนำภายในขีดจำกัดที่กำหนดได้โดยใช้แฟล็กที่ทำจากโลหะที่ไม่ใช่แม่เหล็ก (ทองแดงหรืออะลูมิเนียม) ซึ่งเคลื่อนที่ใกล้กับขดลวดขนานกับมัน แกนลวดติดกาวเข้ากับบอร์ดโดยตรงได้อย่างสะดวกหรือบนแผ่นแยกต่างหากที่ติดกับบอร์ด คอยล์การพิมพ์สามารถมีรูปทรงใดก็ได้ เอาต์พุตของการเลี้ยวด้านนอกควร "ต่อสายดิน" บนบอร์ด - ในกรณีนี้จะทำหน้าที่เป็นหน้าจอ คุณสามารถป้องกันคอยล์ที่พิมพ์เพิ่มเติมได้ด้วยคอยล์เปิดภายนอกอีกอันที่เชื่อมต่อกับสายสามัญของอุปกรณ์ ตัวอย่างของคอยล์แสดงไว้ในรูปภาพ

คุณสามารถคำนวณคอยล์ด้วยความแม่นยำเพียงพอสำหรับนักวิทยุสมัครเล่นโดยใช้โนโมแกรม ขั้นตอนการคำนวณขดลวดพิมพ์และขดลวดจะคล้ายกัน ข้อแตกต่างคือความกว้างของรางพิมพ์ของขดลวดพิมพ์สอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางทองแดงของเส้นลวดของขดลวดลวด และความกว้างของช่องว่างระหว่างรางสอดคล้องกับสองเท่า ความหนาของฉนวนลวด

ขนาดการออกแบบของคอยล์แสดงไว้ในรูปที่ 1 1, ก และ ข โนโมแกรมสำหรับการคำนวณแสดงไว้ในรูปที่ 1 2 และ 3 ตามตัวอย่างด้านล่าง เราจะพิจารณาการคำนวณขดลวดพิมพ์ทรงกลม (ไม่มีแกน) ที่มีความเหนี่ยวนำ 0.64 μH เราเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่ใหญ่ที่สุด D ของคอยล์เท่ากับ 20 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่เล็กที่สุด d = 8 มม. จำเป็นต้องค้นหาจำนวนรอบ w ความกว้างของแทร็กที่พิมพ์ S และระยะทาง Sr ระหว่างศูนย์กลาง C1 และ C2 ของครึ่งวงกลมของคอยล์ โนโมแกรมสำหรับการคำนวณขดลวดกลมแสดงไว้ในรูปที่ 1 2. คำนวณ: D + d=20 + 8 = 28 มม. = 2.8 ซม.: D/d = 20:8 = 2.5 ในระดับ “D+d” และ “D/d” เราจะพบจุดที่สอดคล้องกันและเชื่อมต่อจุดเหล่านั้นด้วยเส้นตรง (เส้นประในรูปที่ 2) ผ่านจุดตัดของเส้นตรงนี้กับเส้นเสริมที่ไม่ถูกแปลงและจุดบนสเกล "L" ที่สอดคล้องกับค่าความเหนี่ยวนำที่กำหนด L = 0.64 μH เราลากเส้นตรงจนกระทั่งมันตัดกับสเกล "w" ตามนั้น เรานับจำนวนเทิร์นที่ต้องการ - 6.5 ค่าของ D + d, D/d หรือ L บนสเกลโนโมแกรมสามารถเพิ่ม (ลดลง) ได้ 10 หรือ 100 เท่า ในขณะที่ค่าของ w จะเปลี่ยนไปตามรากของ 10 และรากของ 100 ครั้ง ความกว้าง S, มม. ของตัวนำที่พิมพ์ออกมาคำนวณโดยสูตร: S>=Sr = (D - d)/4w; เส้นผ่านศูนย์กลางของฉนวนลวดของขดลวดลวด - diz = (D - d)/2w เราปัดเศษผลลัพธ์ที่ได้รับให้เป็นค่าที่สูงกว่าที่ใกล้ที่สุดของซีรี่ส์ 0.5 0.75; 1.0; 1.25; 1.5 มม. เป็นต้น Sr= (20-8)/4x6.5=0.46; เอส=0.5 มม. สำหรับค่า Sr น้อยควรใช้ Sr = S สำหรับขดลวด diz จะถูกปัดเศษให้เป็นเส้นผ่านศูนย์กลางฉนวนลวดมาตรฐานที่ใกล้ที่สุด รูปแบบขดถูกนำไปใช้กับ textolite แก้วเคลือบฟอยล์ด้วยเข็มทิศซึ่งมีการติดตั้งปากกาวาดภาพที่เต็มไปด้วยสีทนสารเคมี วงกลมครึ่งวงกลมบน (ดูรูปที่ 1a) ดึงมาจากศูนย์กลางของ C1 และวงกลมล่างมาจาก C2 ควรรักษาระยะห่าง Sr ให้แม่นยำที่สุด หลังจากที่สีแห้งขดลวดจะถูกกัดตามปกติในสารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์ ขดลวดพิมพ์รูปทรงสี่เหลี่ยมคำนวณโดยใช้โนโมแกรมที่แสดงในรูปที่ 1 3. สามารถหาผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นในการคำนวณคอยล์แบนได้ในเชิงวิเคราะห์ โดยใช้สูตรที่ใช้สร้างโนโมแกรม สูตรเหล่านี้แสดงไว้ในรูปที่ 2 และ 3 ขนาดของปริมาณในสูตรสอดคล้องกับที่ระบุไว้ในโนโมแกรม ค่าของฟังก์ชัน “phi” (D/d และ f(a/A) สรุปไว้ในตารางที่ 1 และ 2 ขดลวดลวดแบนถูกพันบนกรอบที่ยุบได้ระหว่างแก้มทั้งสองข้างที่ติดตั้งอยู่บนแกน เส้นผ่านศูนย์กลางของ แกนเฟรมต้องเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของคอยล์ และระยะห่างระหว่างแก้มคือเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดตามแนวฉนวน ในระหว่างกระบวนการม้วน ลวดจะชุบด้วยกาว BF~2 แก้มจะต้องทำจากวัสดุที่มีการยึดเกาะกับกาวไม่ดี (ฟลูออโรเรซิ่น, วินิเฟล็กซ์) กรอบถูกถอดประกอบหลังจากกาวแห้ง คอยล์ที่ผลิตขึ้นจะติดกาวเข้ากับบอร์ดโดยตรงหรือกับแผ่นเฟอร์ไรต์ที่ติดตั้งบนบอร์ด คอยล์ที่แสดงในชื่อเรื่องของบทความมีพารามิเตอร์ที่วัดได้ดังต่อไปนี้: พิมพ์แบบกลม (D = 40 มม.) - ตัวเหนี่ยวนำ 1.4 μH, ปัจจัยด้านคุณภาพ 95; สี่เหลี่ยมจัตุรัส (A = 30 มม.) - 0.9 µH และ 180, ด้านบนของสายไฟ (D = 15 มม., สาย PEV-1 0.18) - 7.5 µH และ 48; ตรงกลาง (D = 11.9 มม., สาย PEV-2 0.1) - 9.5 μH และ 48 และด้านล่าง (D = 9 มม., สาย PEL 0.05) - 37 μH และ 43