Bosilgan elektron platalarni ishlab chiqarish uchun "temir-lazer" texnologiyasi(ULT) tom ma'noda bir necha yil ichida havaskor radio doiralarida keng tarqaldi va sizga bosilgan elektron platalarni olish imkonini beradi. Yuqori sifatli. Qo'lda chizilgan bosilgan elektron platalar ko'p vaqt talab qiladi va xatolardan himoyalanmaydi.

Yuqori chastotali davrlar uchun bosilgan induktorlarni ishlab chiqarishda naqsh aniqligi uchun maxsus talablar qo'yiladi. Bobin o'tkazgichlarining qirralari iloji boricha silliq bo'lishi kerak, chunki bu ularning sifat omiliga ta'sir qiladi. Ko'p burilishli spiral lasanni qo'lda chizish juda muammoli va bu erda ULT o'z so'zini aytishi mumkin.

Guruch. 1

Guruch. 2

Demak, hammasi joyida. Keling, ishga tushiramiz kompyuter dasturi SPRINT-LAYOUT , masalan, 5.0 versiyasi. Dastur sozlamalarida o'rnating:

Grid shkalasi - 1,25 mm;

Chiziq kengligi - 0,8 mm;

Kengash o'lchamlari - 42,5x42,5 mm;

"Yamoq" ning tashqi diametri 1,5 mm;

"Yamoq" dagi teshikning diametri 0,5 mm.

Doskaning markazini toping va lasan o'tkazgich shablonini chizing (1-rasm).CONDUCTOR asbobi yordamida koordinata panjarasi bo'ylab, lasanni burab o'ng tomoni(sizga kerak bo'lgan shablon uchun oyna tasviri, lekin uni keyinroq, chop etishda olish mumkin). Bobinni sxema elementlari bilan ulash uchun biz sariqning boshida va oxirida "yamoq" ni o'rnatamiz.

Chop etish sozlamalarida biz varaqdagi nashrlar sonini, bosib chiqarishlar orasidagi masofani va agar g'altakni boshqa yo'nalishda "burish" kerak bo'lsa, dizaynni oynali bosib chiqarishni o'rnatamiz. Siz silliq qog'oz yoki maxsus plyonkada chop etishingiz kerak, chop etishda printer sozlamalarini maksimal toner ta'minotiga o'rnating.

Keyinchalik standart ULTga amal qilamiz. Biz folga shisha tolasini tayyorlaymiz, folga yuzasini tozalaymiz va uni, masalan, aseton bilan yog'sizlantiramiz. Biz shablonni toner bilan folga qo'llaymiz va toner folga mahkam yopishguncha uni issiq dazmol bilan qog'oz varag'i orqali dazmollaymiz.

Shundan so'ng, qog'ozni oqayotgan musluk suvi (sovuq yoki xona harorati) ostida namlang va tonerni taxta plyonkasida qoldirib, ehtiyotkorlik bilan "pelletlarga" olib tashlang. Biz taxtani ishqalaymiz va undan keyin tonerni hal qiluvchi, masalan, aseton bilan olib tashlaymiz. Kengashda yuqori sifatli "bosilgan" induktorning aniq o'tkazgichi qoladi.

ULT yordamida spiral burilishlari bo'lgan bosilgan rulonlar biroz yomonroq sifatga ega. Bu tasvir piksellarining kvadrat shakliga bog'liq, shuning uchun spiral lasan o'tkazgichning qirralari qirrali. To'g'ri, bu nosimmetrikliklar juda kichik va g'altakning sifati, umuman olganda, qo'lda ishlashga qaraganda ancha yuqori.

SPRINT-LAYOUT 5.0 versiyasi dasturini yana oching. Asboblar to'plamida MAXSUS FORM - ko'pburchaklar va spirallarni chizish uchun asbobni tanlang. SPIRAL yorlig'ini tanlang. O'rnatish:

Boshlanish radiusi (START RADIUS) -2 mm;

Burilishlar orasidagi masofa (DISTANCE) - 1,5 mm;

Supero'tkazuvchilar kengligi (TRACK WIDTH) -0,8 mm;

Burilishlar soni (TURNS), masalan, 20 ta.

Bunday lasan egallagan taxtaning o'lchami 65x65 mm (2-rasm).

Chop etilgan bobinlar odatda kichik kondansatkichlar yordamida tarmoqli o'tkazuvchan filtrlarda (BPF) birlashtiriladi. Shu bilan birga, ularning induktiv ulanishi ham mumkin, uning darajasini bobinlarning tekisliklari orasidagi masofani o'zgartirish yoki biriga nisbatan eksantrik ravishda aylantirish orqali o'zgartirish mumkin. Bobinlarni bir-biriga nisbatan qattiq o'rnatishga erishish mumkin

Dielektrik ustunlar yordamida qurish.

Bobinlarning indüktansı burilishlarni qisqartirish, bosilgan o'tkazgichni sindirish yoki qisman olib tashlash orqali sozlanishi mumkin. Bu sxemani sozlash chastotasini oshiradi. Chastotani kamaytirishga burilishlar orasidagi kichik sig'imli SMD tipidagi kondansatkichlarni lehimlash orqali erishish mumkin.

Meander, to'g'ri va egri chiziqlar, taroq filtrlari va boshqalar ko'rinishidagi VHF rulonlarini ishlab chiqarish. ULT dan foydalanish, shuningdek, yakuniy mahsulotga nafislik qo'shadi va qoida tariqasida, ularning sifat koeffitsientini oshiradi (bosma o'tkazgichlarning "silliq" qirralari tufayli) Biroq, ishlab chiqarish jarayonida substrat materialining (shisha tolali) sifatini yodda tutish kerak. , bu chastota ortishi bilan o'zining izolyator xususiyatlarini yo'qotadi.Ekvivalent zanjirlarda dielektrikdagi yo'qotish qarshiligi bosilgan sariqlarga parallel ravishda ulanishi kerak va bu qarshilik past bo'ladi, ish chastotasi qanchalik yuqori bo'lsa va dielektrikning sifati yomonroq bo'ladi. .

Amalda, shisha tolali folga 2 metrli diapazongacha (taxminan 150 MGts gacha) bosilgan rezonans sxemalarini ishlab chiqarish uchun to'liq ishlatilishi mumkin. 70 sm oralig'ida (taxminan 470 ... 500 MGts gacha) shisha tolali shishaning maxsus yuqori chastotali navlari ishlatilishi mumkin. Yuqori chastotalarda folga bilan qoplangan RF floroplastik (Teflon), keramika yoki shishadan foydalanish kerak.

Bosilgan induktor, bir tomondan, folga qalinligining kichikligi, boshqa tomondan, lasanning "o'rash" qadami tufayli olingan oraliq sig'imning pasayishi tufayli yuqori sifat omiliga ega. O'zining tekisligidagi bosilgan lasan atrofidagi tuproqli folga yopiq ramkasi boshqa bobinlar va bosilgan o'tkazgichlardan qalqon bo'lib xizmat qiladi, lekin agar uning atrofi past chastotali kuchlanish ostida bo'lsa (umumiy simga ulangan) bo'lsa, lasan parametrlariga kam ta'sir qiladi. uning markazi baland ostida joylashgan.

Adabiyot

1. G. Panasenko. Bosma rulonlarni ishlab chiqarish. - Radio, 1987 yil, 5-son, 62-bet.

Bizning notinch elektronika asrimizda elektron mahsulotning asosiy afzalliklari kichik o'lchamlari, ishonchliligi, o'rnatish va demontaj qilish qulayligi (uskunani demontaj qilish), kam energiya sarfi va qulay foydalanishdir ( ingliz tilidan- Foydalanish qulayligi). Ushbu afzalliklarning barchasi texnologiyasiz mumkin emas. sirt o'rnatish- SMT texnologiyasi ( S yuza M un T texnologiya), va, albatta, SMD komponentlarisiz.

SMD komponentlari nima

SMD komponentlari mutlaqo barcha zamonaviy elektronikada qo'llaniladi. SMD ( S yuza M o'rnatilgan D yomonlik), ingliz tilidan tarjima qilingan "sirtga o'rnatilgan qurilma" degan ma'noni anglatadi. Bizning holatda, sirt radio elementlari uchun teshiklari bo'lmagan bosilgan elektron platadir:

Bunday holda, SMD komponentlari taxtalarning teshiklariga kiritilmaydi. Ular to'g'ridan-to'g'ri bosilgan elektron plataning yuzasida joylashgan kontaktli yo'llarga lehimlanadi. Quyidagi fotosuratda avval SMD komponentlari bo'lgan mobil telefon platasida qalay rangli kontakt yostiqchalari ko'rsatilgan.

SMD komponentlarining afzalliklari

SMD komponentlarining eng katta afzalligi ularning kichik o'lchamlaridir. Quyidagi fotosuratda oddiy rezistorlar va:

SMD komponentlarining kichik o'lchamlari tufayli ishlab chiquvchilar joylashtirish imkoniyatiga ega katta miqdor oddiy chiqish radioelementlaridan ko'ra, birlik maydoni uchun komponentlar. Natijada, o'rnatish zichligi oshadi va natijada o'lchamlar kamayadi elektron qurilmalar. SMD komponentining og'irligi bir xil oddiy chiqish radio elementining og'irligidan bir necha baravar engilroq bo'lganligi sababli, radio uskunasining og'irligi ham bir necha baravar engilroq bo'ladi.

SMD komponentlarini eritish ancha oson. Buning uchun bizga fen kerak. SMD komponentlarini qanday qilib to'g'ri lehimlash haqida maqolada SMD komponentlarini qanday qilib lehimlash va lehimlashni o'qishingiz mumkin. Ularni yopishtirish ancha qiyin. Zavodlarda maxsus robotlar ularni bosilgan elektron plataga joylashtiradi. Ishlab chiqarishda hech kim ularni qo'lda lehimlamaydi, radio havaskorlari va radiotexnika ta'mirchilaridan tashqari.

Ko'p qatlamli taxtalar

SMD komponentlari bo'lgan uskunalar juda zich o'rnatishga ega bo'lganligi sababli, taxtada ko'proq treklar bo'lishi kerak. Barcha treklar bir yuzaga mos kelmaydi, shuning uchun bosilgan elektron platalar tayyorlanadi ko'p qatlamli. Agar uskuna murakkab bo'lsa va SMD komponentlari ko'p bo'lsa, unda taxta ko'proq qatlamlarga ega bo'ladi. Bu qisqa qatlamlardan tayyorlangan ko'p qatlamli tortga o'xshaydi. SMD komponentlarini bog'laydigan bosilgan treklar to'g'ridan-to'g'ri taxtaning ichida joylashgan va hech qanday tarzda ko'rinmaydi. Ko'p qatlamli taxtalarga misol sifatida mobil telefon taxtalari, kompyuter yoki noutbuk taxtalari ( anakart, video karta, Operativ xotira va hokazo).

Quyidagi fotosuratda ko'k taxta - Iphone 3g, yashil taxta - kompyuterning anakarti.

Barcha radiotexnika ta'mirlash ustalari, agar ko'p qatlamli taxta haddan tashqari qizib ketgan bo'lsa, u qabariq bilan shishib ketishini biladi. Bunday holda, qatlamlararo ulanishlar buziladi va taxta yaroqsiz holga keladi. Shuning uchun, SMD komponentlarini almashtirishda asosiy kozi to'g'ri haroratdir.

Ba'zi platalar bosilgan elektron plataning ikkala tomonini ishlatadi va o'rnatish zichligi, siz tushunganingizdek, ikki barobar ortadi. Bu SMT texnologiyasining yana bir afzalligi. Ha, shuni ham hisobga olish kerakki, SMD komponentlarini ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan material ancha kam va millionlab donalarni ommaviy ishlab chiqarishda ularning narxi tom ma'noda tiyinlarga tushadi.

SMD komponentlarining asosiy turlari

Keling, bizda ishlatiladigan asosiy SMD elementlarini ko'rib chiqaylik zamonaviy qurilmalar. Rezistorlar, kondensatorlar, past qiymatli induktorlar va boshqa komponentlar oddiy kichik to'rtburchaklar, aniqrog'i parallelepipedlarga o'xshaydi))

O'chirishsiz platalarda bu qarshilik, kondansatör yoki hatto bobin ekanligini bilish mumkin emas. Xitoyliklar o'zlari xohlagancha belgilashadi. Katta SMD elementlarida ular o'zlarining identifikatori va qiymatini aniqlash uchun kod yoki raqamlarni qo'yishadi. Quyidagi fotosuratda bu elementlar qizil to'rtburchakda belgilangan. Diagrammasiz ular qaysi turdagi radio elementlarga tegishli ekanligini, shuningdek, ularning reytingini aytish mumkin emas.

SMD komponentlarining standart o'lchamlari boshqacha bo'lishi mumkin. Bu erda rezistorlar va kondensatorlar uchun standart o'lchamlarning tavsifi. Bu erda, masalan, sariq rangli to'rtburchaklar SMD kondansatörü. Ular tantal yoki oddiygina tantal deb ham ataladi:

Va SMDlar shunday ko'rinadi:

SMD tranzistorlarining bunday turlari ham mavjud:

Yuqori nominalga ega bo'lganlar, SMD versiyasida ular quyidagicha ko'rinadi:

Va, albatta, mikroelektronika asrimizda qanday qilib mikrosxemalarsiz yashashimiz mumkin! SMD chip paketlarining ko'p turlari mavjud, ammo men ularni asosan ikki guruhga ajrataman:

1) Pimlari bosilgan elektron plataga parallel bo'lgan va har ikki tomonda yoki perimetr bo'ylab joylashgan mikrosxemalar.

2) Pinlar mikrosxemaning o'zi ostida joylashgan mikrosxemalar. Bu BGA deb nomlangan mikrosxemalarning maxsus klassi (ingliz tilidan To'p to'plami- to'plar to'plami). Bunday mikrosxemalarning terminallari bir xil o'lchamdagi oddiy lehim sharlaridir.

Quyidagi fotosuratda BGA chipi va uning teskari tomoni ko'p pinlardan iborat.

BGA chiplari ishlab chiqaruvchilar uchun qulaydir, chunki ular bosilgan elektron platada joyni sezilarli darajada tejaydi, chunki har qanday BGA chipi ostida minglab bunday to'plar bo'lishi mumkin. Bu ishlab chiqaruvchilarning hayotini ancha osonlashtiradi, ammo ta'mirchilarning hayotini osonlashtirmaydi.

Xulosa

Dizayningizda nimani ishlatishingiz kerak? Agar qo'llaringiz silkitmasa va siz kichik radio xato qilmoqchi bo'lsangiz, unda tanlov aniq. Ammo shunga qaramay, havaskor radio dizaynlarida o'lchamlar katta rol o'ynamaydi va massiv radio elementlarini lehimlash ancha oson va qulayroqdir. Ba'zi radio havaskorlari ikkalasidan ham foydalanadilar. Har kuni tobora ko'proq yangi mikrosxemalar va SMD komponentlari ishlab chiqilmoqda. Kichikroq, ingichka, ishonchliroq. Kelajak albatta mikroelektronikaga tegishli.

Ushbu maqolaning maqsadi PCB dizaynerlari tomonidan yo'l qo'yilgan keng tarqalgan xatolarni muhokama qilish, ushbu xatolarning sifat ko'rsatkichlariga ta'sirini tasvirlash va yuzaga keladigan muammolarni hal qilish bo'yicha tavsiyalar berishdir.

UMUMIY HUKUKLAR

Analog va raqamli sxemalar o'rtasidagi sezilarli farqlar tufayli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismi qolgan qismdan ajratilishi kerak va uni ulashda maxsus usullar va qoidalarga rioya qilish kerak. Bosilgan elektron platalarning ideal bo'lmagan xususiyatlaridan kelib chiqadigan effektlar, ayniqsa, yuqori chastotali analog sxemalarda sezilarli bo'ladi, ammo xatolar umumiy ko'rinish, ushbu maqolada tasvirlangan, hatto audio chastota diapazonida ishlaydigan qurilmalarning sifat xususiyatlariga ta'sir qilishi mumkin.

Bosilgan elektron plata - elektron komponent

Faqat kamdan-kam hollarda analog sxemali tenglikni yo'naltirish mumkin, shunda u kiritadigan ta'sirlar sxemaning ishlashiga hech qanday ta'sir ko'rsatmaydi. Shu bilan birga, har qanday bunday ta'sirni minimallashtirish mumkin, shunda qurilmaning analog sxemasining xarakteristikalari model va prototip bilan bir xil bo'ladi.

Tartib

Raqamli sxemalarni ishlab chiquvchilar ishlab chiqarilgan platadagi kichik xatolarni unga o'tish moslamalarini qo'shish yoki aksincha, keraksiz o'tkazgichlarni olib tashlash, dasturlashtiriladigan chiplarning ishlashiga o'zgartirishlar kiritish va h.k., keyingi ishlanmaga juda tez o'tish orqali tuzatishi mumkin. Analog sxema uchun bunday emas. Ushbu maqolada muhokama qilingan ba'zi keng tarqalgan xatolar jumperlarni qo'shish yoki ortiqcha o'tkazgichlarni olib tashlash orqali tuzatilishi mumkin emas. Ular butun bosilgan elektron platani ishlamay qolishi mumkin va qiladi.

Bunday tuzatish usullarini qo'llagan raqamli sxema dizayneri uchun dizaynni ishlab chiqarishga topshirishdan oldin ushbu maqolada keltirilgan materialni o'qish va tushunish juda muhimdir. Dizaynga ozgina e'tibor berish va mumkin bo'lgan variantlarni muhokama qilish nafaqat PCBning hurda bo'lishiga yo'l qo'ymaydi, balki kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kichik analog qismida qo'pol xatolar narxini kamaytiradi. Xatolarni topish va ularni tuzatish yuzlab soatlarni yo'qotishga olib kelishi mumkin. Prototiplash bu vaqtni bir kun yoki undan kamroq muddatga qisqartirishi mumkin. Breadboard barcha analog sxemalaringizni.

Shovqin va shovqin manbalari

Shovqin va shovqin sxemalar sifatini cheklaydigan asosiy elementlardir. Interferentsiya manbalar tomonidan chiqarilishi yoki kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin. Analog sxema ko'pincha yuqori tezlikda ishlaydigan raqamli komponentlar, jumladan raqamli signal protsessorlari (DSP) bilan birga bosilgan elektron platada joylashgan.

Yuqori chastotali mantiqiy signallar muhim radio chastotali shovqinlarni (RFI) hosil qiladi. Shovqin emissiya manbalarining soni juda katta: asosiy quvvat manbalari raqamli tizimlar, Mobil telefonlar, radio va televizor, chiroq quvvat manbalari kunduzi, shaxsiy kompyuterlar, chaqmoq oqimlari va boshqalar. Analog sxema audio chastota diapazonida ishlayotgan bo'lsa ham, radiochastota shovqini chiqish signalida sezilarli shovqin hosil qilishi mumkin.

BOSMA TACHTALAR TURUMLARI

PCB dizaynini tanlash umumiy qurilmaning mexanik ishlashini aniqlashda muhim omil hisoblanadi. Bosilgan elektron platalarni ishlab chiqarish uchun har xil sifat darajasidagi materiallar qo'llaniladi. Agar PCB ishlab chiqaruvchisi yaqin joyda joylashgan bo'lsa, bu ishlab chiquvchi uchun eng mos va qulay bo'ladi. Bunday holda, qarshilik va dielektrik o'tkazuvchanlikni nazorat qilish oson - bosilgan elektron plata materialining asosiy parametrlari. Afsuski, bu etarli emas va yonuvchanlik, yuqori harorat barqarorligi va gigroskopiklik koeffitsienti kabi boshqa parametrlarni bilish ko'pincha zarur. Ushbu parametrlarni faqat bosilgan elektron platalarni ishlab chiqarishda ishlatiladigan komponentlar ishlab chiqaruvchisi bilishi mumkin.

Qatlamli materiallar FR (olovga chidamli) va G indekslari bilan belgilanadi. FR-1 indeksli material eng yuqori yonuvchanlikka ega, FR-5 esa eng kam. G10 va G11 indeksli materiallar maxsus xususiyatlarga ega. Bosilgan elektron platalarning materiallari jadvalda keltirilgan. 1.

FR-1 toifali tenglikni ishlatmang. Yuqori quvvatli komponentlardan termal zarar ko'rgan FR-1 PCBlarining ko'plab misollari mavjud. Ushbu toifadagi bosilgan elektron platalar kartonga ko'proq o'xshaydi.

FR-4 ko'pincha sanoat uskunalarini ishlab chiqarishda, FR-2 esa maishiy texnika ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Ushbu ikki toifa sanoatda standartlashtirilgan va FR-2 va FR-4 PCB ko'pincha ilovalar uchun mos keladi. Ammo ba'zida bu toifalarning nomukammal xususiyatlari boshqa materiallardan foydalanishga majbur qiladi. Misol uchun, juda yuqori chastotali ilovalar uchun bosilgan elektron plata materiallari sifatida floroplastik va hatto keramika ishlatiladi. Biroq, PCB materiali qanchalik ekzotik bo'lsa, narx qanchalik baland bo'lishi mumkin.

PCB materialini tanlashda uning gigroskopikligiga alohida e'tibor bering, chunki bu parametr taxtaning istalgan xususiyatlariga - sirt qarshiligi, oqish, yuqori voltli izolyatsiyalash xususiyatlari (parchalanish va uchqunlar) va mexanik kuchga kuchli salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Shuningdek, e'tibor bering ish harorati. Issiq nuqtalar kutilmagan joylarda, masalan, yuqori chastotalarda almashinadigan yirik raqamli integral mikrosxemalar yaqinida paydo bo'lishi mumkin. Agar bunday joylar to'g'ridan-to'g'ri analog komponentlar ostida joylashgan bo'lsa, haroratning oshishi analog kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin.

1-jadval

	Komponentlar, sharhlar
	qog'oz, fenolik tarkibi: xona haroratida bosish va shtamplash, yuqori gigroskopiklik koeffitsienti
	qog'oz, fenolik tarkibi: maishiy texnikaning bir tomonlama bosilgan elektron platalari uchun amal qiladi, past gigroskopiklik koeffitsienti
	qog'oz, epoksi tarkibi: yaxshi mexanik va elektr xususiyatlariga ega dizaynlar
	shisha tolali, epoksi tarkibi: mukammal mexanik va elektr xususiyatlari
	shisha tolali, epoksi tarkibi: yuqori haroratlarda yuqori quvvat, yonmaydigan
	shisha tolali, epoksi tarkibi: yuqori izolyatsion xususiyatlar, shisha tolaning eng yuqori kuchi, past gigroskopiklik koeffitsienti
	shisha tolali, epoksi tarkibi: yuqori haroratlarda yuqori egilish kuchi, yuqori erituvchiga qarshilik

PCB materiali tanlangandan so'ng, tenglikni folga qalinligini aniqlash kerak. Ushbu parametr, birinchi navbatda, oqim oqimining maksimal qiymatiga qarab tanlanadi. Iloji bo'lsa, juda nozik folga ishlatmaslikka harakat qiling.

BOSMA BO'LGAN TAXTA QATLARI SONI

Sxemaning umumiy murakkabligi va sifat talablariga qarab, dizayner PCB qatlamlari sonini aniqlashi kerak.

Bir qatlamli PCBlar

Juda oddiy elektron sxemalar arzon folga materiallari (FR-1 yoki FR-2) yordamida bir tomonlama taxtalarda ishlab chiqariladi va ko'pincha ikki tomonlama taxtalarga o'xshash ko'plab jumperlarga ega. Bosilgan elektron platalarni yaratishning bu usuli faqat past chastotali sxemalar uchun tavsiya etiladi. Quyida tavsiflangan sabablarga ko'ra, bir tomonlama bosilgan elektron platalar shovqinlarga juda sezgir. Ko'p sabablarga ko'ra yaxshi bir tomonlama tenglikni loyihalash juda qiyin. Shunga qaramasdan yaxshi taxtalar Bu tur sodir bo'ladi, lekin ularning rivojlanishi oldindan ko'p o'ylashni talab qiladi.

Ikki qatlamli PCBlar

Keyingi bosqichda ikki tomonlama bosilgan elektron platalar mavjud bo'lib, ular ko'p hollarda substrat materiali sifatida FR-4 dan foydalanadilar, garchi ba'zida FR-2 ham topiladi. FR-4 dan foydalanish ko'proq afzalroqdir, chunki u bosilgan elektron platalar Ushbu material teshiklarni ko'proq qiladi eng yaxshi sifat. Ikki tomonlama bosilgan elektron platalardagi sxemalarni simga ulash ancha oson, chunki Ikki qatlamda kesishgan marshrutlarni yo'naltirish osonroq. Biroq, analog sxemalar uchun o'tish izlari tavsiya etilmaydi. Mumkin bo'lgan hollarda, pastki qatlam (pastki) tuproqli poligonga, qolgan signallar esa yuqori qatlamga (yuqori) yo'naltirilishi kerak. Chiqindixonadan tuproq avtobusi sifatida foydalanish bir qator afzalliklarni beradi:

• umumiy sim kontaktlarning zanglashiga olib keladigan eng tez-tez ulangan simidir; shuning uchun simlarni soddalashtirish uchun "ko'p" umumiy simga ega bo'lish maqsadga muvofiqdir.
• taxtaning mexanik kuchi ortadi.
• umumiy simga barcha ulanishlarning qarshiligi pasayadi, bu esa, o'z navbatida, shovqin va shovqinlarni kamaytiradi.
• Har bir kontaktlarning zanglashiga olib keladigan taqsimlangan sig'im ko'tarilib, radiatsiyaviy shovqinni bostirishga yordam beradi.
• ekran bo'lgan ko'pburchak ko'pburchakning yon tomonida joylashgan manbalar chiqaradigan shovqinlarni bostiradi.

Ikki tomonlama PCBlar, ularning barcha afzalliklariga qaramay, eng yaxshisi emas, ayniqsa past signalli yoki yuqori tezlikli davrlar uchun. Umuman olganda, bosilgan elektron plataning qalinligi, ya'ni. metallizatsiya qatlamlari orasidagi masofa 1,5 mm ni tashkil qiladi, bu yuqorida keltirilgan ikki qatlamli bosilgan elektron plataning ba'zi afzalliklarini to'liq amalga oshirish uchun juda ko'p. Taqsimlangan quvvat, masalan, bunday katta interval tufayli juda kichik.

Ko'p qatlamli PCBlar

Kritik elektron dizayni uchun ko'p qatlamli bosilgan elektron platalar (MPB) talab qilinadi. Ulardan foydalanishning ba'zi sabablari aniq:

• Quvvatli avtobuslarni taqsimlash oddiy simli avtobus kabi qulaydir; agar alohida qatlamdagi ko'pburchaklar quvvat avtobuslari sifatida ishlatilsa, u holda har bir kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elementiga vias yordamida quvvat berish juda oddiy;
• signal qatlamlari quvvat avtobuslaridan ozod qilinadi, bu signal o'tkazgichlarini ulashni osonlashtiradi;
• Tarqalgan sig'im er va quvvat poligonlari o'rtasida paydo bo'ladi, bu esa yuqori chastotali shovqinni kamaytiradi.

Ko'p qatlamli bosilgan elektron platalardan foydalanishning ushbu sabablariga qo'shimcha ravishda, kamroq aniq bo'lganlar ham mavjud:

Markoni davridan ma'lum bo'lgan aks ettirish effekti (tasvir tekisligi effekti) tufayli elektromagnit (EMI) va radiochastota (RFI) shovqinlarini yaxshiroq bostirish. Supero'tkazuvchilar tekis o'tkazgich yuzasiga yaqin joylashganda, yuqori chastotali qaytib oqimlarning aksariyati to'g'ridan-to'g'ri o'tkazgich ostidagi tekislik bo'ylab oqadi. Ushbu oqimlarning yo'nalishi o'tkazgichdagi oqimlarning yo'nalishiga qarama-qarshi bo'ladi. Shunday qilib, o'tkazgichning tekislikdagi aksi signal uzatish liniyasini hosil qiladi. Supero'tkazuvchilar va tekislikdagi oqimlar kattaligi bo'yicha teng va yo'nalishi bo'yicha qarama-qarshi bo'lganligi sababli, radiatsiyaviy shovqinlarning bir oz qisqarishi hosil bo'ladi. Ko'zgu effekti faqat buzilmagan qattiq ko'pburchaklar bilan samarali ishlaydi (bular tuproqli ko'pburchaklar va quvvatli ko'pburchaklar bo'lishi mumkin). Har qanday yaxlitlikning yo'qolishi shovqinni bostirishning pasayishiga olib keladi.
kichik ishlab chiqarish uchun umumiy xarajatlarni kamaytirish. Ko'p qatlamli tenglikni ishlab chiqarish qimmatroq bo'lsa-da, ularning potentsial radiatsiyasi bir va ikki qatlamli PCBlarga qaraganda past. Shuning uchun, ba'zi hollarda, faqat ko'p qatlamli taxtalardan foydalanish qo'shimcha sinov va sinovlarsiz, dizayn vaqtida belgilangan emissiya talablariga javob berishga imkon beradi. MPP dan foydalanish radiatsiyaviy shovqin darajasini ikki qavatli taxtalarga nisbatan 20 dB ga kamaytirishi mumkin.

Qatlam tartibi

Tajribasiz dizaynerlar ko'pincha PCB qatlamlarining optimal tartibi haqida ba'zi chalkashliklarga ega. Masalan, ikkita signal qatlami va ikkita ko'pburchak qatlamini o'z ichiga olgan 4 qavatli kamerani olaylik - zamin qatlami va quvvat qatlami. Eng yaxshi qatlam tartibi qanday? Ekran sifatida xizmat qiladigan ko'pburchaklar orasidagi signal qatlamlari? Yoki signal qatlamlarining shovqinini kamaytirish uchun ko'pburchak qatlamlarini ichki qilishimiz kerakmi?

Ushbu muammoni hal qilishda shuni yodda tutish kerakki, ko'pincha qatlamlarning joylashuvi unchalik ahamiyatga ega emas, chunki komponentlar baribir tashqi qatlamlarda joylashgan va ularning pinlariga signal etkazib beruvchi avtobuslar ba'zan barcha qatlamlardan o'tadi. Shuning uchun, har qanday ekran effektlari shunchaki murosadir. Bunday holda, kuch va zamin poligonlari o'rtasida katta taqsimlangan quvvatni yaratish, ularni ichki qatlamlarga joylashtirish haqida g'amxo'rlik qilish yaxshiroqdir.

Signal qatlamlarini tashqarida joylashtirishning yana bir afzalligi - sinov uchun signallarning mavjudligi, shuningdek ulanishlarni o'zgartirish imkoniyati. Ichki qatlamlarda joylashgan o'tkazgichlarning ulanishlarini o'zgartirgan har bir kishi bu imkoniyatni qadrlaydi.

To'rtdan ortiq qatlamli PCBlar uchun umumiy qoida tuproq va quvvat poligonlari o'rtasida yuqori tezlikdagi signal o'tkazgichlarini joylashtirish va past chastotali signal o'tkazgichlarini tashqi qatlamlarga yo'naltirishdir.

TOPRAKLASH

Yaxshi topraklama boy, ko'p darajali tizim uchun umumiy talabdir. Va dizaynni ishlab chiqishning birinchi bosqichidan rejalashtirilgan bo'lishi kerak.

Asosiy qoida: erni taqsimlash.

Yerni analog va raqamli qismlarga bo'lish eng oddiy va eng ko'p narsalardan biridir samarali usullar shovqinni bostirish. Ko'p qatlamli bosilgan elektron plataning bir yoki bir nechta qatlami odatda tuproqli poligonlar qatlamiga bag'ishlangan. Agar ishlab chiquvchi juda tajribali yoki e'tiborsiz bo'lmasa, u holda analog qismning zamini to'g'ridan-to'g'ri ushbu ko'pburchaklarga ulanadi, ya'ni. analog oqim qaytishi raqamli qaytish oqimi bilan bir xil sxemadan foydalanadi. Avtomatik distribyutorlar deyarli bir xil ishlaydi va barcha erlarni birlashtiradi.

Agar ilgari ishlab chiqilgan bosilgan elektron plata analog va raqamli asoslarni birlashtirgan yagona tuproqli poligonga ega bo'lsa, unda birinchi navbatda taxtadagi asoslarni jismonan ajratish kerak (ushbu operatsiyadan keyin plataning ishlashi deyarli imkonsiz bo'ladi). Shundan so'ng, barcha ulanishlar analog kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismlariga (analog tuproq hosil bo'ladi) va raqamli kontaktlarning zanglashiga olib boradigan raqamli tuproqqa (raqamli tuproq hosil bo'ladi) amalga oshiriladi. Va shundan keyingina raqamli va analog tuproq manbada birlashtiriladi.

Erni shakllantirishning boshqa qoidalari:

Quvvat va yer avtobuslari bir xil potentsialda bo'lishi kerak o'zgaruvchan tok, bu ajratuvchi kondansatörler va taqsimlangan sig'imlardan foydalanishni nazarda tutadi.
Analog va raqamli ko'pburchaklarning bir-biriga mos kelishidan saqlaning. Analog quvvat relslari va ko'pburchaklarni analog tuproqli ko'pburchakning ustiga qo'ying (raqamli quvvat relslariga o'xshash). Agar biron-bir joyda analog va raqamli maydonlar o'rtasida o'xshashlik mavjud bo'lsa, bir-birining ustiga tushadigan joylar orasidagi taqsimlangan sig'im AC ulanishini hosil qiladi va raqamli komponentlardan shovqin analog sxemaga o'tkaziladi. Bunday qoplamalar poligonlarning izolyatsiyasini bekor qiladi.
Ajratish analog tuproqni raqamli erdan elektr izolyatsiya qilishni anglatmaydi. Ular bir-biriga ulangan bo'lishi kerak, yaxshisi bitta, past empedansli tugun. To'g'ri topraklama tizimida faqat bitta tuproq mavjud, bu AC quvvatli tizimlar uchun tuproqli pin yoki AC quvvatli tizimlar uchun umumiy tuproq pinidir. doimiy kuchlanish(masalan, batareya). Ushbu kontaktlarning zanglashiga olib keladigan barcha signal va quvvat oqimlari bir nuqtada bu erga qaytishi kerak, bu esa tizimni erga ulash vazifasini bajaradi. Bunday nuqta qurilma tanasining terminali bo'lishi mumkin. Sxemaning umumiy terminalini shassidagi bir nechta nuqtalarga ulashda tuproqli pastadir hosil bo'lishi mumkinligini tushunish muhimdir. Erni mustahkamlashning yagona umumiy nuqtasini yaratish tizimni loyihalashning eng qiyin jihatlaridan biridir.
Iloji bo'lsa, qaytib oqimlarni o'tkazish uchun mo'ljallangan alohida ulagich pinlari - qaytish oqimlari faqat tizimning tuproq nuqtasida birlashtirilishi kerak. Ulagich kontaktlarining qarishi, shuningdek, ularning birlashtiruvchi qismlarining tez-tez uzilishi kontakt qarshiligining oshishiga olib keladi, shuning uchun yanada ishonchli ishlash uchun ma'lum miqdordagi qo'shimcha pinli ulagichlardan foydalanish kerak. Murakkab raqamli bosilgan elektron platalar ko'p qatlamlarga ega va yuzlab yoki minglab o'tkazgichlarni o'z ichiga oladi. Boshqa o'tkazgichni qo'shish kamdan-kam hollarda muammo tug'diradi, lekin qo'shimcha ulagich pinlarini qo'shish. Agar buni amalga oshirishning iloji bo'lmasa, maxsus ehtiyot choralarini ko'rgan holda, taxtadagi har bir quvvat yo'li uchun ikkita qaytaruvchi oqim o'tkazgichlarini yaratish kerak.
Shinalarni ajratish muhimdir raqamli signallar sxemaning analog komponentlari joylashgan bosilgan elektron platadagi joylardan. Bu ko'pburchaklar tomonidan izolyatsiyani (ekranlash), qisqa analog signal yo'llarini yaratishni va passiv komponentlarni qo'shni yuqori tezlikdagi raqamli va vazifa uchun muhim analog signal avtobuslari bilan ehtiyotkorlik bilan joylashtirishni o'z ichiga oladi. Raqamli signal avtobuslari analog komponentlari bo'lgan hududlar bo'ylab yo'naltirilishi kerak va avtobuslar va analog tuproqli va analog quvvat zonalari bilan bir-biriga mos kelmasligi kerak. Agar bu bajarilmasa, dizaynda yangi mo'ljallanmagan element - antenna bo'ladi, uning nurlanishi yuqori empedansli analog komponentlar va o'tkazgichlarga ta'sir qiladi.

Deyarli barcha soat signallari etarlicha yuqori chastotali signallar bo'lib, hatto izlar va ko'pburchaklar orasidagi kichik sig'imlar ham muhim ulanishlarni yaratishi mumkin. Shuni esda tutish kerakki, muammoga nafaqat asosiy soat chastotasi, balki uning yuqori harmoniklari ham sabab bo'lishi mumkin.

Analog tuproqli maydonda analog va raqamli signallarni birlashtirish zarur bo'lgan yagona holat mavjud. Analog-raqamli va raqamli-analogli konvertorlar analog va raqamli tuproqli pinli korpuslarda joylashgan. Oldingi muhokamani hisobga olgan holda, raqamli va analog tuproqli pin mos ravishda raqamli va analog tuproqli avtobuslarga ulanishi kerak deb taxmin qilish mumkin. Biroq, bu holatda bu to'g'ri emas.

Pimlarning nomlari (analog yoki raqamli) faqat konvertorning ichki tuzilishiga, uning ichki ulanishlariga ishora qiladi. O'chirishda bu pinlar analog tuproqli avtobusga ulanishi kerak. Ulanish integral sxema ichida ham amalga oshirilishi mumkin, ammo bunday ulanishning past qarshiligiga erishish topologik cheklovlar tufayli juda qiyin. Shuning uchun, konvertorlardan foydalanilganda, analog va raqamli tuproq pinlari tashqaridan ulangan deb taxmin qilinadi. Agar bu bajarilmasa, mikrosxemaning parametrlari spetsifikatsiyada ko'rsatilganidan sezilarli darajada yomonroq bo'ladi.

Shuni hisobga olish kerakki, konvertorning raqamli elementlari raqamli shovqinni analog tuproqqa va analog quvvat davrlariga kiritish orqali kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sifat xususiyatlarini yomonlashtirishi mumkin. Konverterlarni loyihalashda bu salbiy ta'sir hisobga olinadi, shunda raqamli qism imkon qadar kam quvvat sarflaydi. Shu bilan birga, kommutatsiyadan shovqin mantiqiy elementlar kamayib bormoqda. Agar konvertorning raqamli pinlari og'ir yuklanmagan bo'lsa, u holda ichki kommutatsiya odatda hech qanday maxsus muammolarni keltirib chiqarmaydi. ADC yoki DAC o'z ichiga olgan PCBni loyihalashda konvertorning raqamli quvvat manbaini analog tuproqqa ajratish masalasini diqqat bilan ko'rib chiqish kerak.

PASİV KOMPONENTLARNING CHASTOSLIK XUSUSIYATLARI

Uchun to'g'ri ishlash analog sxemalar juda muhimdir to'g'ri tanlov passiv komponentlar. Passiv komponentlarning yuqori chastotali xususiyatlarini va ularni taxta eskizida dastlabki joylashtirish va joylashtirishni diqqat bilan ko'rib chiqish orqali dizayningizni boshlang.

Ko'p sonli dizaynerlar analog sxemalarda foydalanilganda passiv komponentlarning chastota cheklovlarini butunlay e'tiborsiz qoldiradilar. Ushbu komponentlar cheklangan chastota diapazoniga ega va ularni belgilangan chastota diapazonidan tashqarida ishlatish oldindan aytib bo'lmaydigan natijalarga olib kelishi mumkin. Ba'zilar bu munozara faqat yuqori tezlikdagi analog sxemalarga tegishli deb o'ylashlari mumkin. Biroq, bu haqiqatdan uzoqdir - yuqori chastotali signallar radiatsiya yoki o'tkazgichlar orqali to'g'ridan-to'g'ri aloqa orqali past chastotali davrlarning passiv tarkibiy qismlariga kuchli ta'sir ko'rsatadi. Misol uchun, op-ampdagi oddiy past chastotali filtr uning kirishida yuqori chastotaga ta'sir qilganda osongina yuqori o'tkazuvchan filtrga aylanishi mumkin.

Rezistorlar

Odatda uch turdagi rezistorlar qo'llaniladi: 1) simli, 2) uglerodli kompozit va 3) plyonka. Simli o'ralgan rezistorni qanday qilib indüktansga aylantirish mumkinligini tushunish uchun ko'p tasavvur talab etilmaydi, chunki u yuqori qarshilikka ega metalldan yasalgan sim bo'lagidir. Ko'pgina elektron qurilmalarni ishlab chiquvchilar plyonkali rezistorlarning ichki tuzilishi haqida hech qanday tasavvurga ega emaslar, ular ham metall plyonkadan yasalgan bo'lsa-da, rulondir. Shuning uchun plyonkali rezistorlar ham simli rezistorlarga qaraganda kamroq indüktansa ega. 2 kOhm dan ortiq bo'lmagan qarshilikka ega plyonkali rezistorlar yuqori chastotali davrlarda erkin ishlatilishi mumkin. Rezistor terminallari bir-biriga parallel, shuning uchun ular orasida sezilarli sig'imli birikma mavjud. Yuqori qiymatli rezistorlar uchun terminaldan terminalga sig'im yuqori chastotalarda umumiy empedansni kamaytiradi.

Kondensatorlar

Kondensatorlarning yuqori chastotali xarakteristikalari 6-rasmda ko'rsatilgan ekvivalent sxema bilan ifodalanishi mumkin.

Analog sxemalardagi kondansatkichlar ajratish va filtrlash komponentlari sifatida ishlatiladi.

10 mkF elektrolitik kondansatör 10 kHz chastotada 1,6 ohm va 100 MGts chastotada 160 mkohm qarshilikka ega. Shundaymi?

Elektrolitik kondansatkichlardan foydalanganda ehtiyot bo'lish kerak to'g'ri ulanish. Ijobiy terminal yanada ijobiy doimiy potentsialga ulanishi kerak. Noto'g'ri ulanish doimiy oqimning elektrolitik kondansatör orqali o'tishiga olib keladi, bu nafaqat kondansatörning o'ziga, balki kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin.

Kamdan kam hollarda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan ikkita nuqtasi orasidagi doimiy oqim potentsial farqi uning belgisini o'zgartirishi mumkin. Buning uchun ichki tuzilishi ketma-ket ulangan ikkita qutbli kondansatkichga teng bo'lgan qutbsiz elektrolitik kondansatkichlardan foydalanish kerak.

Induktivlik

Bosilgan elektron plata

Bosilgan elektron plataning o'zi yuqorida muhokama qilingan passiv komponentlarning xususiyatlariga ega, garchi unchalik aniq bo'lmasa.

Bosilgan elektron platadagi o'tkazgichlarning naqshlari shovqin manbai ham, qabul qiluvchisi ham bo'lishi mumkin. Yaxshi simlar analog sxemaning radiatsiya manbalariga sezgirligini pasaytiradi.

Bosilgan elektron plata radiatsiyaga sezgir, chunki komponentlarning o'tkazgichlari va simlari antennaning bir turini tashkil qiladi. Antenna nazariyasi o'rganish uchun juda murakkab mavzu bo'lib, ushbu maqolada ko'rib chiqilmaydi. Biroq, bu erda ba'zi asoslar keltirilgan.

Bir oz antenna nazariyasi

Yoniq DC yoki past chastotalar faol komponent ustunlik qiladi. Chastotaning ortishi bilan reaktiv komponentning ahamiyati ortib boradi. 1 kHz dan 10 kHz gacha bo'lgan diapazonda induktiv komponent kuchga kira boshlaydi va o'tkazgich endi past empedansli ulagich emas, balki induktor sifatida ishlaydi.

Odatda, bosilgan elektron platadagi izlar uzunligi santimetr uchun 6 nH dan 12 nH gacha qiymatlarga ega. Misol uchun, 10 sm o'tkazgichning qarshiligi 57 mOm va indüktans 8 nH sm ga teng.100 kHz chastotada reaktivlik 50 mOm bo'ladi va yuqori chastotalarda o'tkazgich qarshilik emas, balki indüktans bo'ladi. .

Qamchi antennaning qoidasi shundaki, u to'lqin uzunligining taxminan 1/20 qismida maydon bilan sezilarli darajada o'zaro ta'sir qila boshlaydi va maksimal o'zaro ta'sir to'lqin uzunligining 1/4 qismidagi novda uzunligida sodir bo'ladi. Shuning uchun, oldingi xatboshidagi misoldagi 10 sm o'tkazgich 150 MGts dan yuqori chastotalarda juda yaxshi antennaga aylana boshlaydi. Shuni esda tutish kerakki, generator bo'lsa-da soat chastotasi Raqamli zanjir 150 MGts dan yuqori chastotalarda ishlamasligi mumkin; uning signali har doim yuqori harmonikalarni o'z ichiga oladi. Agar bosilgan elektron platada katta uzunlikdagi pin pinlari bo'lgan komponentlar mavjud bo'lsa, unda bunday pinlar antenna sifatida ham xizmat qilishi mumkin.

Antennaning boshqa asosiy turi - pastadirli antenna. To'g'ri o'tkazgichning induktivligi u egilib, yoyning bir qismiga aylanganda juda ortadi. Induktivlikni oshirish antennaning maydon chiziqlari bilan o'zaro ta'sir qila boshlagan chastotasini pasaytiradi.

Loop antenna nazariyasini oqilona tushunadigan tajribali PCB dizaynerlari tanqidiy signallar uchun halqalarni loyihalashtirmaslikni bilishadi. Biroq, ba'zi dizaynerlar bu haqda o'ylamaydilar va ularning davrlarida qaytib va ​​signal oqimi o'tkazgichlari pastadir.

Signalni aks ettirish va moslashtirish nazariyasi antennalar nazariyasiga yaqin.

PCB o'tkazgichi 90 ° burchak ostida aylantirilganda, signal aks etishi mumkin. Bu, asosan, joriy yo'lning kengligidagi o'zgarishlarga bog'liq. Burchakning cho'qqisida iz kengligi 1,414 marta oshadi, bu esa uzatish liniyasining xarakteristikalari, ayniqsa, taqsimlangan sig'im va izning o'z induktivligining mos kelmasligiga olib keladi. Ko'pincha bosilgan elektron platadagi izni 90 ° ga aylantirish kerak bo'ladi. Ko'pgina zamonaviy SAPR paketlari chizilgan marshrutlarning burchaklarini tekislash yoki yoy shaklida marshrutlarni chizish imkonini beradi. 9-rasmda burchak shaklini yaxshilash uchun ikki bosqich ko'rsatilgan. Faqat oxirgi misol doimiy yo'l kengligini saqlaydi va aks ettirishni kamaytiradi.

Tajribali PCB dizaynerlari uchun maslahat: ko'z yoshi shaklidagi pinlarni yaratish va poligonlarni to'ldirishdan oldin tekislash jarayonini ishning oxirgi bosqichiga qoldiring. Aks holda, SAPR paketini yanada murakkab hisob-kitoblar tufayli tekislash uchun ko'proq vaqt kerak bo'ladi.

Turli qatlamlardagi tenglikni o'tkazgichlari o'rtasida ular kesishganda sig'imli ulanish sodir bo'ladi. Ba'zan bu muammoni keltirib chiqarishi mumkin. Qo'shni qatlamlarda bir-birining ustiga qo'yilgan o'tkazgichlar uzun plyonkali kondansatör hosil qiladi.

Masalan, bosilgan elektron plata quyidagi parametrlarga ega bo'lishi mumkin:
- 4 qatlam; signal va zamin ko'pburchak qatlamlari qo'shni,
- qatlamlar oralig'i - 0,2 mm,
- o'tkazgich kengligi - 0,75 mm,
- o'tkazgich uzunligi - 7,5 mm.

FR-4 uchun odatiy ER dielektrik o'tkazuvchanligi 4,5 ga teng.

Ushbu ikkita avtobus orasidagi sig'im qiymati 1,1 pF ni tashkil qiladi. Ba'zi ilovalar uchun bunday kichik hajmni ham qabul qilib bo'lmaydi.

Chiqish signalining amplitudasi op-amp chastota diapazonining yuqori chegarasiga yaqin chastotalarda ikki barobar ortadi. Bu, o'z navbatida, tebranishlarga olib kelishi mumkin, ayniqsa antennaning ish chastotalarida (180 MGts dan yuqori).

Bu ta'sir ko'plab muammolarni keltirib chiqaradi, ammo ularni hal qilishning ko'plab usullari mavjud. Ulardan eng aniq o'tkazgichlarning uzunligini qisqartirishdir. Yana bir usul - ularning kengligini kamaytirish. Signalni inverting kirishiga ulash uchun bu kenglikdagi o'tkazgichni ishlatish uchun hech qanday sabab yo'q, chunki Ushbu o'tkazgich orqali juda kam oqim o'tadi. Iz uzunligini 2,5 mm gacha va kengligi 0,2 mm ga qisqartirish sig'imning 0,1 pF ga pasayishiga olib keladi va bunday sig'im endi chastota reaktsiyasining bunday sezilarli o'sishiga olib kelmaydi. Yana bir yechim - teskari kirish ostidagi ko'pburchakning bir qismini va unga o'tadigan o'tkazgichni olib tashlash.

PCB o'tkazgichlarining kengligi cheksiz ravishda qisqartirilishi mumkin emas. Chegara kengligi sifatida aniqlanadi texnologik jarayon, va folga qalinligi. Agar ikkita o'tkazgich bir-biriga yaqin o'tsa, ular orasida sig'imli va induktiv birikma hosil bo'ladi.

Signal o'tkazgichlari bir-biriga parallel ravishda o'tkazilmasligi kerak, differensial yoki mikrochiziqli chiziqlar bundan mustasno. Supero'tkazuvchilar orasidagi bo'shliq o'tkazgichlarning kengligidan kamida uch barobar bo'lishi kerak.

Analog zanjirlardagi izlar orasidagi sig'im katta qarshilik qiymatlari (bir necha megohm) bilan bog'liq muammolarni keltirib chiqarishi mumkin. Op-ampning teskari va teskari bo'lmagan kirishlari orasidagi nisbatan katta sig'imli birikma kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin.

Masalan, d=0,4 mm va h=1,5 mm (juda umumiy qiymatlar) bilan teshikning induktivligi 1,1 nH ga teng.

Esda tutingki, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan katta qarshiliklar mavjud bo'lsa, unda taxtani tozalashga alohida e'tibor berilishi kerak. Bosilgan elektron platani ishlab chiqarishning yakuniy operatsiyalari paytida qolgan oqim va ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash kerak. IN Yaqinda Bosilgan elektron platalarni o'rnatishda ko'pincha suvda eriydigan oqimlar qo'llaniladi. Kamroq zararli bo'lib, ular suv bilan osongina chiqariladi. Ammo shu bilan birga, taxtani etarli darajada toza bo'lmagan suv bilan yuvish dielektrik xususiyatlarini yomonlashtiradigan qo'shimcha ifloslanishga olib kelishi mumkin. Shuning uchun yuqori empedansli elektron platani toza distillangan suv bilan tozalash juda muhimdir.

SIGNAL IZOLASIYASI

Yuqorida aytib o'tilganidek, shovqin elektr ta'minoti davrlari orqali kontaktlarning zanglashiga olib kirishi mumkin. Bunday shovqinlarni kamaytirish uchun quvvat avtobuslarining mahalliy empedansini kamaytirish uchun ajratuvchi (blokirovka) kondensatorlari qo'llaniladi.

Agar siz analog va raqamli qismlarga ega bo'lgan bosilgan elektron platani yotqizishingiz kerak bo'lsa, unda siz kamida kichik tushunchaga ega bo'lishingiz kerak. elektr xususiyatlari mantiqiy elementlar.

Mantiqiy elementning odatiy chiqish bosqichi bir-biriga ketma-ket ulangan ikkita tranzistorni, shuningdek, quvvat va tuproq davrlarini o'z ichiga oladi.

Ushbu tranzistorlar ideal tarzda antifazada ishlaydi, ya'ni. ulardan biri ochiq bo'lsa, ikkinchisi yopiladi va chiqishda mantiqiy yoki mantiqiy nol signalini hosil qiladi. Barqaror holatdagi mantiqiy holatda mantiqiy elementning quvvat sarfi kichikdir.

Chiqish bosqichi bir mantiqiy holatdan ikkinchisiga o'tganda vaziyat keskin o'zgaradi. Bunday holda, qisqa vaqt ichida ikkala tranzistor ham bir vaqtning o'zida ochiq bo'lishi mumkin va chiqish bosqichining ta'minot oqimi sezilarli darajada oshadi, chunki ikkita ketma-ket ulangan tranzistorlar orqali quvvat avtobusidan yer avtobusiga oqim yo'lining qarshiligi. kamayadi. Quvvat iste'moli keskin ortadi va keyin ham kamayadi, bu esa ta'minot kuchlanishining mahalliy o'zgarishiga va oqimning keskin, qisqa muddatli o'zgarishiga olib keladi. Ushbu oqimdagi o'zgarishlar radiochastota energiyasini chiqarishga olib keladi. Hatto nisbatan oddiy bosilgan elektron platada ham mantiqiy elementlarning o'nlab yoki yuzlab ko'rib chiqilgan chiqish bosqichlari bo'lishi mumkin, shuning uchun ularning bir vaqtning o'zida ishlashining umumiy ta'siri juda katta bo'lishi mumkin.

Ushbu oqim kuchlanishining chastota diapazonini aniq taxmin qilish mumkin emas, chunki ularning paydo bo'lish chastotasi ko'plab omillarga, shu jumladan mantiqiy elementning kommutatsiya tranzistorlarining tarqalish kechikishiga bog'liq. Kechikish, o'z navbatida, ishlab chiqarish jarayonida yuzaga keladigan ko'plab tasodifiy sabablarga ham bog'liq. Kommutatsiya shovqini butun diapazonda harmonik komponentlarning keng polosali taqsimlanishiga ega. Raqamli shovqinni bostirishning bir necha usullari mavjud bo'lib, ularning qo'llanilishi shovqinning spektral taqsimlanishiga bog'liq.

2-jadvalda umumiy kondansatör turlari uchun maksimal ish chastotalari ko'rsatilgan.

jadval 2

Jadvaldan ko'rinib turibdiki, tantal elektrolitik kondansatörler 1 MGts dan past chastotalar uchun ishlatiladi, yuqori chastotalarda esa keramik kondansatkichlardan foydalanish kerak. Shuni esda tutish kerakki, kondansatkichlar o'zlarining rezonansiga ega va ularning noto'g'ri tanlovi nafaqat yordam berishi, balki muammoni yanada kuchaytirishi mumkin. 15-rasmda ikkita umumiy kondansatörning tipik o'z-o'zidan rezonanslari ko'rsatilgan - 10 mkF tantal elektrolitik va 0,01 mF keramika.

Haqiqiy spetsifikatsiyalar turli ishlab chiqaruvchilar va hatto bitta ishlab chiqaruvchida partiyadan partiyaga farq qilishi mumkin. Buning uchun tushunish muhimdir samarali ish kondansatör, u bostiradigan chastotalar o'z rezonansining chastotasidan pastroq diapazonda bo'lishi kerak. Aks holda, reaktivning tabiati induktiv bo'ladi va kondansatör endi samarali ishlamaydi.

Bitta 0,1 mkF kondansatör barcha chastotalarni bostiradi, deb xato qilmang. Kichik kondansatörler (10 nF yoki undan kam) yuqori chastotalarda samaraliroq ishlashi mumkin.

IC quvvatini ajratish

Yuqori chastotali shovqinni bostirish uchun integral mikrosxemalarning quvvat manbaini ajratish quvvat va tuproq pinlari orasiga ulangan bir yoki bir nechta kondansatörlardan foydalanishdan iborat. Qo'rg'oshinlarni kondansatkichlarga ulaydigan o'tkazgichlar qisqa bo'lishi muhimdir. Agar bunday bo'lmasa, u holda o'tkazgichlarning o'z-o'zidan induktivligi muhim rol o'ynaydi va ajratuvchi kondansatkichlardan foydalanishning afzalliklarini inkor etadi.

Har bir chip paketiga, qancha bo'lishidan qat'i nazar, ajratuvchi kondansatkich ulanishi kerak operatsion kuchaytirgichlar korpus ichida joylashgan - 1, 2 yoki 4. Agar op-amp quvvatlansa bipolyar quvvat manbai, keyin ajratuvchi kondansatörler har bir quvvat pinida joylashgan bo'lishi kerakligi o'z-o'zidan ma'lum. Kapasitans qiymati kontaktlarning zanglashiga olib keladigan shovqin va shovqin turiga qarab ehtiyotkorlik bilan tanlanishi kerak.

Ayniqsa qiyin holatlarda, quvvat chiqishi bilan ketma-ket ulangan indüktans qo'shish kerak bo'lishi mumkin. Endüktans kondansatkichlardan keyin emas, oldin joylashgan bo'lishi kerak.

Boshqa, arzonroq usul - indüktansni past qarshilikka ega qarshilik bilan almashtirish (10 ... 100 Ohm). Bunday holda, ajratuvchi kondansatkich bilan birgalikda qarshilik past chastotali filtrni hosil qiladi. Ushbu usul op-ampning quvvat manbai diapazonini qisqartiradi, bu ham quvvat sarfiga ko'proq bog'liq bo'ladi.

Odatda, quvvat davrlarida past chastotali shovqinni bostirish uchun quvvat kiritish ulagichida bir yoki bir nechta alyuminiy yoki tantal elektrolitik kondansatkichlardan foydalanish kifoya. Qo'shimcha keramik kondansatör boshqa platalardan yuqori chastotali shovqinlarni bostiradi.

KIRISH VA CHISH SIGNALLARINI IZOLASYON

Ko'pgina shovqin muammolari kirish va chiqish pinlarini to'g'ridan-to'g'ri ulash natijasida yuzaga keladi. Passiv komponentlarning yuqori chastotali cheklovlari natijasida, yuqori chastotali shovqin ta'sirida kontaktlarning zanglashiga olib kelishi juda kutilmagan bo'lishi mumkin.

Induksiyalangan shovqinning chastota diapazoni kontaktlarning zanglashiga olib keladigan chastota diapazonidan sezilarli darajada farq qiladigan vaziyatda yechim oddiy va ravshan - yuqori chastotali shovqinlarni bostirish uchun passiv RC filtrini o'rnatish. Biroq, passiv filtrdan foydalanganda ehtiyot bo'lishingiz kerak: uning xarakteristikalari (passiv komponentlarning ideal bo'lmagan chastotali xarakteristikalari tufayli) kesish chastotasidan (f3db) 100...1000 marta yuqori chastotalarda o'z xususiyatlarini yo'qotadi. Turli chastota diapazonlariga sozlangan ketma-ket ulangan filtrlardan foydalanilganda, yuqori chastotali filtr shovqin manbasiga eng yaqin bo'lishi kerak. Ferrit halqali induktorlar shovqinni bostirish uchun ham ishlatilishi mumkin; ular qarshilikning induktiv xususiyatini ma'lum bir chastotaga qadar saqlab qoladilar va yuqorida ularning qarshiligi faollashadi.

Analog kontaktlarning zanglashiga olib keladigan shovqin shunchalik katta bo'lishi mumkinki, undan qutulishning iloji yo'q (yoki shunga ko'ra kamida, kamaytirish) ulardan faqat ekranlardan foydalanish orqali mumkin. Samarali ishlash uchun ular eng ko'p muammolarni keltirib chiqaradigan chastotalar kontaktlarning zanglashiga olib kirmasligi uchun ehtiyotkorlik bilan ishlab chiqilishi kerak. Bu shuni anglatadiki, ekranda ekranlangan nurlanish to'lqin uzunligining 1/20 qismidan kattaroq teshiklar yoki kesiklar bo'lmasligi kerak. PCB dizaynining boshidanoq tavsiya etilgan qalqon uchun etarli joy ajratish yaxshi fikr. Qalqonni ishlatganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan barcha ulanishlar uchun ixtiyoriy ravishda ferrit halqalarni (yoki boncuklar) ishlatishingiz mumkin.

ISHLAB CHIQISH KUCHAYTIRISH KOLLARI

Bir, ikki yoki to'rtta operatsion kuchaytirgich odatda bitta paketga joylashtiriladi.

Bitta op amp ko'pincha qo'shimcha kirishlarga ega, masalan, ofset kuchlanishini sozlash uchun. Ikki va to'rtta op kuchaytirgichlar faqat inverting va inverting bo'lmagan kirish va chiqishga ega. Shuning uchun, agar qo'shimcha sozlashlarga ega bo'lish zarur bo'lsa, bitta operatsion kuchaytirgichlardan foydalanish kerak. Qo'shimcha chiqishlardan foydalanganda, ularning tuzilishiga ko'ra ular yordamchi kirishlar ekanligini yodda tutishingiz kerak, shuning uchun ularni ehtiyotkorlik bilan va ishlab chiqaruvchining tavsiyalariga muvofiq nazorat qilish kerak.

Bitta op ampda chiqish kirishlarning qarama-qarshi tomonida joylashgan. Bu uzoq o'tkazgichlar tufayli kuchaytirgichning yuqori chastotalarda ishlashini qiyinlashtirishi mumkin fikr-mulohaza. Buni bartaraf etishning bir usuli - kuchaytirgich va qayta aloqa komponentlarini tenglikni turli tomonlariga joylashtirish. Biroq, bu erdagi poligonda kamida ikkita qo'shimcha teshik va kesiklarga olib keladi. Ba'zan bu muammoni hal qilish uchun, hatto ikkinchi kuchaytirgich ishlatilmasa ham (va uning pinlari to'g'ri ulangan bo'lishi kerak) er-xotin op-ampdan foydalanishga arziydi.

Ikkilamchi op kuchaytirgichlar, ayniqsa, stereo kuchaytirgichlarda keng tarqalgan bo'lib, to'rt bosqichli kuchaytirgichlar esa ko'p bosqichli filtr sxemalarida qo'llaniladi. Biroq, buning sezilarli kamchiligi bor. Zamonaviy texnologiya bir xil silikon chipdagi kuchaytirgich signallari o'rtasida munosib izolyatsiyani ta'minlasa ham, ular o'rtasida hali ham o'zaro bog'liqlik mavjud. Agar bunday shovqinning juda oz miqdori bo'lishi kerak bo'lsa, unda bitta operatsion kuchaytirgichlardan foydalanish kerak. Crosstalk faqat ikki yoki to'rtta kuchaytirgichlardan foydalanganda paydo bo'lmaydi. Ularning manbai turli kanallarning passiv tarkibiy qismlarining juda yaqinligi bo'lishi mumkin.

Ikki va to'rtta op-amps, yuqoridagilarga qo'shimcha ravishda, yanada zichroq o'rnatish imkonini beradi. Alohida kuchaytirgichlar bir-biriga nisbatan oyna tasviri kabi ko'rinadi.
Yarim kuchlanishli drayverning o'tkazgichlari to'g'ridan-to'g'ri integral sxema korpusi ostida joylashganligiga e'tibor berish kerak, bu ularning uzunligini qisqartirish imkonini beradi. Ushbu misol nima bo'lishi kerakligini emas, balki nima qilish kerakligini ko'rsatadi. O'rtacha darajadagi kuchlanish, masalan, barcha to'rt kuchaytirgich uchun bir xil bo'lishi mumkin. Passiv komponentlarning o'lchamlari mos ravishda bo'lishi mumkin. Masalan, ramka o'lchami 0402 planar komponentlar standart SO paketining pin oralig'iga mos keladi. Bu yuqori chastotali ilovalar uchun o'tkazgich uzunligini juda qisqa saqlashga imkon beradi.

Op kuchaytirgichlarni DIP to'plamlariga va qo'rg'oshin simlari bo'lgan passiv komponentlarga joylashtirishda ularni o'rnatish uchun bosilgan elektron platada vites bo'lishi kerak. Bunday komponentlar hozirda bosilgan elektron plataning o'lchamlari uchun maxsus talablar mavjud bo'lmaganda qo'llaniladi; Ular odatda arzonroq, ammo ishlab chiqarish jarayonida komponentlar uchun qo'shimcha teshiklarni burg'ulash tufayli bosilgan elektron plataning narxi oshadi.

Bunga qo'shimcha ravishda, tashqi komponentlardan foydalanilganda, taxtaning o'lchamlari va o'tkazgichlarning uzunligi ortadi, bu kontaktlarning zanglashiga olib kelishiga imkon bermaydi yuqori chastotalarda . Vialar o'zlarining indüktanslariga ega, bu ham kontaktlarning zanglashiga olib keladigan dinamik xususiyatlarini cheklaydi. Shuning uchun yuqori chastotali kontaktlarning zanglashiga olib yoki yuqori tezlikdagi mantiqiy davrlarga yaqin joylashgan analog sxemalar uchun yuqoridagi komponentlar tavsiya etilmaydi.

Ba'zi dizaynerlar o'tkazgichlarning uzunligini qisqartirishga harakat qilib, rezistorlarni vertikal ravishda joylashtiradilar. Bir qarashda bu marshrut uzunligini qisqartirayotgandek tuyulishi mumkin. Biroq, bu qarshilik orqali oqim yo'lini oshiradi va rezistorning o'zi pastadirni (indüktansning burilishi) ifodalaydi. Emissiya va qabul qilish qobiliyati ko'p marta ortadi.

Yuzaki o'rnatish har bir komponent uchun teshikni talab qilmaydi. Shu bilan birga, kontaktlarning zanglashiga olib sinovdan o'tkazishda muammolar paydo bo'ladi va sinov nuqtalari sifatida, ayniqsa, kichik komponentlardan foydalanganda, vialardan foydalanish kerak.

FOYDALANMAGAN OP-AMP BO'LIMLARI

Zanjirda ikkita va to'rtta op-amplardan foydalanilganda, ba'zi bo'limlar foydalanilmay qolishi mumkin va bu holda to'g'ri ulanishi kerak. Noto'g'ri ulanishlar quvvat sarfini ko'paytirishga, ko'proq issiqlikka va bir xil paketda ishlatiladigan op kuchaytirgichlardan ko'proq shovqinga olib kelishi mumkin. Foydalanilmayotgan op-amplarning pinlari shunday ulanishi mumkin: kuchaytirgichning chiqishi inverting kirishiga ulangan.

XULOSA

Analog sxemalarni loyihalash va ulashda quyidagi asosiy fikrlarni yodda tuting va ularni doimo yodda saqlang.

• PCBni komponent sifatida tasavvur qiling elektr diagrammasi;
• shovqin va shovqin manbalarini bilish va tushunish;
• model va sxema sxemalari.

Bosilgan elektron plata:

• bosilgan elektron platalardan faqat yuqori sifatli materialdan foydalaning (masalan, FR-4);
• ko'p qatlamli bosilgan elektron platalarda ishlab chiqarilgan sxemalar ikki qavatli platalarda ishlab chiqarilgan sxemalarga qaraganda tashqi shovqinlarga 20 dB kamroq sezgir;
• turli erlar va ozuqalar uchun ajratilgan, bir-birining ustiga chiqmaydigan ko'pburchaklardan foydalanish;
• Er va quvvat poligonlarini PCBning ichki qatlamlariga joylashtiring.

Komponentlar:

• Passiv komponentlar va taxta izlari tomonidan kiritilgan chastota cheklovlaridan xabardor bo'ling;
• passiv komponentlarni yuqori tezlikda ishlaydigan sxemalarda vertikal joylashtirishdan qochishga harakat qiling;
• Yuqori chastotali sxemalar uchun sirtni o'rnatish uchun mo'ljallangan komponentlardan foydalaning;
• o'tkazgichlar qisqaroq bo'lishi kerak, yaxshiroq;
• agar kattaroq o'tkazgich uzunligi kerak bo'lsa, uning kengligini kamaytiring;
• Faol komponentlarning foydalanilmagan pinlari to'g'ri ulangan bo'lishi kerak.

Elektr simlari:

• analog sxemani quvvat ulagichi yaqiniga joylashtiring;
• mantiqiy signallarni uzatuvchi o'tkazgichlarni hech qachon taxtaning analog maydoni orqali yo'naltirmang va aksincha;
• o'tkazgichlarni op-ampning teskari kiritilishi uchun qisqa vaqt ichida moslashtiring;
• op-ampning teskari va teskari bo'lmagan kirishlarining o'tkazgichlari uzoq masofada bir-biriga parallel joylashmasligiga ishonch hosil qiling;
• Qo'shimcha yo'llardan foydalanmaslikka harakat qiling, chunki... o'z induktivligi qo'shimcha muammolarni keltirib chiqarishi mumkin;
• Supero'tkazuvchilarni to'g'ri burchak ostida yo'naltirmang va iloji bo'lsa, burchaklarning yuqori qismini tekislang.

Almashinuv:

• elektr ta'minoti davrlarida shovqinni bostirish uchun to'g'ri turdagi kondansatkichlardan foydalaning;
• past chastotali shovqin va shovqinni bostirish uchun quvvat kiritish ulagichida tantal kondansatkichlaridan foydalaning;
• Yuqori chastotali shovqin va shovqinni bostirish uchun quvvat kiritish ulagichidagi keramik kondansatkichlardan foydalaning;
• mikrosxemaning har bir quvvat pinida keramik kondansatkichlardan foydalaning; agar kerak bo'lsa, turli xil kondensatorlardan foydalaning chastota diapazonlari;
• agar kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qo'zg'alish bo'lsa, unda kattaroq emas, balki pastroq sig'im qiymatiga ega bo'lgan kondansatkichlardan foydalanish kerak;
• qiyin holatlarda quvvat davrlarida past qarshilik yoki indüktansning ketma-ket ulangan rezistorlaridan foydalaning;
• Analog quvvatni ajratish kondensatorlari raqamli erga emas, balki faqat analog erga ulangan bo'lishi kerak.

Ko'rishlar: 17115

Ikki tomonlama PCBlar, ularning barcha afzalliklariga qaramay, eng yaxshisi emas, ayniqsa past signalli yoki yuqori tezlikli davrlar uchun. Umuman olganda, bosilgan elektron plataning qalinligi, ya'ni. metallizatsiya qatlamlari orasidagi masofa 1,5 mm ni tashkil qiladi, bu yuqorida keltirilgan ikki qatlamli bosilgan elektron plataning ba'zi afzalliklarini to'liq amalga oshirish uchun juda ko'p. Taqsimlangan quvvat, masalan, bunday katta interval tufayli juda kichik.

Ko'p qatlamli PCBlar

Kritik elektron dizayni uchun ko'p qatlamli bosilgan elektron platalar (MPB) talab qilinadi. Ulardan foydalanishning ba'zi sabablari aniq:

• Quvvatli avtobuslarni taqsimlash oddiy simli avtobus kabi qulaydir; agar alohida qatlamdagi ko'pburchaklar quvvat avtobuslari sifatida ishlatilsa, u holda har bir kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elementiga vias yordamida quvvat berish juda oddiy.
• signal qatlamlari quvvat avtobuslaridan ozod qilinadi, bu signal simlarini osonlashtiradi
• er va quvvat poligonlari o'rtasida taqsimlangan sig'im paydo bo'ladi, bu esa yuqori chastotali shovqinni kamaytiradi

Ko'p qatlamli bosilgan elektron platalardan foydalanishning ushbu sabablariga qo'shimcha ravishda, kamroq aniq bo'lganlar ham mavjud:

• yaxshiroq elektromagnit bostirish ( EMI) va radio chastotasi ( RFI) aks ettirish effekti tufayli shovqin ( tasvir tekisligi effekti), Markoni davrida ma'lum. Supero'tkazuvchilar tekis o'tkazgich yuzasiga yaqin joylashganda, yuqori chastotali qaytib oqimlarning aksariyati to'g'ridan-to'g'ri o'tkazgich ostidagi tekislik bo'ylab oqadi. Ushbu oqimlarning yo'nalishi o'tkazgichdagi oqimlarning yo'nalishiga qarama-qarshi bo'ladi. Shunday qilib, o'tkazgichning tekislikdagi aksi signal uzatish liniyasini hosil qiladi. Supero'tkazuvchilar va tekislikdagi oqimlar kattaligi bo'yicha teng va yo'nalishi bo'yicha qarama-qarshi bo'lganligi sababli, radiatsiyaviy shovqinlarning bir oz qisqarishi hosil bo'ladi. Ko'zgu effekti faqat buzilmagan qattiq ko'pburchaklar bilan samarali ishlaydi (bular tuproqli ko'pburchaklar va quvvatli ko'pburchaklar bo'lishi mumkin). Har qanday yaxlitlikning yo'qolishi shovqinni bostirishning pasayishiga olib keladi.
• kichik ishlab chiqarish uchun umumiy xarajatlarni kamaytirish. Ko'p qatlamli tenglikni ishlab chiqarish qimmatroq bo'lsa-da, ularning potentsial radiatsiyasi bir va ikki qatlamli PCBlarga qaraganda past. Shuning uchun, ba'zi hollarda, faqat ko'p qatlamli taxtalardan foydalanish qo'shimcha sinov va sinovlarsiz, dizayn vaqtida belgilangan emissiya talablariga javob berishga imkon beradi. MPP dan foydalanish radiatsiyaviy shovqin darajasini ikki qavatli taxtalarga nisbatan 20 dB ga kamaytirishi mumkin.

Qatlam tartibi

Tajribasiz dizaynerlar ko'pincha PCB qatlamlarining optimal tartibi haqida ba'zi chalkashliklarga ega. Masalan, ikkita signal qatlami va ikkita ko'pburchak qatlamini o'z ichiga olgan 4 qavatli kamerani olaylik - zamin qatlami va quvvat qatlami. Eng yaxshi qatlam tartibi qanday? Ekran sifatida xizmat qiladigan ko'pburchaklar orasidagi signal qatlamlari? Yoki signal qatlamlarining shovqinini kamaytirish uchun ko'pburchak qatlamlarini ichki qilishimiz kerakmi?

Ushbu muammoni hal qilishda shuni yodda tutish kerakki, ko'pincha qatlamlarning joylashuvi unchalik ahamiyatga ega emas, chunki komponentlar baribir tashqi qatlamlarda joylashgan va ularning pinlariga signal etkazib beruvchi avtobuslar ba'zan barcha qatlamlardan o'tadi. Shuning uchun, har qanday ekran effektlari shunchaki murosadir. Bunday holda, kuch va zamin poligonlari o'rtasida katta taqsimlangan quvvatni yaratish, ularni ichki qatlamlarga joylashtirish haqida g'amxo'rlik qilish yaxshiroqdir.

Signal qatlamlarini tashqarida joylashtirishning yana bir afzalligi - sinov uchun signallarning mavjudligi, shuningdek ulanishlarni o'zgartirish imkoniyati. Ichki qatlamlarda joylashgan o'tkazgichlarning ulanishlarini o'zgartirgan har bir kishi bu imkoniyatni qadrlaydi.

To'rtdan ortiq qatlamli PCBlar uchun umumiy qoida tuproq va quvvat poligonlari o'rtasida yuqori tezlikdagi signal o'tkazgichlarini joylashtirish va past chastotali signal o'tkazgichlarini tashqi qatlamlarga yo'naltirishdir.

Topraklama

Yaxshi topraklama boy, ko'p darajali tizim uchun umumiy talabdir. Va dizaynni ishlab chiqishning birinchi bosqichidan rejalashtirilgan bo'lishi kerak.

Asosiy qoida: erni taqsimlash.

Tuproqni analog va raqamli qismlarga bo'lish shovqinni kamaytirishning eng oddiy va samarali usullaridan biridir. Ko'p qatlamli bosilgan elektron plataning bir yoki bir nechta qatlami odatda tuproqli poligonlar qatlamiga bag'ishlangan. Agar ishlab chiquvchi juda tajribali yoki e'tiborsiz bo'lmasa, u holda analog qismning zamini to'g'ridan-to'g'ri ushbu ko'pburchaklarga ulanadi, ya'ni. analog oqim qaytishi raqamli qaytish oqimi bilan bir xil sxemadan foydalanadi. Avtomatik distribyutorlar deyarli bir xil ishlaydi va barcha erlarni birlashtiradi.

Agar ilgari ishlab chiqilgan bosilgan elektron plata analog va raqamli asoslarni birlashtirgan yagona tuproqli poligonga ega bo'lsa, unda birinchi navbatda taxtadagi asoslarni jismonan ajratish kerak (ushbu operatsiyadan keyin plataning ishlashi deyarli imkonsiz bo'ladi). Shundan so'ng, barcha ulanishlar analog kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismlariga (analog tuproq hosil bo'ladi) va raqamli kontaktlarning zanglashiga olib boradigan raqamli tuproqqa (raqamli tuproq hosil bo'ladi) amalga oshiriladi. Va shundan keyingina raqamli va analog tuproq manbada birlashtiriladi.

Erni shakllantirishning boshqa qoidalari:

Deyarli barcha soat signallari etarlicha yuqori chastotali signallar bo'lib, hatto izlar va ko'pburchaklar orasidagi kichik sig'imlar ham muhim ulanishlarni yaratishi mumkin. Shuni esda tutish kerakki, muammoga nafaqat asosiy soat chastotasi, balki uning yuqori harmoniklari ham sabab bo'lishi mumkin.

4-rasmda ko'rsatilgan mumkin bo'lgan variant barcha komponentlarni taxtaga joylashtirish, shu jumladan elektr ta'minoti. Bu uchta alohida va izolyatsiyalangan tuproq/quvvat tekisliklaridan foydalanadi: biri manba uchun, biri raqamli kontaktlarning zanglashiga olib, ikkinchisi esa analog sxema uchun. Analog va raqamli qismlarning tuproq va quvvat davrlari faqat quvvat manbaida birlashtirilgan. Yuqori chastotali shovqin elektr zanjirlarida choklar orqali filtrlanadi. Ushbu misolda analog va raqamli qismlarning yuqori chastotali signallari bir-biridan ajratilgan. Ushbu dizayn ijobiy natijaga erishish ehtimoli juda yuqori, chunki u komponentlarning yaxshi joylashishini va kontaktlarning zanglashiga olib borish qoidalariga rioya qilishni ta'minlaydi.

Analog tuproqli maydonda analog va raqamli signallarni birlashtirish zarur bo'lgan yagona holat mavjud. Analog-raqamli va raqamli-analogli konvertorlar analog va raqamli tuproqli pinli korpuslarda joylashgan. Oldingi muhokamani hisobga olgan holda, raqamli va analog tuproqli pin mos ravishda raqamli va analog tuproqli avtobuslarga ulanishi kerak deb taxmin qilish mumkin. Biroq, bu holatda bu to'g'ri emas.

Pimlarning nomlari (analog yoki raqamli) faqat konvertorning ichki tuzilishiga, uning ichki ulanishlariga ishora qiladi. O'chirishda bu pinlar analog tuproqli avtobusga ulanishi kerak. Ulanish integral sxema ichida ham amalga oshirilishi mumkin, ammo bunday ulanishning past qarshiligiga erishish topologik cheklovlar tufayli juda qiyin. Shuning uchun, konvertorlardan foydalanilganda, analog va raqamli tuproq pinlari tashqaridan ulangan deb taxmin qilinadi. Agar bu bajarilmasa, mikrosxemaning parametrlari spetsifikatsiyada ko'rsatilganidan sezilarli darajada yomonroq bo'ladi.

Shuni hisobga olish kerakki, konvertorning raqamli elementlari raqamli shovqinni analog tuproqqa va analog quvvat davrlariga kiritish orqali kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sifat xususiyatlarini yomonlashtirishi mumkin. Konverterlarni loyihalashda bu salbiy ta'sir hisobga olinadi, shunda raqamli qism imkon qadar kam quvvat sarflaydi. Shu bilan birga, mantiqiy elementlarni almashtirish shovqinlari kamayadi. Agar konvertorning raqamli pinlari og'ir yuklanmagan bo'lsa, u holda ichki kommutatsiya odatda hech qanday maxsus muammolarni keltirib chiqarmaydi. ADC yoki DAC o'z ichiga olgan PCBni loyihalashda konvertorning raqamli quvvat manbaini analog tuproqqa ajratish masalasini diqqat bilan ko'rib chiqish kerak.

Passiv komponentlarning chastotali xarakteristikalari

Analog sxemalarning to'g'ri ishlashi uchun passiv komponentlarni to'g'ri tanlash juda muhimdir. Passiv komponentlarning yuqori chastotali xususiyatlarini va ularni taxta eskizida dastlabki joylashtirish va joylashtirishni diqqat bilan ko'rib chiqish orqali dizayningizni boshlang.

Ko'p sonli dizaynerlar analog sxemalarda foydalanilganda passiv komponentlarning chastota cheklovlarini butunlay e'tiborsiz qoldiradilar. Ushbu komponentlar cheklangan chastota diapazoniga ega va ularni belgilangan chastota diapazonidan tashqarida ishlatish oldindan aytib bo'lmaydigan natijalarga olib kelishi mumkin. Ba'zilar bu munozara faqat yuqori tezlikdagi analog sxemalarga tegishli deb o'ylashlari mumkin. Biroq, bu haqiqatdan uzoqdir - yuqori chastotali signallar radiatsiya yoki o'tkazgichlar orqali to'g'ridan-to'g'ri aloqa orqali past chastotali davrlarning passiv tarkibiy qismlariga kuchli ta'sir ko'rsatadi. Misol uchun, op-ampdagi oddiy past chastotali filtr uning kirishida yuqori chastotaga ta'sir qilganda osongina yuqori o'tkazuvchan filtrga aylanishi mumkin.

Rezistorlar

Rezistorlarning yuqori chastotali xarakteristikalari 5-rasmda ko'rsatilgan ekvivalent sxema bilan ifodalanishi mumkin.

Odatda uch turdagi rezistorlar qo'llaniladi: 1) simli, 2) uglerodli kompozit va 3) plyonka. Simli o'ralgan rezistorni qanday qilib indüktansga aylantirish mumkinligini tushunish uchun ko'p tasavvur talab etilmaydi, chunki u yuqori qarshilikka ega metalldan yasalgan sim bo'lagidir. Ko'pgina elektron qurilmalarni ishlab chiquvchilar plyonkali rezistorlarning ichki tuzilishi haqida hech qanday tasavvurga ega emaslar, ular ham metall plyonkadan yasalgan bo'lsa-da, rulondir. Shuning uchun plyonkali rezistorlar ham simli rezistorlarga qaraganda kamroq indüktansa ega. 2 kOhm dan ortiq bo'lmagan qarshilikka ega plyonkali rezistorlar yuqori chastotali davrlarda erkin ishlatilishi mumkin. Rezistor terminallari bir-biriga parallel, shuning uchun ular orasida sezilarli sig'imli birikma mavjud. Yuqori qiymatli rezistorlar uchun terminaldan terminalga sig'im yuqori chastotalarda umumiy empedansni kamaytiradi.

Kondensatorlar

Kondensatorlarning yuqori chastotali xarakteristikalari 6-rasmda ko'rsatilgan ekvivalent sxema bilan ifodalanishi mumkin.

Analog sxemalardagi kondansatkichlar ajratish va filtrlash komponentlari sifatida ishlatiladi. Ideal kondansatör uchun reaktivlik quyidagi formula bilan aniqlanadi:

Shuning uchun 10 mkF elektrolitik kondansatör 10 kHz chastotada 1,6 ohm va 100 MGts chastotada 160 mkohm qarshilikka ega bo'ladi. Shundaymi?

Elektrolitik kondansatkichlarni ishlatganda, to'g'ri ulanishni ta'minlash uchun ehtiyot bo'lish kerak. Ijobiy terminal yanada ijobiy doimiy potentsialga ulanishi kerak. Noto'g'ri ulanish doimiy oqimning elektrolitik kondansatör orqali o'tishiga olib keladi, bu nafaqat kondansatörning o'ziga, balki kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin.

Kamdan kam hollarda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan ikkita nuqtasi orasidagi doimiy oqim potentsial farqi uning belgisini o'zgartirishi mumkin. Buning uchun ichki tuzilishi ketma-ket ulangan ikkita qutbli kondansatkichga teng bo'lgan qutbsiz elektrolitik kondansatkichlardan foydalanish kerak.

Induktivlik

Induktivliklarning yuqori chastotali xarakteristikalari 7-rasmda ko'rsatilgan ekvivalent sxema bilan ifodalanishi mumkin.

Induktivlik reaktivligi quyidagi formula bilan tavsiflanadi:

Shuning uchun 10 mH indüktans 10 kHz chastotada 628 ohm va 100 MGts chastotada 6,28 megohm reaktivlikka ega bo'ladi. To'g'rimi?

Bosilgan elektron plataning o'zi yuqorida muhokama qilingan passiv komponentlarning xususiyatlariga ega, garchi unchalik aniq bo'lmasa.

Bosilgan elektron platadagi o'tkazgichlarning naqshlari shovqin manbai ham, qabul qiluvchisi ham bo'lishi mumkin. Yaxshi simlar analog sxemaning radiatsiya manbalariga sezgirligini pasaytiradi.

Bosilgan elektron plata radiatsiyaga sezgir, chunki komponentlarning o'tkazgichlari va simlari antennaning bir turini tashkil qiladi. Antenna nazariyasi o'rganish uchun juda murakkab mavzu bo'lib, ushbu maqolada ko'rib chiqilmaydi. Biroq, bu erda ba'zi asoslar keltirilgan.

Bir oz antenna nazariyasi

To'g'ridan-to'g'ri oqim yoki past chastotalarda faol komponent ustunlik qiladi. Chastotaning ortishi bilan reaktiv komponentning ahamiyati ortib boradi. 1 kHz dan 10 kHz gacha bo'lgan diapazonda induktiv komponent kuchga kira boshlaydi va o'tkazgich endi past empedansli ulagich emas, balki induktor sifatida ishlaydi.

PCB o'tkazgichining induktivligini hisoblash formulasi quyidagicha:

Odatda, bosilgan elektron platadagi izlar uzunligi santimetr uchun 6 nH dan 12 nH gacha qiymatlarga ega. Misol uchun, 10 sm o'tkazgichning qarshiligi 57 mOm va indüktans 8 nH sm ga teng.100 kHz chastotada reaktivlik 50 mOm bo'ladi va yuqori chastotalarda o'tkazgich qarshilik emas, balki indüktans bo'ladi. .

Qamchi antennaning qoidasi shundaki, u to'lqin uzunligining taxminan 1/20 qismida maydon bilan sezilarli darajada o'zaro ta'sir qila boshlaydi va maksimal o'zaro ta'sir to'lqin uzunligining 1/4 qismidagi novda uzunligida sodir bo'ladi. Shuning uchun, oldingi xatboshidagi misoldagi 10 sm o'tkazgich 150 MGts dan yuqori chastotalarda juda yaxshi antennaga aylana boshlaydi. Shuni esda tutish kerakki, raqamli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan soat generatori 150 MGts dan yuqori chastotalarda ishlamasligiga qaramay, uning signalida har doim yuqori harmonikalar mavjud. Agar bosilgan elektron platada katta uzunlikdagi pin pinlari bo'lgan komponentlar mavjud bo'lsa, unda bunday pinlar antenna sifatida ham xizmat qilishi mumkin.

Antennaning boshqa asosiy turi - pastadirli antenna. To'g'ri o'tkazgichning induktivligi u egilib, yoyning bir qismiga aylanganda juda ortadi. Induktivlikni oshirish antennaning maydon chiziqlari bilan o'zaro ta'sir qila boshlagan chastotasini pasaytiradi.

Loop antenna nazariyasini oqilona tushunadigan tajribali PCB dizaynerlari tanqidiy signallar uchun halqalarni loyihalashtirmaslikni bilishadi. Biroq, ba'zi dizaynerlar bu haqda o'ylamaydilar va ularning davrlarida qaytib va ​​signal oqimi o'tkazgichlari pastadir. Loop antennalarini yaratishni misol bilan ko'rsatish oson (8-rasm). Bundan tashqari, bu erda slot antennasini yaratish ko'rsatilgan.

Keling, uchta holatni ko'rib chiqaylik:

A varianti yomon dizaynga misoldir. Analog tuproqli poligondan umuman foydalanmaydi. Pastadir sxemasi tuproq va signal o'tkazgichlari tomonidan hosil bo'ladi. Oqim o'tganda elektr maydoni va unga perpendikulyar magnit maydon paydo bo'ladi. Ushbu maydonlar halqa antennasining asosini tashkil qiladi. Loop antenna qoidasi shuni ko'rsatadiki, eng yaxshi samaradorlik uchun har bir o'tkazgichning uzunligi qabul qilingan nurlanishning to'lqin uzunligining yarmiga teng bo'lishi kerak. Biroq, shuni unutmasligimiz kerakki, hatto to'lqin uzunligining 1/20 qismida ham pastadir antennasi hali ham juda samarali.

Variant B A variantidan yaxshiroqdir, lekin ko'pburchakda bo'shliq mavjud, ehtimol signal o'tkazgichlarini yo'naltirish uchun ma'lum bir joyni yaratish uchun. Signal va qaytish oqimi yo'llari slot antennasini hosil qiladi. Chipslar atrofidagi kesiklarda boshqa ilmoqlar hosil bo'ladi.

Variant B - yaxshi dizaynga misol. Signal va qaytib oqim yo'llari bir-biriga to'g'ri keladi, bu esa pastadir antennasining samaradorligini inkor etadi. E'tibor bering, ushbu dizaynda chiplar atrofida ham kesiklar mavjud, ammo ular qaytib oqim yo'lidan ajratilgan.

Signalni aks ettirish va moslashtirish nazariyasi antennalar nazariyasiga yaqin.

PCB o'tkazgichi 90 ° burchak ostida aylantirilganda, signal aks etishi mumkin. Bu, asosan, joriy yo'lning kengligidagi o'zgarishlarga bog'liq. Burchakning cho'qqisida iz kengligi 1,414 marta oshadi, bu esa uzatish liniyasining xarakteristikalari, ayniqsa, taqsimlangan sig'im va izning o'z induktivligining mos kelmasligiga olib keladi. Ko'pincha bosilgan elektron platadagi izni 90 ° ga aylantirish kerak bo'ladi. Ko'pgina zamonaviy SAPR paketlari chizilgan marshrutlarning burchaklarini tekislash yoki yoy shaklida marshrutlarni chizish imkonini beradi. 9-rasmda burchak shaklini yaxshilash uchun ikki bosqich ko'rsatilgan. Faqat oxirgi misol doimiy yo'l kengligini saqlaydi va aks ettirishni kamaytiradi.

Tajribali PCB dizaynerlari uchun maslahat: ko'z yoshi shaklidagi pinlarni yaratish va poligonlarni to'ldirishdan oldin tekislash jarayonini ishning oxirgi bosqichiga qoldiring. Aks holda, SAPR paketini yanada murakkab hisob-kitoblar tufayli tekislash uchun ko'proq vaqt kerak bo'ladi.

Turli qatlamlardagi tenglikni o'tkazgichlari o'rtasida ular kesishganda sig'imli ulanish sodir bo'ladi. Ba'zan bu muammoni keltirib chiqarishi mumkin. Qo'shni qatlamlarda bir-birining ustiga qo'yilgan o'tkazgichlar uzun plyonkali kondansatör hosil qiladi. Bunday kondensatorning quvvati 10-rasmda ko'rsatilgan formuladan foydalanib hisoblanadi.

Masalan, bosilgan elektron plata quyidagi parametrlarga ega bo'lishi mumkin:

• 4 qatlam; signal va tuproqli ko'pburchak qatlamlari ulashgan
• qatlamlar orasidagi masofa - 0,2 mm
• o'tkazgichning kengligi - 0,75 mm
• o'tkazgich uzunligi - 7,5 mm

FR-4 uchun odatiy ER dielektrik o'tkazuvchanligi 4,5 ga teng.

Ko'rinib turibdiki, chiqish signalining amplitudasi op-amp chastota diapazonining yuqori chegarasiga yaqin chastotalarda ikki barobar ortadi. Bu, o'z navbatida, tebranishlarga olib kelishi mumkin, ayniqsa antennaning ish chastotalarida (180 MGts dan yuqori).

Bu ta'sir ko'plab muammolarni keltirib chiqaradi, ammo ularni hal qilishning ko'plab usullari mavjud. Ulardan eng aniq o'tkazgichlarning uzunligini qisqartirishdir. Yana bir usul - ularning kengligini kamaytirish. Signalni inverting kirishiga ulash uchun bu kenglikdagi o'tkazgichni ishlatish uchun hech qanday sabab yo'q, chunki Ushbu o'tkazgich orqali juda kam oqim o'tadi. Iz uzunligini 2,5 mm gacha va kengligi 0,2 mm ga qisqartirish sig'imning 0,1 pF ga pasayishiga olib keladi va bunday sig'im endi chastota reaktsiyasining bunday sezilarli o'sishiga olib kelmaydi. Yana bir yechim - teskari kirish ostidagi ko'pburchakning bir qismini va unga o'tadigan o'tkazgichni olib tashlash.

PCB o'tkazgichlarining kengligi cheksiz ravishda qisqartirilishi mumkin emas. Maksimal kenglik ham texnologik jarayon, ham folga qalinligi bilan belgilanadi. Agar ikkita o'tkazgich bir-biriga yaqin o'tsa, u holda ular orasida sig'imli va induktiv birikma hosil bo'ladi (12-rasm).

Signal o'tkazgichlari bir-biriga parallel ravishda o'tkazilmasligi kerak, differensial yoki mikrochiziqli chiziqlar bundan mustasno. Supero'tkazuvchilar orasidagi bo'shliq o'tkazgichlarning kengligidan kamida uch barobar bo'lishi kerak.

Analog zanjirlardagi izlar orasidagi sig'im katta qarshilik qiymatlari (bir necha megohm) bilan bog'liq muammolarni keltirib chiqarishi mumkin. Op-ampning teskari va teskari bo'lmagan kirishlari orasidagi nisbatan katta sig'imli birikma kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin.

Masalan, d=0,4 mm va h=1,5 mm (juda umumiy qiymatlar) bilan teshikning induktivligi 1,1 nH ga teng.

Esda tutingki, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan katta qarshiliklar mavjud bo'lsa, unda taxtani tozalashga alohida e'tibor berilishi kerak. Bosilgan elektron platani ishlab chiqarishning yakuniy operatsiyalari paytida qolgan oqim va ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash kerak. So'nggi paytlarda bosilgan elektron platalarni o'rnatishda ko'pincha suvda eriydigan oqimlar qo'llaniladi. Kamroq zararli bo'lib, ular suv bilan osongina chiqariladi. Ammo shu bilan birga, taxtani etarli darajada toza bo'lmagan suv bilan yuvish dielektrik xususiyatlarini yomonlashtiradigan qo'shimcha ifloslanishga olib kelishi mumkin. Shuning uchun yuqori empedansli elektron platani toza distillangan suv bilan tozalash juda muhimdir.

Signal izolyatsiyasi

Yuqorida aytib o'tilganidek, shovqin elektr ta'minoti davrlari orqali kontaktlarning zanglashiga olib kirishi mumkin. Bunday shovqinlarni kamaytirish uchun quvvat avtobuslarining mahalliy empedansini kamaytirish uchun ajratuvchi (blokirovka) kondensatorlari qo'llaniladi.

Agar siz analog va raqamli qismlarga ega bo'lgan bosilgan elektron platani yotqizishingiz kerak bo'lsa, unda siz hech bo'lmaganda mantiqiy elementlarning elektr xususiyatlari haqida ozgina ma'lumotga ega bo'lishingiz kerak.

Mantiqiy elementning odatiy chiqish bosqichi bir-biriga ketma-ket ulangan ikkita tranzistorni o'z ichiga oladi, shuningdek, quvvat va tuproq davrlari o'rtasida (14-rasm).

Ushbu tranzistorlar ideal tarzda antifazada ishlaydi, ya'ni. ulardan biri ochiq bo'lsa, ikkinchisi yopiladi va chiqishda mantiqiy yoki mantiqiy nol signalini hosil qiladi. Barqaror holatdagi mantiqiy holatda mantiqiy elementning quvvat sarfi kichikdir.

Chiqish bosqichi bir mantiqiy holatdan ikkinchisiga o'tganda vaziyat keskin o'zgaradi. Bunday holda, qisqa vaqt ichida ikkala tranzistor ham bir vaqtning o'zida ochiq bo'lishi mumkin va chiqish bosqichining ta'minot oqimi sezilarli darajada oshadi, chunki ikkita ketma-ket ulangan tranzistorlar orqali quvvat avtobusidan yer avtobusiga oqim yo'lining qarshiligi. kamayadi. Quvvat iste'moli keskin ortadi va keyin ham kamayadi, bu esa ta'minot kuchlanishining mahalliy o'zgarishiga va oqimning keskin, qisqa muddatli o'zgarishiga olib keladi. Ushbu oqimdagi o'zgarishlar radiochastota energiyasini chiqarishga olib keladi. Hatto nisbatan oddiy bosilgan elektron platada ham mantiqiy elementlarning o'nlab yoki yuzlab ko'rib chiqilgan chiqish bosqichlari bo'lishi mumkin, shuning uchun ularning bir vaqtning o'zida ishlashining umumiy ta'siri juda katta bo'lishi mumkin.

Ushbu oqim kuchlanishining chastota diapazonini aniq taxmin qilish mumkin emas, chunki ularning paydo bo'lish chastotasi ko'plab omillarga, shu jumladan mantiqiy elementning kommutatsiya tranzistorlarining tarqalish kechikishiga bog'liq. Kechikish, o'z navbatida, ishlab chiqarish jarayonida yuzaga keladigan ko'plab tasodifiy sabablarga ham bog'liq. Kommutatsiya shovqini butun diapazonda harmonik komponentlarning keng polosali taqsimlanishiga ega. Raqamli shovqinni bostirishning bir necha usullari mavjud bo'lib, ularning qo'llanilishi shovqinning spektral taqsimlanishiga bog'liq.

2-jadvalda umumiy kondansatör turlari uchun maksimal ish chastotalari ko'rsatilgan.

jadval 2

Jadvaldan ko'rinib turibdiki, tantal elektrolitik kondansatörler 1 MGts dan past chastotalar uchun ishlatiladi, yuqori chastotalarda esa keramik kondansatkichlardan foydalanish kerak. Shuni esda tutish kerakki, kondansatkichlar o'zlarining rezonansiga ega va ularning noto'g'ri tanlovi nafaqat yordam berishi, balki muammoni yanada kuchaytirishi mumkin. 15-rasmda ikkita umumiy kondansatörning tipik o'z-o'zidan rezonanslari ko'rsatilgan - 10 mkF tantal elektrolitik va 0,01 mF keramika.

Haqiqiy spetsifikatsiyalar turli ishlab chiqaruvchilar va hatto bitta ishlab chiqaruvchida partiyadan partiyaga farq qilishi mumkin. Kondensatorning samarali ishlashi uchun u bostirgan chastotalar o'zining rezonans chastotasidan pastroq diapazonda bo'lishi kerakligini tushunish muhimdir. Aks holda, reaktivning tabiati induktiv bo'ladi va kondansatör endi samarali ishlamaydi.

Bitta 0,1 mkF kondansatör barcha chastotalarni bostiradi, deb xato qilmang. Kichik kondansatörler (10 nF yoki undan kam) yuqori chastotalarda samaraliroq ishlashi mumkin.

IC quvvatini ajratish

Yuqori chastotali shovqinni bostirish uchun integral mikrosxemalarning quvvat manbaini ajratish quvvat va tuproq pinlari orasiga ulangan bir yoki bir nechta kondansatörlardan foydalanishdan iborat. Qo'rg'oshinlarni kondansatkichlarga ulaydigan o'tkazgichlar qisqa bo'lishi muhimdir. Agar bunday bo'lmasa, u holda o'tkazgichlarning o'z-o'zidan induktivligi muhim rol o'ynaydi va ajratuvchi kondansatkichlardan foydalanishning afzalliklarini inkor etadi.

Paket ichida 1, 2 yoki 4 op-amper bo'lishidan qat'i nazar, har bir chip to'plamiga ajratuvchi kondansatkich ulangan bo'lishi kerak.Agar op-amp ikki tomonlama ta'minlangan bo'lsa, demak, ajratish kondensatorlari quyidagi manzilda joylashgan bo'lishi kerak. har bir quvvat pin. Kapasitans qiymati kontaktlarning zanglashiga olib keladigan shovqin va shovqin turiga qarab ehtiyotkorlik bilan tanlanishi kerak.

Ayniqsa qiyin holatlarda, quvvat chiqishi bilan ketma-ket ulangan indüktans qo'shish kerak bo'lishi mumkin. Endüktans kondansatkichlardan keyin emas, oldin joylashgan bo'lishi kerak.

Boshqa, arzonroq usul - indüktansni past qarshilikka ega qarshilik bilan almashtirish (10 ... 100 Ohm). Bunday holda, ajratuvchi kondansatkich bilan birgalikda qarshilik past chastotali filtrni hosil qiladi. Ushbu usul op-ampning quvvat manbai diapazonini qisqartiradi, bu ham quvvat sarfiga ko'proq bog'liq bo'ladi.

Odatda, quvvat davrlarida past chastotali shovqinni bostirish uchun quvvat kiritish ulagichida bir yoki bir nechta alyuminiy yoki tantal elektrolitik kondansatkichlardan foydalanish kifoya. Qo'shimcha keramik kondansatör boshqa platalardan yuqori chastotali shovqinlarni bostiradi.

Kirish va chiqish signallarining izolyatsiyasi

Ko'pgina shovqin muammolari kirish va chiqish pinlarini to'g'ridan-to'g'ri ulash natijasida yuzaga keladi. Passiv komponentlarning yuqori chastotali cheklovlari natijasida, yuqori chastotali shovqin ta'sirida kontaktlarning zanglashiga olib kelishi juda kutilmagan bo'lishi mumkin.

Induksiyalangan shovqinning chastota diapazoni kontaktlarning zanglashiga olib keladigan chastota diapazonidan sezilarli darajada farq qiladigan vaziyatda yechim oddiy va ravshan - yuqori chastotali shovqinlarni bostirish uchun passiv RC filtrini o'rnatish. Biroq, passiv filtrdan foydalanganda ehtiyot bo'lishingiz kerak: uning xarakteristikalari (passiv komponentlarning ideal bo'lmagan chastotali xarakteristikalari tufayli) kesish chastotasidan (f 3db) 100...1000 marta yuqori chastotalarda o'z xususiyatlarini yo'qotadi. Turli chastota diapazonlariga sozlangan ketma-ket ulangan filtrlardan foydalanilganda, yuqori chastotali filtr shovqin manbasiga eng yaqin bo'lishi kerak. Ferrit halqali induktorlar shovqinni bostirish uchun ham ishlatilishi mumkin; ular qarshilikning induktiv xususiyatini ma'lum bir chastotaga qadar saqlab qoladilar va yuqorida ularning qarshiligi faollashadi.

Analog kontaktlarning zanglashiga olib keladigan shovqin shunchalik katta bo'lishi mumkinki, uni faqat ekranlar yordamida yo'q qilish (yoki hech bo'lmaganda kamaytirish) mumkin. Samarali ishlash uchun ular eng ko'p muammolarni keltirib chiqaradigan chastotalar kontaktlarning zanglashiga olib kirmasligi uchun ehtiyotkorlik bilan ishlab chiqilishi kerak. Bu shuni anglatadiki, ekranda ekranlangan nurlanish to'lqin uzunligining 1/20 qismidan kattaroq teshiklar yoki kesiklar bo'lmasligi kerak. PCB dizaynining boshidanoq tavsiya etilgan qalqon uchun etarli joy ajratish yaxshi fikr. Qalqonni ishlatganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan barcha ulanishlar uchun ixtiyoriy ravishda ferrit halqalarni (yoki boncuklar) ishlatishingiz mumkin.

Op kuchaytirgich korpuslari

Bir, ikkita yoki to'rtta operatsion kuchaytirgich odatda bitta paketga joylashtiriladi (16-rasm).

Bitta op amp ko'pincha qo'shimcha kirishlarga ega, masalan, ofset kuchlanishini sozlash uchun. Ikki va to'rtta op kuchaytirgichlar faqat inverting va inverting bo'lmagan kirish va chiqishga ega. Shuning uchun, agar qo'shimcha sozlashlarga ega bo'lish zarur bo'lsa, bitta operatsion kuchaytirgichlardan foydalanish kerak. Qo'shimcha chiqishlardan foydalanganda, ularning tuzilishiga ko'ra ular yordamchi kirishlar ekanligini yodda tutishingiz kerak, shuning uchun ularni ehtiyotkorlik bilan va ishlab chiqaruvchining tavsiyalariga muvofiq nazorat qilish kerak.

Bitta op ampda chiqish kirishlarning qarama-qarshi tomonida joylashgan. Bu uzoq aloqa liniyalari tufayli kuchaytirgichning yuqori chastotalarda ishlashini qiyinlashtirishi mumkin. Buni bartaraf etishning bir usuli - kuchaytirgich va qayta aloqa komponentlarini tenglikni turli tomonlariga joylashtirish. Biroq, bu erdagi poligonda kamida ikkita qo'shimcha teshik va kesiklarga olib keladi. Ba'zan bu muammoni hal qilish uchun, hatto ikkinchi kuchaytirgich ishlatilmasa ham (va uning pinlari to'g'ri ulangan bo'lishi kerak) er-xotin op-ampdan foydalanishga arziydi. 17-rasmda teskari ulanish uchun qayta aloqa zanjiri o'tkazgichlari uzunligining qisqarishi ko'rsatilgan.

Ikkilamchi op kuchaytirgichlar, ayniqsa, stereo kuchaytirgichlarda keng tarqalgan bo'lib, to'rt bosqichli kuchaytirgichlar esa ko'p bosqichli filtr sxemalarida qo'llaniladi. Biroq, buning sezilarli kamchiligi bor. Zamonaviy texnologiya bir xil silikon chipdagi kuchaytirgich signallari o'rtasida munosib izolyatsiyani ta'minlasa ham, ular o'rtasida hali ham o'zaro bog'liqlik mavjud. Agar bunday shovqinning juda oz miqdori bo'lishi kerak bo'lsa, unda bitta operatsion kuchaytirgichlardan foydalanish kerak. Crosstalk faqat ikki yoki to'rtta kuchaytirgichlardan foydalanganda paydo bo'lmaydi. Ularning manbai turli kanallarning passiv tarkibiy qismlarining juda yaqinligi bo'lishi mumkin.

Ikki va to'rtta op-amps, yuqoridagilarga qo'shimcha ravishda, yanada zichroq o'rnatish imkonini beradi. Alohida kuchaytirgichlar bir-biriga nisbatan oyna tasviri kabi ko'rinadi (18-rasm).

17 va 18-rasmlarda normal ishlash uchun zarur bo'lgan barcha ulanishlar ko'rsatilmagan, masalan, o'rta darajadagi haydovchi unipolyar quvvat manbai. 19-rasmda to'rtta kuchaytirgichdan foydalanganda bunday shakllantiruvchi diagramma ko'rsatilgan.

Diagrammada uchta mustaqil inverting bosqichini amalga oshirish uchun barcha kerakli ulanishlar ko'rsatilgan. Yarim kuchlanishli drayverning o'tkazgichlari to'g'ridan-to'g'ri integral sxema korpusi ostida joylashganligiga e'tibor berish kerak, bu ularning uzunligini qisqartirish imkonini beradi. Ushbu misol nima bo'lishi kerakligini emas, balki nima qilish kerakligini ko'rsatadi. O'rtacha darajadagi kuchlanish, masalan, barcha to'rt kuchaytirgich uchun bir xil bo'lishi mumkin. Passiv komponentlarning o'lchamlari mos ravishda bo'lishi mumkin. Masalan, ramka o'lchami 0402 planar komponentlar standart SO paketining pin oralig'iga mos keladi. Bu yuqori chastotali ilovalar uchun o'tkazgich uzunligini juda qisqa saqlashga imkon beradi.

Op kuchaytirgichlarni DIP to'plamlariga va qo'rg'oshin simlari bo'lgan passiv komponentlarga joylashtirishda ularni o'rnatish uchun bosilgan elektron platada vites bo'lishi kerak. Bunday komponentlar hozirda bosilgan elektron plataning o'lchamlari uchun maxsus talablar mavjud bo'lmaganda qo'llaniladi; Ular odatda arzonroq, ammo ishlab chiqarish jarayonida komponentlar uchun qo'shimcha teshiklarni burg'ulash tufayli bosilgan elektron plataning narxi oshadi.

Bunga qo'shimcha ravishda, tashqi komponentlardan foydalanilganda, taxtaning o'lchamlari va o'tkazgichlarning uzunligi ortadi, bu kontaktlarning zanglashiga olib kelishiga imkon bermaydi yuqori chastotalarda . Vialar o'zlarining indüktanslariga ega, bu ham kontaktlarning zanglashiga olib keladigan dinamik xususiyatlarini cheklaydi. Shuning uchun yuqori chastotali kontaktlarning zanglashiga olib yoki yuqori tezlikdagi mantiqiy davrlarga yaqin joylashgan analog sxemalar uchun yuqoridagi komponentlar tavsiya etilmaydi.

Ba'zi dizaynerlar o'tkazgichlarning uzunligini qisqartirishga harakat qilib, rezistorlarni vertikal ravishda joylashtiradilar. Bir qarashda bu marshrut uzunligini qisqartirayotgandek tuyulishi mumkin. Biroq, bu qarshilik orqali oqim yo'lini oshiradi va rezistorning o'zi pastadirni (indüktansning burilishi) ifodalaydi. Emissiya va qabul qilish qobiliyati ko'p marta ortadi.

Yuzaki o'rnatish har bir komponent uchun teshikni talab qilmaydi. Shu bilan birga, kontaktlarning zanglashiga olib sinovdan o'tkazishda muammolar paydo bo'ladi va sinov nuqtalari sifatida, ayniqsa, kichik komponentlardan foydalanganda, vialardan foydalanish kerak.

Ishlatilmagan bo'limlar

Zanjirda ikkita va to'rtta op-amplardan foydalanilganda, ba'zi bo'limlar foydalanilmay qolishi mumkin va bu holda to'g'ri ulanishi kerak. Noto'g'ri ulanishlar quvvat sarfini ko'paytirishga, ko'proq issiqlikka va bir xil paketda ishlatiladigan op kuchaytirgichlardan ko'proq shovqinga olib kelishi mumkin. Ishlatilmagan operatsion kuchaytirgichlarning pinlari rasmda ko'rsatilganidek ulanishi mumkin. 20a. Qo'shimcha komponentlar bilan ulash pinlari (20b-rasm) sozlash vaqtida ushbu op-ampdan foydalanishni osonlashtiradi.

Xulosa

Analog sxemalarni loyihalash va ulashda quyidagi asosiy fikrlarni yodda tuting va ularni doimo yodda saqlang.

Umumiy:

• PCBni elektr zanjiri komponenti sifatida tasavvur qiling
• shovqin va shovqin manbalarini bilish va tushunish
• model va sxema sxemalari

Bosilgan elektron plata:

• faqat sifatli materialdan tayyorlangan PCBlardan foydalaning (masalan, FR-4)
• Ko'p qatlamli bosma platalarda ishlab chiqarilgan sxemalar tashqi shovqinlarga ikki qatlamli platalarga qaraganda 20 dB kamroq sezgir.
• turli erlar va yemlar uchun ajratilgan, bir-birining ustiga chiqmaydigan ko'pburchaklardan foydalaning
• Er va quvvat poligonlarini PCBning ichki qatlamlariga joylashtiring.

Komponentlar:

• Passiv komponentlar va taxta izlari tomonidan kiritilgan chastota cheklovlaridan xabardor bo'ling
• passiv komponentlarni yuqori tezlikda ishlaydigan sxemalarda vertikal joylashtirishdan qochishga harakat qiling
• Yuqori chastotali kontaktlarning zanglashiga olib kelishi uchun sirtga o'rnatiladigan komponentlardan foydalaning
• Supero'tkazuvchilar qisqaroq bo'lishi kerak, shuncha yaxshi
• agar o'tkazgichning kattaroq uzunligi talab etilsa, uning kengligini kamaytiring
• Faol komponentlarning foydalanilmagan pinlari to'g'ri ulangan bo'lishi kerak

Elektr simlari:

• Analog sxemani quvvat ulagichi yaqiniga joylashtiring
• mantiqiy signallarni o'tkazuvchi simlarni hech qachon taxtaning analog maydonidan o'tkazmang va aksincha
• o'tkazgichlarni qisqa op-ampning teskari kirishiga moslashtiring
• op-ampning inverting va inverting bo'lmagan kirishlarining o'tkazgichlari uzoq masofada bir-biriga parallel emasligiga ishonch hosil qiling
• Qo'shimcha yo'llardan foydalanmaslikka harakat qiling, chunki... ularning induktivligi qo'shimcha muammolarni keltirib chiqarishi mumkin
• o'tkazgichlarni to'g'ri burchakka yo'naltirmang va iloji bo'lsa, burchaklarni tekislang

Almashinuv:

• quvvat davrlarida shovqinni bostirish uchun to'g'ri turdagi kondansatkichlardan foydalaning
• Past chastotali shovqin va shovqinni bostirish uchun quvvat kiritish ulagichidagi tantal kondansatkichlardan foydalaning.
• Yuqori chastotali shovqin va shovqinni bostirish uchun quvvat kiritish ulagichidagi keramik kondansatörlardan foydalaning.
• mikrosxemaning har bir quvvat pinida keramik kondansatkichlardan foydalaning; agar kerak bo'lsa, turli chastota diapazonlari uchun bir nechta kondansatkichlardan foydalaning
• agar zanjirda qo'zg'alish sodir bo'lsa, unda kattaroq emas, balki pastroq sig'im qiymatiga ega bo'lgan kondansatkichlardan foydalanish kerak.
• qiyin holatlarda, quvvat davrlarida past qarshilik yoki indüktansning ketma-ket ulangan rezistorlaridan foydalaning
• Analog quvvatni ajratish kondensatorlari raqamli erga emas, balki faqat analog erga ulangan bo'lishi kerak

Bryus Karter
Hamma uchun Op kuchaytirgichlar, 17-bob
Elektron platani joylashtirish texnikasi
Dizayn ma'lumotnomasi, Texas Instruments, 2002 yil