Există multe metode creare plăci de circuite imprimate . Toate au atât argumente pro și contra. Principalele criterii de alegere a unei metode de creare a unei plăci de circuit imprimat sunt simplitatea, adică. capacitatea de a implementa folosind ceea ce ai acasă sau la serviciu, și precizie - cât de mult poți reduce distanța dintre piste fără a compromite circuitul. Poate că aceste criterii nu sunt cele mai importante, dar pentru mine simplitatea și acuratețea au fost întotdeauna cele mai importante.

Metoda pe care o voi descrie aici se numește „metoda de tăiere cu plotter”. Metoda este binecunoscută celor implicați în domeniul publicității în aer liber. În publicitatea exterioară, este necesar să tăiați litere, cifre și contururi pe hârtie adezivă. Desigur, puteți (ca și chinezii) să faceți totul manual, dar acolo unde este nevoie de precizie, un plotter vine în ajutor. În loc de cartuş de cerneală, un astfel de plotter este echipat cu un cuţit de tăiere, care face fante în stratul adeziv, lăsând suportul de hârtie intact.

Un plotter poate fi găsit în orice tipografie și pentru bani puțini poți tăia o placă de circuit imprimat cu o densitate foarte mare de piste. Desenul PCB trebuie depus în formă vectorială, cel mai preferat format pentru aceasta este CorelDraw. Este vorba tocmai despre crearea unei plăci de circuit imprimat în programul Corel Draw despre care vom discuta mai jos.

Mai întâi trebuie să decideți asupra designului plăcii de circuit imprimat. Există suficient material pe Internet pentru a găsi un design de placă potrivit din punct de vedere al completității și calității execuției. Ca toate desenele, fișierul va avea extensia: jpg, bmp, gif, tif...

Faceți un desen al plăcii de circuit imprimat. Calitatea desenului poate fi fie foarte bună, fie nu foarte bună. De exemplu, iată ce am găsit.

Calitatea imaginii lasă de dorit, deci folosiți oricare editor graficîmbunătățim imaginea. Cel mai comun editor este Photoshop, dar lucrul în acest program necesită abilități și luni de măiestrie, așa că poți merge mai mult drumul lungși proces în standard program Windows– Vopsea.

Scopul procesării este de a crește contrastul pistelor, de a elimina umbrele inutile, de a decupa imaginea la dimensiunea potrivită. Dacă toate acestea reușesc, atunci puteți trece imediat la instalare. Programele CorelDraw. Am făcut toată procesarea pe o mașină foarte lentă (800 MHz, 384 Mb), așa că versiunile noi ale programului nu erau potrivite pentru mine, dar CorelDraw Graphics Suite X3 a funcționat perfect.

Pentru cei care nu sunt încă un virtuoz în Photoshop, dar în Paint rezultatele procesării au lăsat mult de dorit, voi descrie ce trebuie făcut cu imaginea pentru a realiza cel mai bun rezultat. Desigur, imaginea trebuie procesată. Programul pentru aceasta este Sprint-Layout. Pentru a funcționa în acest program, imaginea originală procesată trebuie să aibă o rezoluție de cel mult 300 pe 300 de pixeli, extensie bmp și orice calitate. Rezoluția nu afectează nimic, apoi totul poate fi ajustat pentru a se potrivi dimensiuni reale circuit imprimat, programul Layout pur și simplu nu funcționează cu imagini mai mari de 300 pe 300 pixeli.

Sprint-Layout este un program pentru desenarea plăcilor de circuite imprimate cu o singură față și față-verso, vă permite să desenați plăci de circuite imprimate, ca să spunem așa, „din natură”. Această ultimă abilitate ne va fi de folos.

Lansați programul Sprint-Layout.

„Fișier – fișier nou”, selectați dimensiunile viitorului design al plăcii de circuit imprimat.

„Opțiuni - fundal”, deschideți o vedere a plăcii de circuit imprimat în format bmp.

Aici trebuie să faceți puțină magie cu dimensiunile imaginii originale. Deși rezoluția maximă este de 300 pe 300 de pixeli, la adăugarea unei imagini de 300 pe 150, imaginea s-a dovedit a fi tăiată în mod clar în lungime, deci folosind mărirea rezoluții dpi reglați dimensiunea imaginii. Dacă acest lucru nu funcționează, trebuie să îl schimbați dimensiuni fizice imagini în photoshop.

Redesenăm tabla folosind instrumentele programului. Programul este în rusă, iar înțelegerea lui nu este atât de dificilă. După desenare, salvați imaginea rezultată în format *.jpg.

După toată procesarea, ar trebui să obțineți ceva ca această imagine, trebuie doar să salvați stratul corect.

Adăugați imaginea procesată în CorelDraw. Corel trebuie doar să transforme imaginea într-un desen vectorial pe care plotterul îl poate înțelege. Pentru a face acest lucru:

1) deschideți programul și faceți clic pe „creați”

2) faceți clic pe „fișier – import” și selectați fișierul imagine procesat, apare o săgeată neagră care indică locul în care trebuie să plasați imaginea, faceți clic dreapta pe ecran - apare imaginea

3) trebuie să convertiți imaginea într-un desen vectorial. Selectați „Imagini raster - Urmărire” imagine raster- imagine de înaltă calitate"

4) dacă contururile ferestrei nu sunt vizibile, ceea ce se întâmplă când rezoluția desktopului este insuficientă, apăsați butonul „enter” sau apăsați OK și veți obține așa ceva

5) în paleta de culori, pe bara verticală din dreapta, cu butonul STÂNGA al mouse-ului, dați clic pe Culoare ALB, și butonul DREAPTA al mouse-ului - pe culoarea NEGRU. Acest lucru vă va permite să conturați urmele în negru.

6) avem două desene suprapuse unul peste altul. Unu - imaginea originală, al doilea este un desen vectorial. Mutați unul față de celălalt, ținând butonul din dreapta mouse-ul, selectați imaginea cu căi întunecate și ștergeți-o cu butonul „Ștergere”, setați dimensiunile plăcii de circuit imprimat (în antetul programului - dimensiunea obiectelor). Rezultatul ar trebui să fie un desen vectorial al contururilor plăcii de circuit, potrivit pentru tăierea pe un plotter.

7) salvați desenul în format *.cdr și trimiteți-l pentru tăiere

După tăiere, filmul adeziv pe bază de hârtie are multe linii subțiri care trec prin stratul adeziv al filmului și formează urme.

Următorul pas este să îndepărtați toată pelicula dintre șine, lăsând urmele pe baza de hârtie. Folosind un cuțit ascuțit, săpați cu atenție zona din colțul dintre șine și trageți-o ușor spre bord și în sus. Este necesar să monitorizați urmele astfel încât să nu rămână niciuna pe filmul care este îndepărtat. Dacă pista se ridică de pe baza de hârtie, atunci trebuie să o întoarceți în liniște la locul său cu unghia.

Nu lăsați filmul îndepărtat să intre în contact cu zonele peliculei care nu au fost încă îndepărtate și urmele terminate. Filmele se vor lipi împreună și îndepărtarea va fi dificilă. Dacă tăierea este făcută bine și șenilele sunt mari, atunci fără abilități speciale puteți face această operație prima dată.

Rotiți deasupra șinelor pentru a le transfera de pe baza de hârtie pe baza din fibră de sticlă. film transparent cu un strat adeziv și îndepărtați cu grijă baza de hârtie, lăsând urmele lipite de filmul transparent. Această folie este disponibilă în tipografii și este de obicei inclusă împreună cu filmul adeziv. Se pare că urmele de pe partea colorată sunt lipite de filmul transparent, iar pe partea laterală a stratului adeziv atârnă pur și simplu în aer.

Pregătim complet placa pentru a transfera piese pe ea.

Plata trebuie să fie în formă pură, fara pete grase, care ar putea să nu permită fixarea corectă a șenilelor, așa că curățăm placa cu șmirghel, degresăm și uscam.

Rulăm filmul cu urmele până la partea de folie a fibrei de sticlă. Rularea implică aplicarea unei presiuni ușoare, dar ferme pe șine, folosind un burete dur care nu va zgâria pelicula. Apoi îndepărtați cu grijă folia, astfel încât toate urmele să rămână pe placa de circuit imprimat.

Încălzim filmul pentru o mai bună aderență a filmului la placă folosind un uscător de păr sau un ventilator de încălzire, gravam, clătim, găurim, scoatem urmele de film, curățăm urmele cu șmirghel și ștergem urmele.

Pregătirea plăcii de circuit imprimat are loc în mai multe etape:

1. Tăiați folia de fibră de sticlă la dimensiunea plăcii de circuit imprimat, lăsând goluri pentru fixare.

2. Curățați stratul de folie din fibră de sticlă cu șmirghel fin până când strălucește, degresați-l cu „nefras” sau alt solvent care să nu lase dungi și pete și uscați-l.

3. Oricare într-un mod adecvat trage urmele viitoarei scheme.

4. Gravați placa într-o soluție de clorură ferică.

5. Spălați și uscați placa cu circuite imprimate.

6. Găuriți găuri cu un burghiu mic.

7. Îndepărtați stratul protector al șenilelor.

8. Curățați, degresați, uscați.

9. Aplicați un strat subțire de lipit pe toate pistele, lăsând găurile nesudate.

10. Lipiți piesele.

Articolul discută topologia plăci de înaltă frecvență Cu punct practic viziune. Scopul său principal este să-i ajute pe începători să înțeleagă numeroasele puncte care trebuie luate în considerare atunci când dezvoltă plăci de circuite imprimate (PCB) pentru dispozitive de înaltă frecvență. De asemenea, va fi util pentru îmbunătățirea abilităților acelor specialiști care au avut o pauză în dezvoltarea consiliului. Atenția principală este acordată modalităților de îmbunătățire a caracteristicilor circuitelor, grăbirea timpului de dezvoltare și modificări ale acestora.

Problemele luate în considerare și tehnicile propuse sunt aplicabile topologiei circuitelor de înaltă frecvență în general. Când amplificator operațional(OU) funcționează frecvente inalte, principalele caracteristici ale circuitului depind de topologia PCB. Chiar și cu un design bun, performanța circuitului poate fi mediocre din cauza unei plăci de circuite prost proiectate sau neglijentă. Puteți fi sigur că diagrama va arăta parametrii calculați doar gândindu-vă în avans și acordând atenție punctelor principale pe parcursul întregului proces de dezvoltare a topologiei PCB.

Sistem

Un circuit bun este o condiție necesară, dar nu suficientă pentru o topologie bună. Când îl proiectați, nu trebuie să vă zgâriți cu informații suplimentare din desen și să monitorizați cu atenție direcția semnalului. Menținerea semnalului care curge de la stânga la dreapta va avea cel mai probabil același efect asupra PCB. Maxim informatii utileîn schemă va oferi performanță optimă dezvoltatori, tehnicieni, ingineri care vă vor fi foarte recunoscători, iar clienții nu vor trebui să caute urgent un dezvoltator în cazul oricăror dificultăți.

Ce informații, în afară de denumirile obișnuite, disiparea puterii și toleranțe, ar trebui incluse pe circuit? Iată câteva sfaturi despre cum schema conventionala faceți un super circuit: adăugați forme de undă, informații mecanice despre carcase sau dimensiuni, indicați lungimea pistelor, zonele în care părțile nu pot fi plasate, părțile care ar trebui să fie pe partea superioară a PCB-ului; adăugați instrucțiuni de configurare, intervale de evaluare a elementelor, informații termice, linii de impedanță potrivite, definiții scurte funcționarea circuitului și așa mai departe.

Nu ai încredere în nimeni

Dacă nu sunteți chiar un designer de layout, faceți-vă timp pentru a parcurge diagrama cu un designer de layout. Este mult mai ușor și mai rapid să acordați atenție topologiei la început decât să faceți mai târziu modificări nesfârșite. Nu vă bazați pe designerul de layout pentru a vă putea citi în minte Notele introductive și îndrumările sunt cele mai importante la începutul procesului de layout. Cu cât mai multe informații și participarea la procesul de cablare, cu atât placa va fi mai bună. Indicați dezvoltatorului pașii intermediari la care doriți să vă familiarizați cu procesul de cablare. Acestea" puncte de control» protejați placa de erori avansate și minimizați corecțiile de topologie.

Instrucțiunile către dezvoltator ar trebui să includă: scurtă descriere funcții de circuit; o schiță a plăcii care arată locațiile intrărilor și ieșirilor; proiectarea (stivuirea) plăcii (adică grosimea plăcii, numărul de straturi, detaliile straturilor de semnal și ale straturilor solide - putere, masă - analogic, digital, de înaltă frecvență); semnale care ar trebui să fie pe fiecare strat; plasarea elementelor critice; plasarea precisă a elementelor de decuplare; piste critice; linii potrivite cu impedanță; trasee de aceeași lungime; dimensiunile elementelor; căi departe (sau apropiate) unele de altele; lanțurile sunt mai apropiate (sau mai îndepărtate); elemente apropiate (sau departe) unele de altele; elemente de pe partea de sus și de jos a plăcii. Nimeni nu te va acuza de prea multe informații dacă sunt prea puține, dimpotrivă, nu se vor plânge niciodată;

Locație, locație și mai multe locații

Când plasați un circuit pe o placă, totul este important: de la aspect elemente individualeînainte de a alege ce circuite ar trebui să fie amplasate în apropiere.

De obicei, este determinată locația intrărilor, ieșirilor și puterii. O atenție deosebită trebuie acordată atenție topologiei: locația elementelor critice - atât circuite individuale, cât și circuit în ansamblu. Determinarea locației componentelor cheie și a căilor de semnal de la bun început asigură că circuitul va funcționa conform așteptărilor. Acest lucru vă permite să reduceți costurile, să rezolvați problemele și să reduceți timpul de cablare.

Decuplarea sursei de alimentare

Decuplarea sursei de alimentare de la pinii de alimentare ai amplificatorului pentru a minimiza zgomotul este un aspect critic al procesului de proiectare a PCB-ului – atât pentru proiectele de amplificatoare operaționale de mare viteză, cât și pentru alte circuite de înaltă frecvență. De obicei, una dintre cele două configurații este utilizată pentru a decupla amplificatoarele operaționale de mare viteză.

Între magistrala de alimentare și masă

Această metodă funcționează mai bine în majoritatea cazurilor și permite utilizarea condensatoarelor conectate în paralel de la pinii de putere ai amplificatorului operațional direct la masă. De obicei sunt suficiente două, dar unele circuite beneficiază de mai mulți condensatori conectați în paralel.

Conectarea în paralel a condensatoarelor cu capacități diferite asigură că va exista o impedanță scăzută la bornele de putere curent alternativ pe o gamă largă de frecvențe. Acest lucru este deosebit de important atunci când factorul de instabilitate a sursei de alimentare (PSR) scade - condensatorii compensează amplificatorul pentru această scădere. Furnizarea unei căi de impedanță scăzută la masă pentru multe decenii de frecvență împiedică zgomotul nedorit să intre în amplificatorul operațional. În fig. 1 prezintă avantajele acestei metode. La frecvențe mai mici, condensatoare cu capacitate mare au o rezistență scăzută a circuitului la masă. La frecvența de auto-rezonanță a condensatorului, calitatea condensatorului se deteriorează și devine o inductanță. Prin urmare, este important să folosiți mulți condensatori: când răspuns în frecvență unul scade, celălalt devine semnificativ, oferind impedanță AC scăzută pe o gamă de multe decenii de frecvență.

Orez. 1. Dependența impedanței condensatorului de frecvență

Direct în apropierea bornelor de alimentare ale amplificatorului operațional, un condensator cu capacitate mai mica si mai mici dimensiuni geometrice ar trebui să fie plasat pe aceeași parte cu amplificatorul operațional - și cât mai aproape de amplificator. Partea de masă a condensatorului trebuie să fie conectată la planul de masă cu lungimi minime ale cablurilor și urmei. Conexiunea trebuie să fie cât mai aproape de sarcina amplificatorului pentru a minimiza interferența dintre șinele de alimentare și masă. Orez. 2 ilustrează această tehnică.

Orez. 2. Conectarea magistralelor de alimentare la masă cu condensatoare paralele

Acest proces ar trebui repetat cu următorul condensator cel mai mare. O regulă bună este să începeți cu cel mai mic condensator - 0,01 µF și apoi să treceți la condensator de oxid Capacitate de 2,2 µF cu ESR scăzut (echivalent rezistență în serie). Primul listat în pachetul 0508 are o inductanță de serie scăzută și parametri excelenți de înaltă frecvență.

Între un autobuz și altul

O configurație alternativă este utilizarea unuia sau mai multor condensatori conectați între șinele de putere pozitive și negative ale amplificatorului operațional. Această metodă este utilizată atunci când este dificil să potriviți toți cei patru condensatori în circuit. Dezavantajul este că condensatorii sunt mai mari deoarece tensiunea pe ei este dublată în comparație cu blocarea fiecărei surse în mod individual. În acest caz, este necesar un condensator cu o tensiune mare de avarie, ceea ce duce la o creștere a dimensiunii sale. Cu toate acestea, această opțiune îmbunătățește atât performanța PSR, cât și cea a distorsiunii.

Deoarece fiecare circuit și topologia acestuia sunt diferite, configurația, numărul și capacitatea condensatoarelor vor fi determinate de cerințele specifice ale circuitului.

Unde C- capacitate; O- suprafața căptușelii în cm²; k- constanta dielectrică relativă a materialului plăcii; Şi d- distanta intre placi in cm.

Orez. 5. Capacitatea unui condensator plan-paralel

De asemenea, ar trebui să luați în considerare inductanța benzii conductorului, care rezultă din lungimea excesivă a urmei și stratul de pământ insuficient. Ecuația 2 oferă formula inductanței pistei (Figura 6):

Unde W- latimea ecartamentului; L- lungimea acestuia; Şi H- grosime. Toate dimensiunile sunt in milimetri.

Orez. 6. Inductanța pistei

Orez. 7. Răspuns la un impuls fără strat și cu strat de pământ

Unde T- grosimea plăcii și d- diametrul orificiului traversant în centimetri.

Orez. 8. Via dimensiuni

strat de pământ

Aici vom atinge câteva puncte cheie această întrebare. O listă de link-uri pe acest subiect este furnizată la sfârșitul articolului.

Deoarece stratul de pământ are de obicei o suprafață mare și o secțiune transversală, rezistența sa este menținută la minim. Pe frecvențe joase curentul curge pe calea cu cea mai mică rezistență, dar la frecvențe înalte urmează calea cu cea mai mică rezistență. Cu toate acestea, există excepții și, uneori, un avion de sol mai mic funcționează mai bine. Acest lucru se aplică și amplificatoarelor operaționale de mare viteză dacă eliminați o parte din pământul de sub pad-urile de intrare și de ieșire.

Analogic și circuite digitale, inclusiv terenul și substraturile lor, trebuie separate dacă este posibil. Creșterile abrupte ale impulsului creează vârfuri de curent care curg prin stratul de sol și creează zgomot, degradând performanța analogică a circuitului.

La frecvențe înalte, ar trebui să acordați atenție unui fenomen numit efect de piele. Forțează curentul să curgă de-a lungul suprafeței exterioare a conductorului, de parcă făcându-l mai îngust și mărind rezistența în comparație cu valoarea conductorului la curent continuu. Deși luarea în considerare a efectului pielii depășește domeniul de aplicare al acestui articol, iată o expresie aproximativă pentru calcularea adâncimii pielii în cupru (în cm):

Pentru a reduce efectul pielii, poate fi utilă o acoperire de metale care reduce posibilitatea apariției acestuia.

Locuințe

Orez. 9. Diferențe în topologia circuitelor cu amplificatoare operaționale: a) pachet SOIC; b) carcasa SOT-23; c) Pachetul SOIC cu rezistor RF pe partea de jos a plăcii.

Topologia plăcii cu pachetul SOT-23 este aproape ideală: lungime minimă a pistei feedback, utilizarea minimă a vias; sarcina și condensatorul de decuplare sunt conectate la masă prin căi scurte către un punct; condensator de decuplare a tensiunii pozitive, neprezentat în Fig. 9b, plasat direct sub condensatorul de tensiune negativă din partea inferioară a plăcii.

Pinout amplificator cu distorsiune scăzută

Pinout nou pentru a reduce distorsiunea, folosit în unele dintre amplificatoarele operaționale ale companiei Dispozitive analogice(de ex. AD8045), ajută la eliminarea ambelor probleme menționate mai sus și îmbunătățește performanța în alte două domenii importante. Pinout-ul LFCP cu distorsiune scăzută prezentat în Fig. 10, este obținut dintr-un pinout tradițional al amplificatorului operațional, rotindu-l în sens invers acelor de ceasornic cu un pin și adăugând un al doilea pin de ieșire destinat circuitului de feedback.

Orez. 10. Op-amp cu pinout pentru o distorsiune redusă

Pinout-ul cu distorsiune scăzută permite o conexiune scurtă între ieșire (pinul de feedback) și intrarea de inversare, așa cum se arată în Fig. 11. Acest lucru simplifică foarte mult topologia și îi conferă o formă rațională.

Orez. 11. Topologie PCB pentru amplificatorul operațional AD8045 cu distorsiune scăzută

Al doilea avantaj al carcasei este atenuarea armonicii secunde a distorsiunilor neliniare. Unul dintre motivele apariției sale este conexiunea dintre intrarea neinversătoare și ieșirea negativă a tensiunii de alimentare. Pinout-ul cu distorsiune scăzută a pachetului LFCP elimină această cuplare și atenuează semnificativ a doua armonică; în unele cazuri, reducerea acestuia poate fi de până la 14 dB. În fig. Figura 12 arată diferența de distorsiune dintre amplificatorul operațional AD8099 dintr-un pachet SOIC și dintr-un pachet LFCSP.

Orez. 12. Comparație a distorsiunii op-amp AD8099 în diferite pachete - SOIC și LFCSP

Acest caz are un alt avantaj - disiparea puterii. Pachetul are un substrat de cip expus, care îi reduce rezistența termică, îmbunătățind θ JA cu aproximativ 40%. În acest caz, cipul funcționează la temperaturi mai scăzute, ceea ce îi crește fiabilitatea.

Trei amplificatoare operaționale Analog Devices de mare viteză sunt acum disponibile în pachete noi cu distorsiuni reduse: AD8045, AD8099 și AD8000.

Cablaj și ecranare

Pe plăci de circuite imprimate circuite electronice majoritatea pot fi prezente în același timp diverse semnale- analogic și digital, cu înaltă și tensiune joasă, curent mare și scăzut - de la curent continuu la frecvențe gigahertzi. A-i împiedica să interfereze unul cu celălalt este o sarcină dificilă.

Este important să planificați din timp cum să gestionați semnalele de pe placă, să rețineți care dintre ele sunt sensibile și să stabiliți pașii pentru a le păstra intacte. Straturi ale pământului, pe lângă faptul că oferă un potențial de referință pentru semnale electrice, poate fi folosit și pentru ecranare. Când doriți să izolați semnalele, primul pas este să vă asigurați că există o distanță suficientă între urmele semnalului. Să ne uităm la câteva măsuri practice:

• Minimizarea lungimii liniilor paralele și prevenirea apropierii apropiate între urmele de semnal de pe același strat va reduce cuplarea inductivă.
• Minimizarea lungimii urmelor pe straturile adiacente va preveni cuplarea capacitivă.
• Căile de semnalizare care necesită izolație specială ar trebui să ruleze pe straturi diferite și, dacă nu pot fi distanțate mai mult, perpendicular între ele, trebuie așezat un strat de pământ între ele. Dirijarea perpendiculară minimizează cuplarea capacitivă, iar pământul formează un scut electric. Această tehnică este utilizată pentru a forma linii cu impedanță potrivită (impedanță caracteristică).

Semnalele de înaltă frecvență (RF) sunt transportate în mod obișnuit de-a lungul liniilor adaptate la impedanță. Adică, impedanța caracteristică a pistei este asigurată a fi egală, de exemplu, cu 50 ohmi (tipic pentru circuitele RF). Cele două tipuri de linii potrivite utilizate în mod obișnuit, microstrip și stripline, pot produce aceleași rezultate, dar au implementări diferite.

Linia potrivită cu microbandă prezentată în Fig. 13, poate rula pe ambele părți ale tablei; folosește stratul de pământ imediat dedesubtul acestuia ca plan de bază.

Orez. 13. Linie de transmisie Microstrip

Pentru a calcula impedanța undei caracteristice a liniei de pe placa FR4, puteți utiliza următoarea formulă:

Unde H- distanta de la sol pana la pista; W- latimea ecartamentului; T- grosimea liniei; Toate dimensiunile sunt în mils (1 mil = 10 -3 inci). ε r- constanta dielectrică relativă a materialului plăcii.

O linie de potrivire stripline (Figura 14) folosește două straturi de plan de sol și o urmă de semnal între ele. Această metodă utilizează mai multe piese și necesită Mai mult straturi, este sensibil la modificările grosimii izolatorului și este mai scump, deci este utilizat de obicei numai în dispozitivele cu cerințe crescute.

Orez. 14. Stripline linie potrivită

Ecuația pentru calcularea impedanței caracteristice a unei linii de bandă este:

Orez. 15. Inele de protecție: a) circuit inversor și neinversător; b) implementarea ambelor opțiuni în pachetul SOT-23-5

Există multe alte opțiuni de ecranare și cablare. A primi Informații suplimentare Pentru aceste subiecte și alte subiecte menționate mai sus, cititorul este încurajat să consulte linkurile de mai jos.

Concluzie

Pentru proiectarea cu succes a dispozitivelor care utilizează amplificatoare operaționale de mare viteză, este importantă o topologie rezonabilă PCB. Fundația este un design bun, iar colaborarea strânsă între inginerul de circuite și proiectantul PCB este, de asemenea, importantă, mai ales atunci când plasați și conectați componente.

Literatură

1. Ardizzoni J. Keep High-Speed ​​​​Circuit-Layout-board Layout on Track // EE Times, 23 mai 2005.
2. Brokaw P. Ghidul utilizatorului unui amplificator IC pentru decuplare, împământare și transformare a lucrurilor corecte pentru o schimbare // Notă de aplicație pentru dispozitive analogice AN-202.
3. Brokaw P., Barrow J. Grounding for Low- and High-Frequency Circuits // Analog Devices Application Note AN-345.
4. Buxton J. Designul atent îmblânzește amplificatorii operaționali de mare viteză // Notă de aplicație pentru dispozitive analogice AN-257.
5. DiSanto G. Dispunerea corectă a plăcii PC îmbunătățește intervalul dinamic // EDN, 11 noiembrie 2004.
6. Grant D., Wurcer S. Evitarea capcanelor componentelor pasive // ​​Analog Devices Application Note AN-348.
7. Johnson H. W., Graham M. High-Speed ​​​​Digital Design, a Handbook of Black Magic. Prentice Hall, 1993.
8. Jung W., ed., Op Amp Applications Handbook // Elsevier-Newnes, 2005.

O placă de circuit imprimat este o placă dielectrică pe suprafața căreia sunt aplicate piste conductoare și sunt pregătite locuri pentru montarea componentelor electronice. Componentele electrice radio sunt de obicei instalate pe placă prin lipire.

Dispozitiv PCB

Căile conductoare electric ale plăcii sunt realizate din folie. Grosimea conductorilor este, de regulă, de 18 sau 35 microni, mai rar 70, 105, 140 microni. Placa are găuri și plăcuțe de contact pentru montarea elementelor radio.

Găurile separate sunt folosite pentru a conecta conductorii amplasați pe laturi diferite taxe. Un strat de protecție special și marcaje sunt aplicate pe părțile exterioare ale plăcii.

Etapele creării unei plăci de circuit imprimat

În practica radioamatorilor, de multe ori trebuie să ne confruntăm cu dezvoltarea, crearea și fabricarea diverselor dispozitive electronice. Mai mult, orice dispozitiv poate fi construit pe o placă de circuit imprimat sau o placă obișnuită cu montare la suprafață. PCB-ul funcționează mult mai bine, este mai fiabil și arată mai atractiv. Crearea acestuia presupune efectuarea unui număr de operații:

Pregătirea layout-ului;

Desen pe textolit;

Gravurare;

cositorit;

Instalarea elementelor radio.

Fabricarea plăcilor de circuite imprimate este un proces complex, care necesită forță de muncă și interesant.

Dezvoltarea și producerea unui layout

Desenarea pe tablă se poate face manual sau pe computer folosind unul dintre programele speciale.

Cel mai bine este să desenați tabla manual pe hârtie de înregistrare la scară 1:1. Hârtia milimetrică este, de asemenea, potrivită. Componentele electronice instalate trebuie să fie afișate în oglindă. Sunt afișate urmele de pe o parte a plăcii linii continue, iar celălalt - punctat. Punctele marchează locurile în care sunt atașate elementele radio. Zonele de lipit sunt desenate în jurul acestor locuri. Toate desenele sunt de obicei realizate folosind o planșă de desen. De obicei, se face manual desene simple, Mai mult circuite complexe plăcile de circuite imprimate sunt dezvoltate pe un computer în aplicații speciale.

Cel mai des folosit un program simplu Aspect Sprint. Potrivit doar pentru imprimare imprimanta laser. Hârtia trebuie să fie lucioasă. Principalul lucru este că tonerul nu mănâncă în el, ci rămâne deasupra. Imprimanta trebuie reglată astfel încât grosimea tonerului a desenului să fie maximă.

Producția industrială a plăcilor de circuite imprimate începe cu introducerea schemei de circuit a dispozitivului într-un sistem de proiectare asistată de computer, care creează un desen al viitoarei plăci.

Pregătirea piesei de prelucrat și găurirea

În primul rând, trebuie să tăiați o bucată de PCB cu dimensiuni date. File marginile. Atașați desenul pe tablă. Pregătiți unealta pentru găurire. Găuriți direct conform desenului. Burghiul trebuie să fie de bună calitateși corespund diametrului celui mai mic orificiu. Dacă este posibil, ar trebui să utilizați o mașină de găurit.

După ce ați făcut toate găurile necesare, îndepărtați desenul și găuriți fiecare gaură la diametrul specificat. Curățați suprafața plăcii cu șmirghel fin. Acest lucru este necesar pentru a elimina bavurile și pentru a îmbunătăți aderența vopselei la placă. Pentru a îndepărta urmele de grăsime, tratați placa cu alcool.

Desen pe laminat din fibra de sticla

Desenul plăcii poate fi aplicat la PCB manual sau folosind una dintre multele tehnologii. Tehnologia de călcat cu laser este cea mai populară.

Desenul manual începe prin marcarea zonelor de montare din jurul găurilor. Acestea sunt aplicate folosind un pix sau un chibrit. Găurile sunt conectate cu șine în conformitate cu desen. Este mai bine să desenați cu vopsea nitro în care se dizolvă colofonia. Această soluție oferă o aderență puternică la placă și o rezistență bună la gravarea la temperatură ridicată. Lacul de bitum asfaltic poate fi folosit ca vopsea.

Fabricarea plăcilor de circuite imprimate folosind tehnologia laser-fier oferă rezultate bune. Este important să efectuați toate operațiunile corect și cu atenție. Placa degresată trebuie așezată pe o suprafață plană, cu cuprul în sus. Așezați cu atenție designul deasupra, cu tonerul în jos. În plus, mai adăugați câteva coli de hârtie. Călcați structura rezultată cu un fier fierbinte timp de aproximativ 30-40 de secunde. Când este expus la temperatură, tonerul trebuie să treacă de la o stare solidă la o stare vâscoasă, dar nu la un lichid. Lăsați placa să se răcească și puneți-o în apă caldă câteva minute.

Hârtia va deveni moale și se va rupe cu ușurință. Ar trebui să examinați cu atenție desenul rezultat. Absența piste separate indică faptul că temperatura fierului este insuficientă; se obțin piste largi atunci când fierul este prea fierbinte sau placa este încălzită pentru o perioadă de timp excesivă.

Micile defecte pot fi corectate cu un marker, vopsea sau oja. Dacă nu vă place piesa de prelucrat, atunci trebuie să spălați totul cu un solvent, să o curățați cu șmirghel și să repetați procesul din nou.

Gravurare

O placă de circuit imprimat fără grăsimi este plasată într-un recipient de plastic împreună cu soluția. La domiciliu, clorura ferică este de obicei folosită ca soluție. Baia cu ea trebuie legănat periodic. După 25-30 de minute, cuprul se va dizolva complet. Gravarea poate fi accelerată folosind o soluție de clorură ferică încălzită. La sfârșitul procesului, placa de circuit imprimat este scoasă din baie și spălată bine cu apă. Apoi vopseaua este îndepărtată de pe căile conductoare.

Coatorie

Există multe metode de cositorire. Avem o placă de circuit imprimat pregătită. Acasă, de regulă, nu există dispozitive speciale si aliaje. Prin urmare, folosesc o metodă simplă și fiabilă. Placa este acoperită cu flux și cositorită cu un fier de lipit cu lipit obișnuit folosind împletitură de cupru.

Instalarea elementelor radio

În etapa finală, componentele radio sunt introduse una câte una în locurile destinate acestora și lipite. Înainte de lipire, picioarele pieselor trebuie tratate cu flux și, dacă este necesar, scurtate.

Fierul de lipit trebuie folosit cu atenție: dacă există căldură în exces, folia de cupru poate începe să se desprindă și placa de circuit imprimat va fi deteriorată. Îndepărtați orice colofoniu rămas cu alcool sau acetonă. Placa finită poate fi lăcuită.

Dezvoltare industrială

Este imposibil să proiectați și să fabricați o placă de circuit imprimat pentru echipamente de ultimă generație acasă. De exemplu, placa de circuit imprimat a unui amplificator pentru echipamente High-End este multistratificată, conductorii de cupru sunt acoperiți cu aur și paladiu, pistele conductoare au grosimi diferite etc. Atingerea acestui nivel de tehnologie nu este ușoară nici măcar într-o întreprindere industrială. Prin urmare, în unele cazuri, este recomandabil să achiziționați o placă de înaltă calitate gata făcută sau să plasați o comandă pentru a efectua lucrări conform propriei scheme. În prezent, producția de plăci cu circuite imprimate este stabilită la multe întreprinderi interne și în străinătate.

Articole ne-am dat seama de lucru împreună alimentare electricăși a determinat, de asemenea, ce piese sunt necesare pentru fabricarea acestuia. În această parte vom dezvolta și desena placa de circuit imprimat pe hârtie.

Vom face un sigiliu în mod demodat. Într-un mod modern, l-am încercat și nu mi-a plăcut. Ai nevoie de o mulțime de echipamente și abilități suplimentare, plus învățarea programului în care este desenată placa de circuit imprimat, hârtie specială pe care să desenezi desenul într-un mod specialși toner, apoi călcați totul cu un fier de călcat și abia apoi gravați-l.

Și dacă îți lipsește tonerul sau hârtia sau nu le călci corect, atunci trebuie să termini manual de trasat liniile cu un creion. Într-un cuvânt, hemoroizi și o pierdere de timp. Dar aceasta este opinia mea personală. În orice caz, trebuie să încercați și să înțelegeți metoda de modă veche, deoarece toată lumea a început cu ea. Și odată ce înțelegeți procesul în sine, mergeți mai departe și stăpâniți tehnologiile moderne.

O luăm pe cea obișnuită foaie de caietîntr-o cutie, iar în partea de sus desenăm o diagramă. Dacă diagrama este mare, atunci nu trebuie să faceți acest lucru, principalul lucru este că este în fața ochilor tăi.

Toate schemele electrice și de circuite sunt desenate și citite de la stânga la dreapta, așa că vom desena și urme și vom aranja părțile pe placă de la stânga la dreapta.

Acum amintiți-vă: reversul hârtiei este partea plăcii pe care vor fi instalate componentele radio. Și partea hârtiei pe care sunt desenate pistele va fi partea plăcii de circuit imprimat din partea pistelor.

Să mergem.
Selectați mijlocul foii de hârtie. Luați un condensator C1și apăsați ușor picioarele în foaie astfel încât să lase urme pe hârtie. Cu un creion desenăm dimensiunile condensatorului și simbolul acestuia, iar cu un pix notăm concluziile.

Încă un moment. Dacă condensatorul dvs. este orizontal sau prea mare, atunci nu are rost să îl montați pe placă, deoarece va fi prea mare. Este suficient să faceți două găuri pentru cabluri, iar în timpul instalării vom conecta condensatorul la placă cu fire.

Aici, lângă condensator, plasăm o punte de diode formată din diode VD1 – VD4. Așezați toate cele patru diode pe hârtie și decideți cum și unde vor fi amplasate pe placă. Mi s-a părut că ar fi convenabil să le plasez sub condensator.

Luăm două diode și le îndoim cablurile, așa cum se arată în partea de mijloc a figurii. Puteți apăsa diodele pe hârtie, așa cum ați făcut cu un condensator, sau puteți pur și simplu să puneți diodele una lângă cealaltă și să marcați bornele cu un stilou, lăsând în același timp o distanță între corpurile diodei. 1 mm va fi suficient.

Faceți distanța dintre bornele pentru rezistențe, diode și condensatori permanenți cu 1 mm mai lată decât este în realitate. Lasă-l să fie mai larg decât este deja.

Între o pereche de puncte desenăm denumirea unei diode, ca în partea dreaptă a figurii.

Acum să „strângem” într-o grămadă punte de diodeŞi condensator.
Conectăm cele două diode superioare anozi, și cele două diode inferioare catozi- aceasta va fi partea de ieșire a podului (Fig. №1 ). Următorul, catod conectați prima diodă la anod a patra diodă și catod conectați a doua diodă la anod al treilea - aceasta va fi partea de intrare a podului (Fig. №2 ).

Marcam două găuri pentru alimentarea cu tensiune alternativă și asigurați-vă că indicăm că va fi „ Intrare" (orez №3 ). Ei bine, să decidem asupra terminalului pozitiv al condensatorului C1. Concluzii punte de diode„plus” și „minus” sunt conectate la bornele similare ale condensatorului (Fig. №4 ).

Următorul în diagramă este un rezistor R1 si dioda VD5.
Așezați-le pe o coală de hârtie (Fig. №1 ), marcați cum vor fi amplasate pe placă, marcați pinii și desenați simboluri pentru rezistor și diodă, așa cum se arată în figură №2 . În interiorul rezistenței indicăm valoarea acestuia. În cazul nostru este 10kOhm.

Acum, conform diagramei, conectăm aceste elemente între ele cu căi. In poza №3 aceste căi sunt indicate prin săgeți.

Se pare că în funcție de circuitul „minus” de la condensator C1 ajunge la borna superioară a rezistenței R1, ceea ce înseamnă că conectăm terminalul corespunzător al condensatorului cu o cale către terminalul corespunzător al rezistenței.

Borna de jos a rezistenței R1și catod diodă VD5 sunt conectate între ele, ceea ce înseamnă că conectăm acești pini cu o cale (săgeata de mijloc). Ei bine, anodul diodei VD5 conectați la punctul pozitiv al punții de diode. Sper că principiul este clar? Să mergem mai departe.

Următorul în circuit sunt tranzistorul VT1, dioda zener VD6 si rezistenta R2.
Așezăm piesele noi și anterioare (rezistorul R1 și dioda VD5) pe hârtie, le aranjam, marcam poziția și marcam găurile pentru cabluri. Indicăm valoarea rezistenței 360 ohmi, și marcați concluziile tranzistorului bazele, colectorŞi emițător.

Acum conectăm aceste elemente conform diagramei. Conectăm baza tranzistorului la un rezistor R1și catod diodă VD5(orez №1 ). Anod diodă Zener VD6 conectați la borna de jos a rezistenței R2(orez №2 ), și cu colectorul tranzistorului VT1(orez №3 ). Borna de sus a rezistenței din diagramă R2 conectați la borna superioară a rezistenței R1 sau magistrală negativă (Fig. №3 ).

Urmează rezistența variabilă R3. Nu il vom monta pe placa, ci vom face doar trei gauri pentru cabluri. Rezistorul, ca și condensatorul, va fi conectat la placă cu fire.

Punem o diodă zener pe hârtie VD6 iar lângă el marchem trei găuri (Fig. №1 ). Conectam anodul și catodul diodei zener la bornele superioare și inferioare rezistor variabil(orez №2 ). Și aici, catodul diodei zener VD6 conectați la anodul diodei VD5și o magistrală pozitivă comună (Fig. №2 ).

Urmează în diagramă tranzistorul de control VT2și rezistența sa de sarcină R4. Le punem pe hârtie, le marcam și le marcam (Fig. №1 Şi №2 ). Borna mijlocie a rezistenței variabile R3 conectați la baza tranzistorului VT2. Borna superioară a rezistenței R4 VT2, și borna inferioară a rezistorului R4– cu borna inferioară a unui rezistor variabil R3și o anvelopă pozitivă.

Acum marcam găurile pentru tranzistorul puternic VT3. Este la fel ca un rezistor R3, nu va fi amplasat pe placă, ci conectat la aceasta cu fire.
Baza tranzistorului VT3 conectați la emițătorul tranzistorului VT2.
Colector VT3 conectați la colector VT2, borna superioară a rezistenței R2și o magistrală negativă comună (Fig. №3 ).

Trebuie doar să decidem locația rezistenței de sarcină R5și conectați complet părțile rămase. Borna superioară a rezistenței R5 se conectează la emițătorul tranzistorului VT3și emițătorul tranzistorului VT1, și borna inferioară a rezistorului R5 se conectează la rezistor R4și o anvelopă pozitivă.

Nu uitați să marcați două găuri pentru prizele de ieșire XT1Şi XT2.

Ei bine, aici ești dezvoltatŞi a tras pe hârtie (deocamdată) primul meu placa de circuit imprimat. Dar acesta este doar începutul, deoarece încă mai trebuie adus în minte. Și aceasta este: verificați erorile, forați găuri pentru piese, aplicați un model de piste pe suprafața de cupru, apoi placa este gravată în clorură ferică, după gravare, lipirea este aplicată pe șine și numai apoi piesele sunt lipite pe bord. Ne vom ocupa de toate acestea parțial.
Noroc!

Circuit imprimat

o unitate de echipamente electrice sau radio realizate pe o singură placă (vezi placa) sub forma unui sistem de elemente electrice și radio imprimate conectate între ele folosind un circuit imprimat (vezi circuitul imprimat). Multe elemente pasive sunt fabricate în formă tipărită (vezi. orez. ): rezistențe și condensatoare, inductori și transformatoare, conectori și întrerupătoare, elemente de microunde (pentru funcționare la frecvențe de la 500 la 2000) MHz) - linii de bandă, cuplaje direcționale, filtre trece-bandă, atenuatoare etc. Rezistoarele se obțin fie prin aplicarea unui amestec rezistiv (pastă) printr-un șablon pe secțiuni individuale ale plăcii (fâșii sau tampoane) (precizia obținerii valorii nominale a rezistenței este de 20-40%), fie prin depunerea în vid termic a unui subțire. strat de carbon, metal (tantal, niobiu), oxid de metal pe placă (dioxid de staniu), aliaj (nicrom) (precizie 5-10%). Condensatorii sunt obținuți prin formarea de plăcuțe metalizate pe una sau ambele părți ale plăcii. Din cauza capacitate mică(până la câteva zeci pf) și valori mari ale tangentei pierderilor dielectrice, utilizarea lor este limitată. Inductoarele sub formă de spirale cu una sau mai multe spire sunt produse prin gravare (pe plăci din folie) sau ardere în argint (pe plăci ceramice). De obicei, valorile inductanței lor nu depășesc 7-10 μgn, și cu conductori deosebit de subțiri - 50 μgn. Transformatoarele sunt produse în același mod. La realizarea conectorilor cu contact cu arc, pe marginea plăcii sunt create o serie de benzi imprimate cu un strat rezistent la uzură de rodiu sau platină, acționând ca un dop. În mod similar, partea de contact a comutatoarelor care au un sistem de comutare complex este realizată, de exemplu, discuri de cod pentru dispozitive digitale. Cablurile de conectare (monostrat și multistrat) sub forma unui sistem plat cu mai multe fire sunt produse prin gravarea unei folii flexibile. Dimensiunile și greutatea unor astfel de cabluri sunt semnificativ (de 7-10 ori) mai mici decât, de exemplu, cablurile convenționale de radiofrecvență (vezi Cablu de radiofrecvență). Elemente imprimate ale traseului cu microunde și uneori și elemente pasive amplificatoare electronice frecvențele intermediare și joase sunt create într-un singur pas la frecvențe înalte (până la 500 X 500 mm

) placă din dielectric nepolar. P.S. de obicei acoperit cu lac rezistent la umiditate și căldură, după care este un produs finit. În esență, în același mod, sunt fabricate elemente pasive ale filmelor hibride și de film. circuite integrate

(Vezi Circuitul integrat).

Aplicarea P. s. crește semnificativ densitatea de instalare, fabricabilitatea și fiabilitatea componentelor dispozitivelor radio-electronice (de exemplu, computere, televizoare, radiouri) și servește drept bază pentru microminiaturizarea și miniaturizarea complexă a acestora, în special la scară largă de producție (vezi și Micromodul, Microelectronica). ). Lit.:

Circuite imprimate în fabricarea instrumentelor, tehnologia calculatoarelor și automatizări, M., 1973.

B. P. Lihovetsky.. 1969-1978 .

Marea Enciclopedie Sovietică. - M.: Enciclopedia Sovietică

Vedeți ce este „Circuit imprimat” în alte dicționare: CIRCUIT IMPRIMAT, circuit conductoare electrice , gravat chimic pe un strat de folie de cupru care acoperă o placă din plastic, sticlă sau material izolator ceramic. Circuitul conectează componentele instalate pe el, cum ar fi... ...

Dicționar enciclopedic științific și tehnic circuit imprimat - Un circuit produs prin imprimare și care include elemente imprimate, un model conductiv sau o combinație a acestora, format într-o prestructură sau conectat la o suprafață teren comun

. [GOST 20406 75] Subiectele plăcilor de circuite imprimate EN tipărite... ... CIRCUIT IMPRIMAT - unitate de montare echipamente radio-electronice , în care conexiunile conductoare între elementele sale se realizează sub formă de conductoare subțiri plate aplicate pe suprafața bazei izolatoare. Condensatorii sunt produși prin imprimare... ...

Circuit imprimat- 17. Circuit imprimat E. Circuit imprimat F. Circuit imprimée Un circuit obținut prin imprimare și incluzând elemente imprimate, un model conductiv sau o combinație a acestora, format într-o structură preliminară sau conectat la suprafața unui ... .. . Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

circuit imprimat f- spausdintinės grandinės modulis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: engl. modul circuit imprimat vok. Druckschaltungsmodul, m rus. circuit imprimat f pranc. module à circuit imprimé, m... Radioelektronikos terminų žodynas

Dicționar enciclopedic științific și tehnic- spausdintinė grandinė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. circuit imprimat vok. gedruckte Schema, n rus. circuit imprimat, f pranc. circuit imprimé, m … Fizikos terminų žodynas

O unitate a unui dispozitiv radio-electronic, pe placă la care se aplică rezistențe, condensatoare, inductori etc. folosind un circuit imprimat Rezistoarele, de exemplu, sunt obținute prin aplicarea unui strat de carbon, metal etc.... Big Enciclopedic Polytechnic Dictionary

circuit imprimat pe o placă acoperită cu folie metalizată- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Dicționar englez-rus de inginerie electrică și inginerie energetică, Moscova, 1999] Subiecte de inginerie electrică, concepte de bază RO circuit imprimat cu folie în relief ... Ghidul tehnic al traducătorului

circuit imprimat realizat prin gravare- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Dicționar englez-rus de inginerie electrică și inginerie energetică, Moscova, 1999] Subiecte de inginerie electrică, concepte de bază RO circuit imprimat gravat... Ghidul tehnic al traducătorului

circuit imprimat produs prin metoda depunerii electrolitice- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Dicționar englez-rus de inginerie electrică și inginerie energetică, Moscova, 1999] Subiecte de inginerie electrică, concepte de bază EN placat circuit placat circuit imprimat ... Ghidul tehnic al traducătorului