高速电路板设计指导书 - 图文(2)

2019-03-29 13:28

PLL 电路以模拟电压控制,所以用C7 作高频性降至ground,避免受到电路基板布线的影响。

图34 4GHz 为中心可作500MHz宽带振荡的VCO 电路基板图案

Q1、L6、L4、D1 决定振荡频率,所以设计图案时必需考虑贯穿这些组件的电路电流路径。图34 中的虚线表示电路电流路径。接地采用via hole连接到L2,虽然这种连接方式属于full ground不过路径却非常短,此外via hole设计必需避免产生额外的阻抗。

4GHz 的频率在真空中的1 个波长为75mm,在印刷电路板上的波长比真空中更短,会有所谓的电路板上缩短率,加上电气上的长度只有该波长的1/2,几乎是可以忽略的长度,结果造成图案之间的距离变得非常短,所以必需尽量选用小型组件,设计电路基板图案时必需动作频率列为最优先考虑。

照片2 是本电路使用的SAM连接器外观,它是Johnson components公司开发的End launch connector。对micro strip line 而言,SAM的中心导体尺寸非常小,因此可以达成无阻抗暴增之虞的传输特性。图35 是SAM 连接器的电路基板图案,以及中心导体尺寸与基板厚度为1.2mm时的micro strip line宽度。

照片2 SAM连接器的外观 图35 照片2 SAM连接器的foot pattern Audio 电路大多采用单点接地(图36),类似RF 电路的单点接地导线会成为电感器(inductance),使得各组件的接地端子之间电位变得非常不稳定,所以基板图案采用fullground设计,利用基板的背面与内层形成所谓的传输线路ground plain结构,此外与ground连接的via hole 会成为无法忽视的阻抗,设计上必需特别注意。

6

图36 Audio电路常见的单点接地

五、面封装型线性调整器的散热图案

接着介绍输出电流1.0A 低饱和型线性调整器(linear regulator)散热图案设计技巧。三端子调整器构成组件非常少因此广被使用,图37是由面封装型线性调整器NCP1117 构成的降压电路;图38 是降压电路基板图案。

图37 线性调节器构成的降压电路 图37 线性调节器构成的降压电路 旁通电容器(bypass condenser) C1、C3 封装在半导体的输出入端子附近,NCP1117 为面封装型半导体,使用电路基板图案作散热。图39 是NCP1117 的散热pattern 大小与容许电力-热阻抗的关系,例如输入8V,输出5V,输出电流400mA 时,半导体的损失利用输出、入的电压差(8V-5V=3V),乘上输出电流后等于3V×0.4A=1.2W,根据图39 可知NCP1117 需要7mm正方以上的散热pad。直接与散热pad连接时,如果输出平滑电解电容C4 的电路基板图案太宽时,热量会经由图案传导至电容器造成电解电容温度上升,所以散热pad 与C4的基板图案必需案配合输出电流,尽量降低导线图案的宽度。

图39 NCP1117 的散热pattern大小与容许电力-热阻抗的关系

7

同步整流step down converter BIC221C与控制电路,以及MOSFET驱动电路三者同时封装成一体,本电路的动作频率为300kHz,输入5V,输出2.5V/3A。图40(a)是step down converter电路图;图40(b)是BIC221C 的内部方块图;图41(a)是电路基板组件面图案。

如图40(b)所示,BIC221C内部方块图所示第4,6 号脚架的GND,与第8 号脚架的P.GND1、第16 号脚架的P.GND2 明确分隔,如果按照图40(a)电路图指示,直接描绘含盖上述脚架配线图案的话,可能会造成误动作与噪讯增加等后果,因此设计电路基板图案时,必需将第8号脚架的P.GND1、第16 号脚架的P,GND2 分开,避免第4,6 号脚架GND 大电流流动。具体方法如图41 所示,GND 的第4,6 号脚架在组件面连接,P.GND1 的第8 号脚架再与焊接面连接,大电流从C5 通过P.GND2 的第16 号脚架,再从Vout(11,12,13,14pin)通过L1 流入C5,P.GND1 的第8 号脚架从C1 设置slit作连接,因此连接与第4,6 号脚架的GND 的图案不会有大电流流动。

(a) 电路图

(b) BIC221C的内部方块图 图40 同步整流式step down converter BIC221C 构成的step down converter

8

(a) 组件面

(b)焊接图

图41 2.5V/3.3A 输出的DC-DC converter 电路基板图案

六、宽带数十MHz video增幅电路图案的设计技巧

模拟信号尤其是类似0~数十MHz video信号宽带电路时,电路图上详细标示信号的流动路径与组件位置非常重要。图56 是电流复归型video 用OP 增幅器HA-5020 构成的影像增幅电路(video amplifier)。传统电压复归型OP增幅电路,gain一旦变大时频宽会降低,相较之下电流复归型OP增幅电路,由于理论上频宽取决于复归阻抗值决,因此不受gain的影响可以获得较大频宽。如图56 所示从左侧输入的video信号,利用 (HA-5020)构成的OP增幅器增幅2 倍之后输出至右侧。

9

图57 是频宽数十MHz 的影像增幅电路基板图案,频率一旦进入影像频宽范围时,电路基板的设计直接影响电路特性,尤其是最短距离的连接,同时沿着电路图的流动路径设计基板图案非常重要。根据以上观点比较图56 与图57 时,可以确定信号的流动路径与组件的设置,几乎与图56 电路图完全一致

若影像增幅电路使用芯片型组件,一般比较容易获得预期的动作特性,如果使用传统导线组件,导线的电感成份可能会影响电路特性。

如图56所示提供IC的电源与接地之间插入旁通电容(bypass condenser),此外图56与图57IC脚架附近分别插入47μF电解电容,与并联的0.1μF、0.01μF陶瓷电容,接着再用粗短图案连接,由于受限于组件封装空间,因此等组件封装在图57 电路基板的背面。 如图58(a)所示电源供给源与接地之间插入旁通电容,如果从58(b)IC的右侧插入,就无法发挥旁通电容的功能。

10


高速电路板设计指导书 - 图文(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:音频信号的分类与分割

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: