Verstärker PCB-Layout

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Ihr wertvoller Partner für das PCB-Layout von Verstärkern

 

Wenn Sie einen Audioverstärker oder einen Wi-Fi-Verstärker entwerfen, muss Ihr Schaltungsdesign sein Eingangssignal erzeugen und verstärken. Das Design Ihres Verstärker-PCB-Layouts ist entscheidend für eine gute Schaltungsleistung. Ein schlechtes Layout beeinflusst die Leistung, da es während Ihres Verstärker-PB-Prozesses zu Leckwiderständen, Spannungsdriften, Offset-Spannungen oder Streukapazitäten führen kann.

Leiterplattenlayout des Verstärkers 3

Verstärkerplatine

Ganz gleich, ob es sich um Operationsverstärker, kleine Signalverstärker, große Signalverstärker oder Leistungsverstärker handelt, wenn Sie feststellen, dass das PCB-Layout des Verstärkers Kopfschmerzen bereitet, ist Venture hier, um Ihnen zu helfen. Wir sind stolz darauf, unseren Verstärker-PCB-Layout-Service anbieten zu können.

Ihr führender Verstärker-PCB-Layout-Lieferant in China

Das PCB-Layoutteam von Venture-Verstärkern hat Hunderten von Kunden bei ihren Verstärker-PCB-Layoutdesigns geholfen.

  • Wir entwerfen das PCB-Layout des Operationsverstärkers, indem wir eine stabilisierte Spannung bereitstellen, um das richtige Ausgangssignal zu erzeugen, und vermeiden, eine Masseebene in der Nähe von Eingangspins zu platzieren.
  • Wir verwenden geeignete Wärmeableitungsmethoden, wie z. B. Wärmeableitungsdurchführungen oder Kühlkörper, um die thermische Stabilität aufrechtzuerhalten
  • Wir minimieren die Länge der Eingangssignale und stellen sicher, dass der Verstärker weit von anderen Hochfrequenzspuren entfernt ist.

Das PCB-Layoutteam von Venture-Verstärkern verfügt über branchenführende Designingenieure und 10 Jahre Erfahrung im Layout von Verstärker-PCBs. Von der Materialentwicklung und Produktion, Schaltungsherstellung zum Finale KomponentenmontageDas PCB-Layoutteam von Venture-Verstärkern verfügt über umfassende Erfahrung in der Verarbeitung einer Vielzahl von Leiterplattenmaterialien.

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Verstärkerplatine: Der ultimative FAQ-Leitfaden

Verstärker-PCB-The-Ultimate-FAQ-Guide

1. Was ist eine Verstärkerschaltung?

Dies ist eine Schaltung, die eine erhöhte Version eines Eingangssignals erzeugt, das in ihre Eingangsanschlüsse eingespeist wird.

Verstärkerschaltung

Verstärkerschaltung

2. Was ist Verstärker-PCB-Layout?

Verstärker Das Leiterplattenlayout ist eine schematische Zeichnung von Kupferverdrahtungsmustern auf einer Leiterplatte. Ein PCB-Designer führt diesen Prozess durch.

Dieser Prozess ermöglicht es der Verstärkerplatine, das zugeführte Eingangssignal zu erhöhen.

Leiterplattenlayout des Verstärkers

Leiterplattenlayout des Verstärkers

3. Was sind die Vorteile des Verstärker-PCB-Layouts?

Unterschiedliche Klassen von Verstärker-Leiterplatten weisen je nach verwendetem Layout-Design verschiedene Vorteile auf.

  • Klasse-A-Verstärker sind dafür bekannt, eine bessere Stabilität in der Rückkopplungsschleife und Frequenz zu bieten. Sie sind auch einfach mit einer einzelnen Vorrichtungskomponente und einer minimalen Anzahl von Teilen zu konstruieren.
  • Verstärker der Klasse B verfügen über zwei aktive Geräte. Diese Geräte übertragen die Hälfte des tatsächlichen Halbzyklus, wodurch ein Gesamtstrom zum Treiben der Last bereitgestellt wird. Dieses Verstärkerlayout hat daher einen höheren Wirkungsgrad.
  • Verstärker der Klasse AB können Übergangsverzerrungen eliminieren. Das nennen wir einen alternativen Ansatz.
  • Verstärker der Klasse C haben eine höhere Frequenz als die der Klassen A, B und AB. Bei diesen Verstärkern sind Sie auf Hochfrequenzbetrieb angewiesen, um 80 % der Effizienz zu erreichen.

4. Wie viele Arten von Verstärker-PCB-Layouts gibt es?

Es gibt mehr als 108 PCB-Layouts für Leistungs- und Audioverstärker. Diese PCB-Layouts werden in die folgenden Gruppen eingeteilt. Jede Gruppe hat verschiedene Untergruppen:

  • Kleine Verstärker unter 20 Watt
  • Mini-Verstärker zwischen 20 W und 50 W
  • Am besten für zu Hause 50W bis 100W
  • 100-Watt-Leistungsverstärkerschaltungen
  • Eine High-Audio-Verstärkerschaltung
  • 12-V-Auto-Audioverstärkerschaltung
  • Vorverstärker und MIC Non-Tone-Regler
  • Tonregler und grafische Equalizer
  • Audiomischer, Filter und Konverter
  • Audiocontroller und Schutzschaltungen

Verstärker werden auch mit Buchstaben klassifiziert wie:

  • A
  • B
  • C
  • AB
  • D
  • E usw.

Verstärker der Klasse A

Es ist ein Verstärker-PCB-Layout mit hoher Linearität und Verstärkung. Außerdem beträgt sein Leitungswinkel 360 Grad.

Daher bleibt dieser Verstärker während des gesamten Signaleingangs in Betrieb.

Das Layout hat auch einen Transistor, der die ganze Zeit eingeschaltet bleibt.

Verstärker der Klasse B

Diese Verstärkerklasse hat zwei aktive Geräte.

Sie können die Verstärker einzeln vorspannen, wenn sich das Signal in den negativen und positiven Zyklen befindet Sinuswelle.

Als solches wird das Signal von beiden Seiten gezogen und mit dem Verstärker kombiniert, um einen vollständigen Zyklus zu erhalten.

Verstärker der Klasse AB

Dieses Verstärker-PCB-Layout wird verwendet, um die Übergangsverzerrung zu überwinden.

Verstärker der Klasse C

Sie können es als einen abgestimmten Verstärker bezeichnen, der arbeiten kann in:

  • Gedrehter Modus
  • Ungedrehter Modus

Grundsätzlich handelt es sich um zwei unterschiedliche Betriebsarten.

Das Layout hängt von einem Leitungswinkel ab, der kleiner als 180 Grad ist. Sie bieten zwischen 60 % und 70 % Leistungseffizienz.

Class D Verstärker

Dies ist ein Schaltverstärker-PCB-Layout, das Pulsweitenmodulation verwendet.

Dabei ändert sich als direktes Eingangssignal ein Impuls mit variabler Breite. Auch hier spielt ein Leitungswinkel keine Rolle.

Lineare Verstärkungen werden ebenfalls nicht akzeptiert, da sie wie ein typischer Schalter mit nur zwei Betätigungen funktionieren.

Diese Operationen sind ein- und ausgeschaltet.

Verstärker der Klasse E

Dies ist ein hocheffizienter Leistungsverstärker. Es verwendet eine Schalttopologie und arbeitet in Funkfrequenzen.

Verstärker der Klasse F

Es ist ein Verstärker mit hoher Impedanz, mehr noch in Bezug auf die Oberwellen. Sowohl die Sinuswelle als auch die Rechteckwelle können Klasse-F-Verstärker ansteuern.

Verstärker der Klasse G

Um die Effizienz zu verbessern und den Stromverbrauch zu senken, verwenden diese Verstärker ein Rail-Switching-System.

Verstärker der Klasse H

Dies ist eine verbesserte Version des PCG-Layouts für Klassenverstärker.

5. Wofür wird die Verstärkerplatine verwendet?

Verstärkerplatine

Verstärkerplatine

Verstärker-PCB ist in verschiedenen Anwendungen verwendbar. Denn sie bilden in den meisten Fällen die zentrale Arbeitsstelle bei der Umwandlung von analogen Rohsignalen in digitale Signale.

Die Signale werden zuerst verstärkt, danach werden sie von einem Mikrocontroller verarbeitet, um eine Ausgabe zu erzeugen.

  • Es wird verwendet, um analoge Signale in Rechteckwellen umzuwandeln, wobei die hohe Eingangssättigung ausgenutzt wird. Das Phänomen der Wellenformung profitiert von harmonischer Sättigung. Es hilft bei der Umwandlung von Signalen in eine Rechteckwelle, wie bereits erwähnt.
  • Die Verstärkerplatine ist auch für die Erhöhung der Signalamplitude unerlässlich. Während dieser Übung hilft es weiter, andere Aspekte wie die Frequenz beizubehalten.
  • Sie besitzen eine hohe Spannungsverstärkung und einen nahezu hohen Ausgangswiderstand. Diese Eigenschaft ermöglicht es ihnen, genügend Leistung zu liefern, um Lautsprecher anzutreiben.
  • Aufgrund ihres niedrigen Eingangswiderstands gibt es wenig bis gar keine Verstärkung. In dieser Hinsicht wirkt es als Puffer zwischen der Schaltung und dem Empfänger. Es hilft bei der Verhinderung unerwünschter Signale.
  • Hochfrequenzverstärker-Leiterplatten helfen bei der Erkennung von Metallermüdung. Sie helfen auch bei der Ultraschallreinigung, Ultraschallabtastung und Fernbedienungssensoren.
  • In Oszilloskopen werden Verstärkerplatinen verwendet, die eine konstante Verstärkung zwischen DC und AC besitzen. Es wird der Genauigkeit zugeschrieben, die beim Messen von Signalen über einen vollen Frequenzbereich erforderlich ist.
  • Der Puffertyp wird zwischen zwei Schaltkreisen verwendet, um den gegenseitigen Interferenzbetrieb zu verhindern. Sie helfen auch bei der Impedanzanpassung. Dies liegt daran, dass sie eine hohe Eingangsimpedanz und eine niedrige Ausgangsimpedanz besitzen.
  • Operationsverstärker, die früher nur für einfache mathematische Operationen gedacht waren, haben sich zu verschiedenen Anwendungen entwickelt. Diese Anwendungen helfen bei der Ausführung komplexer Aufgaben.

6. Wie schneidet Verstärker-PCB im Vergleich zu normalen Leiterplatten ab?

Nachfolgend sind die Eigenschaften aufgeführt, die zum Vergleich zwischen Verstärker-PCB und verwendet werden können Standard-Leiterplatten.

A. Normale Leiterplatten.

Die Durchgangsloch-Technologie wird bei der Montage von Leiterplattenkomponenten verwendet. Das Bohren vieler Löcher geschieht mit sehr viel Präzision.

Alternativ wird bei der Montage von Komponenten Oberflächenmontagetechnologie verwendet. Faktoren wie der Widerstand werden durch physikalische Aspekte der Platte wie Dicke, Breite und Länge bestimmt.

Sie können manuell über eine Fotomaske entworfen werden. Die Photomaske wird auf eine transparente Mylar-Folie gelegt und mit Klebebändern Spuren gemacht.

B. Verstärkerplatine

Sie werden durch eine schematische Erfassung hergestellt, das Design und die Positionierung der Komponenten erfolgt durch eine Software (Easy EDA)

Die physikalischen Aspekte der Platine, wie Dicke, Breite und Länge, werden durch die Komplexität der Schaltung bestimmt.

Bei der Platzierung von Bauteilen sind Thermik und Geometrie entscheidende Faktoren. Die Leistungsaufnahme und -abgabe variiert mit dem Widerstand der Transistoren.

Sie sind hinsichtlich ihrer Dielektrizitätskonstante im Vergleich zu den ersteren von überlegener Qualität.

Ähnlichkeiten zwischen Verstärkerplatine und normalen Leiterplatten.

Bei beiden gilt ein schematisches Diagramm, und es werden hochwertige Materialien (FR-1 bis G-10) verwendet.

Bei beiden beruht das Arbeitsprinzip auf der Manipulation und Kontrolle des Stromverlaufs. Dies ist durch verschiedene Komponenten in den verschiedenen elektronischen Geräten möglich, wo sie anwendbar sind.

Der Wert der Dielektrizitätskonstante (DK) bestimmt ihre Qualität.

7. Hat die Verstärkerplatine Kühlkörper?

Ja, sie haben Temperatur fällt um die während ihres Betriebs entstehende Wärme abzuführen. Bei der Herstellung der meisten von ihnen wird Aluminiummaterial wegen seiner hohen Leitfähigkeit verwendet. Die Fähigkeit von Aluminium, Korrosion und Abrieb zu widerstehen, macht es ebenfalls bevorzugter.

Sie arbeiten mit Hilfe von Kupfermünzen und Thermovia; Dies sind Löcher, die sich üblicherweise unter den wärmeerzeugenden Komponenten befinden. Die Arbeitsprinzipien in Kombination umfassen Leitung, Konvektion und Strahlung.

KühlkörperKühlkörper

8. Wie integrieren Sie den Kühlkörper in das PCB-Layout des Verstärkers?

Die Montage des Kühlkörpers erfordert die folgenden Komponenten und die schrittweise Zusammenfassung, wie unten angegeben.

Lötstifte: Die Montage erfordert zusätzlich zu lötbaren Nudelhölzern Wellenlöten. Diese Stifte haben normalerweise verschiedene Höhen und abstehende Schultern.

Shur-Lock-Tabs: Diejenigen mit abgerundeten und gegabelten Spitzen rasten leicht in Löcher auf der Leiterplatte ein. Sie richten den Kühlkörper richtig aus und verhindern, dass er aus den Löchern rutscht.

Lötbare Befestigungslaschen: Sie sind winzige plattierte Federstahllaschen, die dauerhaft mit dem Kühlkörper verbunden sind. Sie werden normalerweise nach dem Eloxieren montiert.

Lötbar auf Laschen gesteckt: Diese werden zur Lötmontage auf Leiterplatten meist fest auf dem Kühlkörper montiert.

Thermische Clips: Diese werden angewendet, um möglicherweise die Verwendung von Schrauben und Muttern zu eliminieren. Die Verriegelungstypen haben interne Laschen, um den Kühlkörper dauerhaft zu sichern.

Gerätebefestigungsbolzen: Kühlkörper mit Durchgangsloch-Montagetechnik verwenden die Montagebolzen. Das reduziert den Zeitaufwand und minimiert den Einsatz unnötiger Hardware.

Nüsse knacken: Diese ermöglichen eine Einzelschraubenmontage des Widerstands am Kühlkörper. Das liegt daran, dass sie eingeschraubt und dauerhaft in den Kühlkörper eingepresst sind.

Weibliche und männliche Reittiere: Die Verwendung von selbstbohrenden Schrauben hilft, den Kühlkörper mit Halbleitern einfach zu montieren.

Coole Clips: Jeder der coolen Clips entspricht einem bestimmten Kühlkörper oder einer bestimmten Familie von Kühlkörpern. Sie neigen dazu, die Notwendigkeit von Muttern, Schrauben und Sicherungsscheiben zu beseitigen.

Lötbare Bolzen: Zur schnellen Vormontage von Kühlkörper und Transistor sind die Stehbolzen fest mit dem Kühlkörper verpresst. Die Anzahl der erforderlichen Stehbolzen wird bei einigen Modellen durch die Verwendung älterer Teilenummern angegeben.

Lötbare Muttern: Sie verfügen über geschlossene Enden, um Flussmittel und mögliche Verunreinigungen zu verhindern. In diesem Fall werden auch ältere Teilenummern verwendet, um die Anzahl der für bestimmte Modelle erforderlichen lötbaren Muttern zu bestimmen.

Klebebänder: Diese werden direkt am Kühlkörper an der Wärmequelle befestigt. Aus diesem Grund bieten sie hervorragende thermische Eigenschaften.

Nach dem einfachen Auftragsprozess ist keine Aushärtung erforderlich. Einige Kühlkörper werden mit bereits individuell angebrachten Klebebändern geliefert, um Zeit und Kosten im Zusammenhang mit der Montage zu sparen.

9. Warum leitfähiges Silikonfett auf Transistoren und Dioden auf Verstärkerleiterplatten auftragen?

Verstärkerplatine

Verstärkerplatine

Auf die Kühlkörper des Leistungstransistors und der Diodenbrücke wird Silikonfett aufgetragen. Dies erfolgt auf der Oberfläche, die mit der Strahlungsrippe in Kontakt kommt.

Das Silikonfett fördert die Wärmeabstrahlung des Leistungstransistors und der Diodenbrücke.

Beachten Sie jedoch bei der Durchführung von Wartungsarbeiten Folgendes:

  • Sie sollten die Originalpaste vom Wärmeabstrahlungsteil entfernen. Dies liegt daran, dass es stabil geworden sein könnte und sein Haftungsgrad verringert wurde.
  • Tragen Sie Silikonfett gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche jedes Kühlkörpers auf.
  • Die Abstrahlrippe sollte keine Fremdstoffe wie Lotreste oder Papierabfälle einschließen. Dies sollte auch für die Kühlkörper der Leistungstransistoren und der Diodenbrücke verhindert werden.
  • Achten Sie darauf, die Schrauben des Leistungstransistors und der Diodenbrücke fester anzuziehen. Es verhindert, dass der Leistungstransistor und die Diodenbrücke ansteigen. Stellen Sie außerdem sicher, dass die Kühlkörper mit der Kühlrippe in Kontakt kommen.

10. Welche Bedeutung haben Transistoren im PCB-Layout von Verstärkern?

Schaltung auf Basis eines MOSFET-Verstärkers

MOSFET-Verstärker-basierte Schaltung – Foto mit freundlicher Genehmigung: Electronics Schematic

Stromverstärker im Verstärker-PCB-Layout verwenden Transistoren. Diese Transistoren nehmen an einem Ende weniger elektrischen Strom auf und erzeugen am anderen Ende höhere Ströme.

Transistoren können daher schneller zur Schallverstärkung in Hörgeräten eingesetzt werden. Bei einem Hörgerät nimmt ein Mikrofon Geräusche aus der Umgebung auf.

Anschließend wandelt er sie in schwankende elektrische Ströme um, die wiederum in einen Transistor eingespeist werden. Der Transistor erhöht dann den Strom und treibt einen winzigen Lautsprecher an.

Der Benutzer kann dann eine lautere Version des Tons hören. Transistoren bieten auch mehrere Vorteile.

Übersicht

Transistoren sind im Laufe der Zeit immer weiter zu mikroskopischen Ausmaßen angewachsen. Durch die Größenreduzierung passen sie bequem in die Verstärker-Leiterplatten.

Das schafft Platz für noch mehr Leiterplattenkomponenten.

Gewicht

Transistoren sind nicht nur kleiner, sondern auch leichter. Dadurch eignen sie sich für den Einsatz in mobilen elektronischen Geräten sowie anderen wissenschaftlichen Instrumenten.

Hitze

Sie erzeugen viel weniger Wärme als Vakuumröhren. Sie sind daher angenehmer zu kühlen und können ohne Überhitzung in Verstärkerplatinen gepackt werden.

Energieverbrauch

Transistoren sind im Allgemeinen Verbraucher mit geringer Leistung. Als solche werden sie bequemer verwendet, selbst in Geräten mit geringem Stromverbrauch, ohne sich Gedanken über Batterie- oder Stromverbrauch machen zu müssen.

Langlebigkeit

In elektronischen Schaltungen, die Stößen standhalten müssen, sind nur Transistoren geeignet. Sie sind auch maßgeblich an Geräten beteiligt, die unter extremen Umgebungsbedingungen arbeiten.

Zusammenfassend werden Transistoren aufgrund der folgenden Vorteile in Verstärker-PCB-Layouts verwendet;

  1. Kleiner; und gehen Sie für niedrigere Kosten, insbesondere in kleineren Signalkreisen
  2. Niedrige Betriebsspannung für hervorragende Sicherheit, niedrigere Kosten und engere Abstände.
  3. Geringere mechanische Empfindlichkeit
  4. Extrem langes Leben
  5. Kein Stromverbrauch durch eine Kathodenheizung
  6. Schnelles Umschalten

11. Gibt es Nachteile des Verstärker-PCB-Layouts?

Verstärkerlayouts auf Leiterplatten strahlen viele Vorteile aus. Allerdings bringt dieses Design auch viele Nachteile mit sich, wie zum Beispiel:

Klasse-A-VerstärkerplatineKlasse-A-Verstärkerplatine

  • Es gibt Fälle, in denen Leiterplattenspuren unregelmäßig angebracht sind. Dies erfordert häufiges Löten beim wiederholten Entfernen und Wechseln der Ausgabegeräte.
  • Diese Aktion kann Teile der Leiterplatte beschädigen oder das Leiterplattenlayout vollständig ruinieren.
  • Wenn die Überhitzung nicht durch den richtigen Einbau von Kühlkörpern kontrolliert wird, werden die Ausgabegeräte höchstwahrscheinlich heiß.
  • Dies ist unabhängig von einem guten Lauf innerhalb ihrer Bewertungen. Dies passiert häufiger bei Verstärkern, da größere Ströme innerhalb der Leiterplatte erzeugt werden können.
  • Denken Sie daran, dass die Befestigungsmethode die Widerstandsfähigkeit gewährleisten sollte, um mögliche Spannungen und Wärmeausdehnung zu beseitigen. Die Spannungen könnten die Pads der Leiterplatte abdrücken.
  • Die Montage von Verstärkern auf den Leiterplatten macht den Kühlkörper schwerer. Es wird daher immer notwendiger, eine solide Struktur zwischen dem Gerät und der PCB zu befestigen. Dies verhindert ein Durchbiegen während der Handhabung. Normalerweise belastet das Biegen die Lötverbindungen stark.

12.Gibt es Regeln und Richtlinien für das PCB-Layout von Verstärkern?

Es gibt in der Tat eine Vielzahl von Richtlinien für das Layout von Verstärker-PCBs.

Zum leichteren Verständnis und zur einfacheren Einhaltung der verfügbaren PCB-Designrichtlinien sind sie in Abschnitte unterteilt.

Board Constraint Richtlinien für das PCB-Design

Diese Designrichtlinien sind insbesondere mit den Randbedingungen der Gesamtplatine verbunden. Dazu gehören Größe, Form und einige andere Faktoren, die das Gesamtdesign beeinflussen.

Einige der ersten zu berücksichtigenden Faktoren sind:

Entscheiden Sie sich für Referenzpunkte, die zum Herstellungsprozess passen

Referenzlöcher auf der Platine werden verwendet, um Maschinen aufzunehmen und zu platzieren und Vorrichtungen zu testen. Sie sollten den PCB-Herstellungsprozess erfüllen.

Die Löcher oder Punkte müssen jedoch von Komponenten freigehalten werden, ohne dass Gegenstände verdecken.

Planen Sie ausreichend Platinenfläche für die Schaltung ein

Vor dem allgemeinen PCB-Design sollte die Größe der zu verwendenden Platine berücksichtigt werden. Dies bestimmt die Anzahl der Komponenten, die es aufnehmen kann.

Bestimmen Sie die Anzahl der erforderlichen Schichten

In den frühen Entwurfsphasen sollte die Anzahl der Gleislagen festgelegt werden. Mehr Ebenen bieten Platz für mehr Spuren. Sie können dies verwenden, um die Anzahl der Geräte zu bestimmen, die innerhalb der Leiterplatte geroutet werden können.

Betrachten Sie die Platinenmontagemethode

Diese Beschränkungsregel stellt sicher, dass genügend Platz übrig bleibt, um während der Montage der Leiterplatte verwendet zu werden. Unterschiedliche Montagearten können erfordern, dass unterschiedliche Teile der Platine frei von Spuren gehalten werden.

Es ist daher notwendig, dies in den frühen Phasen des Entwurfs einer Leiterplatte zu berücksichtigen.

Gesamtlayout Richtlinien für das PCB-Design

Diese Entwurfsrichtlinien sollten in den frühen Entwurfsphasen berücksichtigt werden, bevor der Hauptentwurf von Schaltungen beginnt.

Zeichnen Sie einen Übersichtsplan, wo sich die verschiedenen Komponenten und Komponentenbereiche befinden werden. Das erleichtert erste Urteile.

Dies geschieht, indem man sich die allgemeine Idee und bessere Streckenlayouts ansieht. Dies kann entschieden werden, während gleichzeitig freie Bereiche für nachträgliche Montagezwecke geschaffen werden.

PCB-Designrichtlinien in Übereinstimmung mit den verwendeten Ebenen oder Schichten

Es gilt die allgemeine Regel, dass Strom- oder Erdschienen entweder vollflächig oder lagenweise verwendet werden können. Es ist klüger, den effektivsten Weg in den frühen Phasen des Entwurfs des PCB-Layouts zu ermitteln.

  • Überlegen Sie, ob eine komplette Platte für die Verstärker verwendet wird. Komplette Flugzeuge fahren vorzugsweise mit Stromschienen. Der Vorteil besteht darin, dass es das Rauschen reduziert und gleichzeitig die Stromfähigkeit verbessert.
  • Vermeiden Sie partielle Flugzeuge. Das Verpacken der Leiterplatte und das Vermeiden erheblicher Lücken in den Stromversorgungsebenen tragen dazu bei, Änderungen des Verziehens der Leiterplatte im Falle einer Überhitzung zu reduzieren. Das Verziehen von Platinen nach dem Einbau von Komponenten erhöht die Wahrscheinlichkeit von Funktionsausfällen sowie Platinenbrüchen.

Richtlinien für das Streckendesign

Wenn dies frühzeitig geschieht, verschafft es dem Hersteller mehr Zeit, geeignete Kompromisse einzugehen. Dies ist im besten Interesse, funktionierende Strecken mit wenig Streckenunterbrechungen zu entwerfen.

  • Bestimmen Sie die zu verwendende Standard-Spurbreite. Die Entscheidung für das geeignete Standard-Spurdesign sollte in den frühen Phasen des Entwurfs eines Verstärker-PCB-Layouts getroffen werden.
  • Beachten Sie, dass die Verwendung zu schmaler Leiterbahnen, die zu nahe beieinander liegen, die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen auf der Leiterplatte erhöht. Andererseits reduziert die Verwendung zu breiter und weit beabstandeter Leiterbahnen die Anzahl der Komponenten, die in die Leiterplatte eingebaut werden können, und bringt auch die Notwendigkeit zusätzlicher Ebenen mit sich.
  • Berücksichtigen Sie die Leiterbahngröße für die stromführende Leitung. Die Dicke der Leiterbahnen bestimmt die Wärmemenge, die erzeugt wird, während Strom durch sie hindurchfließt. Die seltenen Gleise tragen daher weniger Strom als dicke Gleise.
  • Bestimmen Sie die PCB-Pad-Formen. Die Formen bestimmen die Anzahl der montierbaren Komponenten, das Montagesystem und sogar die Lötmöglichkeiten.

Thermische Probleme

Thermische Probleme sind in modernen High-Density-Leiterplatten sensibler geworden. Es ist daher ein erster Schritt in der Designphase von PCBs.

Stärker belastete Schaltungen und kleinere Leiterbahnen verwenden mehr Komponenten auf einer einzigen Leiterplatte. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Erwärmung.

Genügend Platz zum Kühlen um heiße Teile lassen. Zwischen den verwendeten Kühlkörpern oder zwischen den Komponenten der Leiterplatte sollte mehr Platz gelassen werden.

Der Bereich dazwischen erleichtert den Luftstrom, was die Wärmeübertragung und damit die Kühlung verbessert.

Signalintegrität und HF-Überlegungen

Sie können viele Designfunktionen im Zusammenhang mit der Signalintegrität durch richtiges Routing von Spuren beheben.

Außerdem sollten Sie parallel verlaufende Laufbahnen vermeiden oder eliminieren.

In den meisten Fällen verursachen parallele Spuren Übersprechsignale. Das heißt, Signale auf einer Spur erscheinen auf der benachbarten Spur.

Meistens führt dies zu einer Reihe von Problemen auf der Leiterplatte des Verstärkers.

Sie sollten diese Probleme in den frühen Designphasen der Verstärkerplatine beseitigen. Dies liegt daran, dass diese Probleme nach dem endgültigen Design und der Produktion der Verstärker-PCB nur schwer zu beheben sind.

Wenn sich Spuren kreuzen müssen, kreuzen Sie sie im rechten Winkel. Rechtwinklig kreuzende Spuren reduzieren Nebensprechen, Kapazität und gegenseitige Induktivität zwischen den Leitungen.

13. Gibt es eine maximale Anzahl von Schichten für das Verstärker-PCB-Layout?

Nein. Die Anzahl der Schichten auf einer Verstärkerplatine ist nicht auf eine beliebige Anzahl beschränkt. Die Anzahl der Schichten hängt jedoch von Faktoren wie Budgetzuweisungen für das Projekt ab.

Es hängt auch von der beabsichtigten Verwendung und der gewünschten Betriebsfrequenz ab. Weitere Faktoren sind die Nachfrage nach Leiterplatten, die Dichte und die benötigten Signalschichten.

Verstärker-PCB-Layouts können daher einseitig, doppelseitig oder mehrlagig sein.

ich. Einseitige Verstärkerplatinen

Diese werden zur Herstellung elementarer Unterhaltungselektronik verwendet.

Die Verwendung einer dünnen Kupferkaschierung macht das Rohplattenmaterial erschwinglich.

Es wird jedoch für Niederfrequenzschaltungen empfohlen. Es ist auch sehr anfällig für Lärm.

ii.Doppelseitige Verstärkerplatinen

Diese verfügen über zwei Folienschichten, die das Führen und Stützen von Durchkontaktierungen erleichtern.

Wenn es sich um analoge Schaltungssysteme handelt, dürfen sich Leiterbahnen auf verschiedenen Ebenen nicht kreuzen. Wenn möglich, sollte die untere Ebene eine Masseebene sein.

Danach sollten Sie andere Signale auf die oberste Ebene der Leiterplatte leiten.

iii.Multi-Layer-Verstärker-Leiterplatte

Multilayer-Boards eignen sich aus folgenden Gründen für kritische Designs:

  • Sie können andere Schichten für das Routing von Signalen verwenden, wodurch das gesamte PCB-Design des Verstärkers vereinfacht wird.
  • Es ermöglicht eine bessere Verlegung von Masse- und Stromanschlüssen. Falls das Flugzeug beispielsweise Strom hat, können Sie an jedem Punkt des Schaltungssystems darauf zugreifen, indem Sie Durchkontaktierungen hinzufügen.
  • Es ist einfacher, das Rauschen aufgrund hoher Frequenzen zu reduzieren, indem die Kapazität von der Stromversorgung auf die Masseebene verteilt wird.

14. Wie bohrt man eine Verstärkerplatine?

Mit der Entwicklung der Elektroniktechnologie steigt die Nachfrage nach Verstärker-PCBs stark an. Es gibt mehrere Methoden, um die Leiterplattenlöcher zu bearbeiten.

Zu den am häufigsten verwendeten Verfahren gehören die Laserbearbeitung und -bearbeitung.

Das Bohren der Leiterplatten ist eine inhärente Arbeit in der Elektronikindustrie. Jede Leiterplatte sollte genau gebohrt werden, damit der Verstärkerhersteller die Schaltung leichter montieren kann.

Wenn Sie eine Bohrmaschine verwenden, müssen Sie die Leiterplatte zuerst mit einigen mechanischen Werkzeugen ätzen.

Dies hilft bei der Markierung von Stellen, an denen der Bohrer arbeiten wird. Die Leiterplatte wird dann passend auf der Maschine bestückt, bevor Sie manuell bohren.

Leiterplatte bohrenLeiterplatte bohren

15.Welche Software können Sie für das Verstärker-PCB-Layout-Design verwenden?

Einige der besten Verstärker-PCB-Designsoftware im Embedded-System-Designprozess sind:

ZenitPCB

Diese Software hilft Ihnen beim Design spezieller PCB mit einer begrenzten Auswahl von 800 Pins.

Osmond-Leiterplatte

Diese Software ist flexibler. Es funktioniert auf Macintosh und unbegrenzten Platinengrößen, Anzahl Teilen und endlosen Platinenlagen. Es bietet auch Unterstützung für Oberflächen- und Montageteile, Durchgangsbohrungen und noch mehr andere Funktionen.

FreiPCB

Dies ist eine offene Software zum Entwerfen von Verstärkerplatinen mit Windows-Unterstützung. Die Tools enthalten kein Auto-Router-Gerät.

Für das vollständige oder teilweise automatische Routing wird jedoch ein offenes Routing-Tool verwendet, das auf dem Internet basiert und Free Routing genannt wird. FreePCB kann bis zu 16 Kupferschichten unterstützen.

KiCad

Dieses Tool unterstützt Mac, Linux und Windows und ist extrem einfach zu bedienen. Das Tool enthält Eeschema für die Schaltplaneingabe und Pcbnew für das PCB-Design.

Andere Tools umfassen eine Stückliste, Gerbview-Generierung von Gerber-Dateien und 3-D-Visualisierung von PCB.

Diese Software bietet einzigartige Sonderfunktionen wie:

  • Mehrschichtige Kupferoptionen (bis zu 32)
  • Kann Bretter schneller verlegen
  • Falls es Hindernisse gibt, kann es Tracks um sie herum umleiten
  • Mit der Shove- und Push-Funktion sind DRC-Einschränkungen einfach zu handhaben
  • Option zum Bearbeiten des Fußabdrucks

Proteus

Dies wird für die elektronische Entwurfsautomatisierung verwendet und hauptsächlich von Technikern verwendet. Es wird auch von Elektronikdesignern verwendet, um elektronische Drucke zu entwerfen.

Sie werden auch beim Entwerfen von Schaltplänen für Leiterplatten verwendet. Es unterstützt verschiedene Plattformen wie Mac, Windows und Linux. Zu den kritischen Merkmalen von Proteus gehören:

  • Mit Hilfe der 800 Mikrocontroller können Sie direkt vom PCB-Schaltplan aus simulieren
  • Für professionelles Design können Sie die Fähigkeit nutzen, PCB-Layout-Programm und Schaltplanerfassung zusammen mit den vollständig integrierten Tools zu kombinieren. Dies macht es zu einem perfekten Werkzeug für das professionelle Leiterplattendesign von Verstärkern.
  • Professionelles PCB-Layout-Paket
  • Es bietet ein vollständig integriertes Design, robuste Funktionalität und eine einfache Benutzeroberfläche.

OderCAD

OrCAD umfasst unter anderem das OrCAD Circuit Design Set, OrCAD PSpice Designer und OrCAD Capture. Zu den Hauptfunktionen dieser Software gehören Entwurfsregelprüfungen und Analysen auf Platinenebene. Das PCB-Design-Routing kann physisch oder mit Hilfe eines Autorouters erfolgen.

DipTrace

Dies wird verwendet, um einfache, ansonsten schwierige Multilayer-Leiterplatten zu entwerfen. Es verfügt über vier Module, darunter Schaltplanerfassung, Komponente, Mustereditor, 3D-Modellierung von PCB, PCB-Layout-Editor.

Es unterstützt Windows, Mac und Linux. Es ist in verschiedenen Versionen wie Standard, Full und Starter mit Dip Trace Complete Edition erhältlich.

Eagle-PCB

Diese PCB-Layout-Designsoftware für Verstärker bietet 3-D-Design. Autodesk erleichtert Ingenieuren die Arbeit mit Eagle PCB.

Die folgenden Merkmale sind charakteristisch für die PCB-Designsoftware Eagle:

  • Es verfügt über intuitive PCB-Design-Tools
  • Intuitive und funktionale Bibliothekstools für kreatives PCB-Design
  • Anpassbarer Schaltplaneditor, mit dem Sie Ideen in greifbare PCB-Designs umwandeln können
  • Einfaches Synchronisieren von Schaltplan und PCB mit Hilfe des modularen Designblocks
  • Du kannst Ball Grid Arrays schneller entkommen

16. Was ist der Leckwiderstand im PCB-Layout des Verstärkers?

PCB-Layout des LeistungsverstärkersPCB-Layout des Leistungsverstärkers

Es ist der dominante statische Leiterplatteneffekt, der normalerweise durch Verunreinigungen auf der Leiterplattenoberfläche verursacht wird. Zu diesen Verunreinigungen gehören:

  • Flussmittelrückstände,
  • Trümmer
  • Abgelagerte Salze

Sie müssen diese Verunreinigungen eliminieren, da sie Kriechpfade verursachen, die zwischen den Knoten der Schaltung bestehen. Folglich verursachen sie einen Leckwiderstand.

Dennoch ist es nicht ungewöhnlich, Leckstromspuren an nahe gelegenen Knoten zu finden.

Manchmal kann es am Ausgang der Schaltungen zu einer Fehlermeldung in Volt kommen. Dies liegt an Strom im Nanoampere-Bereich, der in die falschen Knoten leckt.

Leckströme können jedoch beseitigt werden, indem die Leiterplatten gründlich gewaschen werden, um Rückstände zu entfernen.

Die Bretter werden kräftig mit Isopropylalkohol gebürstet. Es folgt ein gründliches Waschen mit entionisiertem Wasser und ein mehrstündiges Ausheizen bei 85 Grad.

Das Plattenwaschlösungsmittel muss jedoch sorgfältig ausgewählt werden.

Dies liegt daran, dass einige wasserlösliche Flussmittel Salzablagerungen auf Leiterplatten erzeugen. Als Ergebnis wird das Leckageproblem verschlimmert.

Wenn Sie mit schlechten Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit umgehen und diesen ausgesetzt sind, kann das Problem erneut auftreten. Diese Methode bietet nur eine vorübergehende Lösung.

Glücklicherweise kann eine dauerhaftere Lösung durch die Verwendung gut gestalteter Schutzvorrichtungen bereitgestellt werden. Sie können dies auf Schaltungen tun, die rauen Industrieumgebungen ausgesetzt sind.

Sie können dies leicht erreichen, wenn Sie Leiter mit Sensorknoten umgeben haben. Sie sollten in der Lage sein, mögliche Streuströme leicht abzusenken.

Tun Sie dies, während Sie die Schutzleiter auf dem gleichen Potential wie die Schaltungssensorknoten halten.

Das Schutzmuster sollte jedoch auf beiden Seiten einer Durchgangsloch-Leiterplatte erscheinen; wo Sie Vias verwenden können, um es entlang seiner Länge zu verbinden.

17. Wie minimieren Sie die Spannungsdrift im PCB-Layout des Verstärkers?

Platinenlayout des Operationsverstärkers

Platinenlayout des Operationsverstärkers

Wenn die Spannungsdrift auf die Temperaturstabilität von Brückenelementen zurückzuführen ist, können Sie damit umgehen.

Verwenden Sie Elemente mit dem niedrigsten Temperaturkoeffizienten im PCB-Layout. In anderen Fällen ist die Spannungsdrift das Ergebnis des parasitären Thermoelements an Kontakten der Brückenelemente.

Verwenden Sie in solchen Fällen für diese Verbindungen ähnliche Materialien oder Materialien mit geringer Thermospannung.

Achten Sie bei diesen Anschlüssen darauf, spezielle Lötlegierungen mit niedriger Thermospannung zu verwenden. Wenn die Spannungsdrift auf die thermische Richtung des verwendeten Nullindikatorverstärkers zurückzuführen ist, verwenden Sie einen Nulldriftverstärker.

Alternativ können Sie für diesen Fall einen Chopper-Stabilisator verwenden. Beginnen Sie beim Abgleich der Brücke mit der Kompensation der Nullanzeigespannung und der Stromoffsets.

18. Was ist die Offset-Spannung im Verstärker-PCB-Layout-Design?

Wann immer Sie null Volt am Ausgang des Verstärkers erhalten möchten, benötigen Sie eine Korrektur des Eingangssignals.

Diese Korrektur wird als Offset-Spannung bezeichnet.

Sie wird in Gleichspannung gemessen.

Natürlich führt ein Null-Volt-Pegel am Eingang des Verstärkers nicht zu einer Null-Spannung am Ausgang.

Dies ist auf andere Änderungen oder Schwankungen der Prozessparameter und Ungleichgewichte zurückzuführen, die im internen Kreislaufsystem vorhanden sein können.

Sie müssen den Eingang anpassen, um die erforderliche Anpassung zu erreichen, um eine Nullspannung am Ausgang des Verstärkers zu erhalten.

Außerdem ist die Größe der erforderlichen Korrektur oder Modifikation der Eingabe-Offset. Der akzeptable Bereich der Offset-Spannungswerte wird durch die Gerätespezifikationen definiert.

19. Gibt es einen Unterschied zwischen Kleinsignalverstärkerplatine und Großsignalverstärkerplatine?

Signaleingang und -ausgang

Signaleingang und -ausgang

Kleinsignalverstärkerplatine

Diese Verstärker-PCBs wurden entwickelt, um das Stereo-Audiosignal mit niedrigem Pegel zu verstärken.

Sie erfüllen diese Aufgabe, ohne andere Wellenformparameter wie Frequenz und Form des Signals zu ändern. Sie werden allgemein als „Spannungsverstärker“ bezeichnet, weil sie eine kleine Eingangsspannung in eine größere Ausgangsspannung umwandeln.

Die Schaltung verstärkt Signale im Bereich von 20 Hz bis 20 kHz. Leiterplatten für kleine Signalverstärker werden in Mikrofonen, Ultraschallwandlern und anderen Audiosignalquellen verwendet

Große Signalverstärkerplatine

Sie werden auch als Leistungsverstärker-Leiterplatten bezeichnet und liefern Strom an Lautsprecher oder Motoren (man kann dies auch als Last bezeichnen).

Diese Schaltungen empfangen Signale von kleinen Verstärkerschaltungen. Sie sind allgemein dafür bekannt, aus der Stromversorgung entnommenen Gleichstrom in ein Wechselspannungssignal umzuwandeln.

Diese wird dann der Ladung zugeführt.

Unterschied zwischen kleiner Verstärkerplatine und großer Verstärkerplatine

Kleinsignal- und Großsignalverstärkerplatinen sind ähnlich aufgebaut. Sie unterscheiden sich jedoch in der Dicke der verwendeten Kupferdrähte.

Leiterplatten für Kleinsignalverstärker haben aufgrund der erforderlichen hohen Impedanz dünnere Kupferdrähte.

Große Signalverstärker-Leiterplatten haben dickere Kupferdrähte, die erforderlich sind, um höherwertige Ströme zum Fließen zu bringen.

Ein weiterer auffälliger Unterschied besteht darin, dass Leiterplatten für Kleinsignalverstärker als „Spannungsverstärker“ bezeichnet werden. Denn sie wandeln kleine Eingangsspannungen in größere Ausgangsspannungen um.

Große Verstärkerplatinen hingegen werden als „Leistungsverstärker“ bezeichnet. Sie werden verwendet, um die Last mit Strom zu versorgen.

20. Wie wirkt sich die Streukapazität im Verstärker-PCB-Layout aus?

Streukapazität ist eine überschüssige, unerwünschte oder unvermeidbare Kapazität, die in einem Hochspannungssystem induziert wird.

Dies wird meist auf ihre parallele Ausrichtung oder auf Wechselwirkungen mit der Umgebung zurückgeführt.

Bei den meisten Hochfrequenzverstärkern kann Streukapazität mit Streuinduktivität kombiniert werden.

Dazu gehören Komponentenleitungen, um verschiedene Resonanzkreise zu bilden.

21. Wie unterscheidet sich das PCB-Layout des Spannungsverstärkers vom PCB-Layout des Leistungsverstärkers?

Spannungsverstärkerschaltungen Eingangsspannungen auf eine höhere Spannung verstärken. Aus diesem Grund werden Spannungsverstärker mit Operationsverstärkerschaltungen aufgebaut.

Leistungsverstärker werden in Schaltungen mit Komponenten verwendet, die höhere Schaltströme erfordern.

Solche Komponenten umfassen Motoren und Lautsprecher. Jedoch sind sowohl Spannungsverstärker-PCBs als auch Leistungsverstärker-PCBs dahingehend ähnlich, dass beide Eingangsanschlüsse und Ausgangsanschlüsse haben.

Sie haben auch ein gemeinsames Funktionsmerkmal, da beide kleine Eingangssignale verwenden, um ein signifikanteres Ausgangssignal zu erzeugen.

22. Was ist ein Operationsverstärker-PCB-Layout?

Diagramm des Operationsverstärkers

Diagramm des Operationsverstärkers

OperationsverstärkerplatineOperationsverstärkerplatine

The Operationsverstärker Das PCB-Layout ist der Mittelpunkt zwischen analogen und digitalen Signalen. Es wird häufig in Audioanwendungen verwendet.

Ein Operationsverstärker ist ein Signalaufbereitungsgerät. Es kann die folgenden Tastenoperationen ausführen:

  • Filterrauschen in elektrischen Signalen
  • Verstärken von elektrischen Signalen

Natürlich erreicht es dies durch eine arithmetische Operation.

Außerdem zeichnen sich die Operationsverstärker aus durch:

  • Niedrige Ausgangsimpedanz
  • Hoher Open-Look-Gewinn
  • Begrenzte Bandbreite
  • Hohe Eingangsimpedanz

23. Was sind die Eigenschaften des Verstärker-PCB-Layouts?

Zu den allgemeinen Merkmalen, die von Verstärker-PCB-Layouts angezeigt werden, gehören:

1. Hohe Open-Loop-Verstärkung

Es bezieht sich auf die Fähigkeit des Verstärkers, die Amplitude oder Leistung des Signals zu erhöhen.

Sie können dies zwischen den Ausgangs- und Eingangsanschlüssen messen, wenn keine Rückkopplung in der Schaltung vorhanden ist.

Mit hohen Open-Loop-Verstärkungen können Sie viele Rückkopplungspegel erreichen.

Wenn Sie dies anwenden, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, das gewünschte Leistungsniveau zu erreichen.

2. Hohe Eingangsimpedanz

Am Eingangssignal ist eine hohe Impedanz erwünscht, damit die Spannung vollständig am Verstärker abfällt. Bei einer niedrigen Eingangsimpedanz gibt es normalerweise praktisch keinen Spannungsabfall über dem Verstärker. Folglich wird es kein Signal empfangen.

Aus diesem Grund müssen Verstärker-PCB-Layouts mit niederohmigen Materialien am Eingang aufgebaut werden.

Ein weiterer Grund, warum eine hohe Eingangsimpedanz wünschenswert ist, besteht darin, eine Belastung zu verhindern. Wenn der Operationsverstärker eine niedrige Eingangsimpedanz hätte, würde er große Strommengen hineinziehen. Dies würde die Schaltung erheblich belasten.

Das Design trägt auch zur Rauschunterdrückung in der Schaltung bei.

3. Niedrige Ausgangsimpedanz

Sobald die Spannung über dem Operationsverstärker abfällt, verstärkt er das Signal.

Meistens besteht die Möglichkeit, dass das Signal über den Verstärker des Geräts verloren geht.

Wenn Sie zum Beispiel einen Schaltkreis eines Mikrofons verwenden, sollte der Verstärker die vom Benutzer gesprochenen Worte verstärken.

Ein Operationsverstärker tut dies.

Daher können die Tonsignale mit dem Operationsverstärker einen Punkt erreichen, an dem sie Lautsprecher ansteuern können.

Somit kann das Signal einen Pegel erreichen, der zum Ansteuern von Lautsprechern geeignet ist. Sobald die Signale verstärkt sind, sollten sie über das Mikrofon fallen gelassen werden.

Aus diesem Grund müssen die Lautsprecher höherohmig sein als der Ausgang des Verstärkers. Folglich entsteht ein Spannungsabfall über der Last (die Lautsprecher sein können).

Der Operationsverstärker sollte am Ausgang niederohmig sein.

Die verstärkten Spannungssignale fallen dann über die Lautsprecher und nicht über den Verstärker.

Vielleicht fällt sogar das verstärkte Spannungssignal auf die Ausgangsimpedanz des Verstärkers.

Anschließend kommt es zu einem partiellen Drop auf den Lautsprechern. Daher erfolgt keine Wiedergabe, da die Lautsprecher praktisch kein Signal empfangen.

Infolgedessen benötigen Verstärker eine Impedanz von geringer Größe, die Signale reduziert, die effizient über jedes Gerät und nicht über sich selbst verstärkt wurden.

4. Eine begrenzte Bandbreite

Beim Entwurf eines Verstärkers sollten Sie eine geeignete Bandbreite berücksichtigen, die der zu verstärkenden Frequenz entspricht.

Denken Sie daran, dass bei einer zu schmalen Bandbreite ein gewisser Signalfrequenzverlust auftritt. Andererseits kann eine zu große Bandbreite zu Rauschen führen (dh unerwünschte Signale in die Schaltung einführen).

24. Wie erhalten Verstärkerschaltungen ihre thermische Stabilität?

Verstärkerplatine

Verstärkerplatine

Die Aufrechterhaltung der standardmäßigen thermischen Stabilität ist die Lösung Nummer eins gegen ständige Ausfälle elektronischer Schaltungen.

Verstärkerschaltungen können die thermische Stabilität durch kontinuierliche Wärmeableitung aufrechterhalten. Die Wärmeableitung hängt stark von den Komponentenfaktoren ab.

Dazu gehören die Fläche und Dicke der Kupferfolie auf der Leiterplatte. Es enthält auch die Dicke und das Material, das auf der Leiterplatte verwendet wird.

Breitere und dickere Materialien leiten mehr Wärme ab als schmalere und dünnere Materialien.

Die Wärmeableitung wird jedoch bis zu einem gewissen Grad auch von den Produktspezifikationen beeinflusst. Die Verlustwärme könnte das PCB-Layout durch Konvektion oder Strahlung verlassen.

Für heißere Komponenten können jedoch Aluminiumkühlkörper verwendet werden.

In den meisten Anwendungen werden jedoch unterschiedliche Kombinationen verwendet. Einige verwenden horizontale Wärmeleitung durch Kupferoberflächen.

Andere verwenden eine vertikale Wärmeleitung durch eine Reihe von thermischen Vias.

Einige verwenden strategisch platzierte Kühlkörper, um die besten Optionen bereitzustellen. Kupferflächen in der Leiterplatte wirken auch als Wärmeverteiler und stellen die horizontale Wärmeleitung her.

Thermische Durchkontaktierungen erzeugen einen Pfad mit niedrigem Wärmewiderstand vom oberen Kupfer zur Unterseite der Leiterplatte.

An diesem Punkt verwendet das Design einen Kühlkörper, der an der unteren Kupferebene angebracht ist, um Wärme an die Umgebungsluft abzugeben.

Thermische Vias

Leiterplatten-Durchkontaktierungen

Durchkontaktierungen

Dies sind Löcher, die sich unter einer oberflächenmontierten Wärmequelle in einer kreisförmigen Platte befinden, die eine Wärmeübertragung ermöglicht.

Einfache Durchkontaktierungen bieten eine erhebliche Verringerung des thermischen Widerstands, indem sie die thermische Stabilität in Verstärkerschaltungen aufrechterhalten.

Gefüllte und verschlossene Durchkontaktierungen können für Leiterplattenanwendungen auch direkt unter dem thermischen Lötpad platziert werden.

In solchen Fällen sollte die Kupferdicke größer als 0.70 Millimeter sein.

Füllung mit Epoxidharz und eine Verkappung mit Kupfer verhindert, dass der Lotfluss unkontrolliert fließt.

Es ist erwiesen, dass die Anzahl und Position der thermischen Vias einen direkten Einfluss auf den thermischen Widerstand hat.

Um die Wärmeabgabe stärker zu reduzieren, sollten Sie die Vias nahe an der Wärmequelle platzieren.

Thermische Durchkontaktierungen funktionieren mit doppelseitigen Platinen, bei denen Kupfer die Ober- und Unterseite der Leiterplatte verbindet.

Alternativ können Sie mehrere Lagen einer Leiterplatte verbinden. Die Wärmeableitung durch die Durchgangslochkontakte kann verbessert werden, indem die Dicke der Kupferschichten erhöht wird.

25. Wie wählen Sie die PCB-Layout-Komponenten des Verstärkers aus?

Die Auswahl der Verstärker-PCB-Layoutkomponente kann anhand der folgenden Tipps erfolgen.

Leiterplattenkomponenten für Verstärker

Leiterplattenkomponenten für Verstärker

1. Berücksichtigen Sie Entscheidungen zum Komponenten-Footprint

Sie sollten dies während der Phase des schematischen Zeichnens tun. Die folgenden Vorschläge helfen Ihnen dabei, die besten Ergebnisse zu erzielen:

  • Sie sollten bedenken, dass die Fußabdrücke neben den Abmessungen des Teils auch die Anschlüsse des elektrischen Pads berücksichtigen sollten.
  • Zu den wichtigsten zu berücksichtigenden Aspekten gehören der Umriss und die Stifte, die Sie an der Leiterplatte anbringen. Dies impliziert daher, dass Sie während des Auswahlverfahrens Verpackungsbeschränkungen und Unterbringung berücksichtigen sollten.
  • Dies sollte sowohl die Unter- als auch die Oberseite der Verstärkerleiterplatte umfassen.
  • Bei polarisierten Kondensatoren können Höhenbeschränkungen eine Herausforderung darstellen. Diese sollten bei der Komponentenauswahl berücksichtigt werden.

Erwägen Sie, ein grundlegendes Platinendesign-Layout zu zeichnen, und versuchen Sie, einige der gewünschten Komponenten einzubauen.

Es sollte auch Drähte auf dem Design enthalten, um die Passung vor dem eigentlichen Design zu überprüfen. Auf diese Weise können Sie die Platine durch schnelles Rendern einfach visualisieren.

Dies trägt dazu bei, sicherzustellen, dass die Positionierung der Komponenten genau ist.

Grundsätzlich wird dadurch sichergestellt, dass alle elektrischen Komponenten nach der Bestückung der Leiterplatte materiell passen.

  • Mit Hilfe von Landmustern können Sie die spezifischen Formen von Löchern und Pads auf der Leiterplatte erkennen, wo Sie Teile löten können.

Sie müssen jedes Muster genau dimensionieren, da es wichtige Informationen über die Leiterplatte enthalten kann.

Lötteile garantieren robuste mechanische Festigkeit und stabile thermische Integrität.

Sie sollten den Herstellungsprozess und die Technik der Verstärkerplatine berücksichtigen.

Es spielt keine Rolle, ob Sie ein automatisiertes System oder Handlöten verwenden – es stellt sicher, dass Sie leicht auf jede Komponente der Leiterplatte zugreifen können.

  • Abhängig von den PCB-Teilen und dem Design des Verstärkers können Sie sich für die Oberflächenmontagetechnik oder die Durchsteckmontagetechnik entscheiden.

Zu den wichtigsten Faktoren, die Sie berücksichtigen sollten, gehören:

  • Teilekosten
  • Verfügbarkeit von Teilen
  • Verstärker-PCB-Teilflächendichte
  • Verlustleistung usw.
  • Bei mittleren und kleinen Prototyping-Projekten können Sie auch Through-Hole- oder Surface-Mount-Technologien verwenden.

Außerdem erleichtern sie das Handlöten. Darüber hinaus helfen sie beim einfacheren Signal- und Pad-Zugriff während der Debugging-Phasen oder Fehlerbehebungsprozesse.

  • Erwägen Sie das Erstellen eines benutzerdefinierten Footprints innerhalb des Tools, wenn ein Footprint nicht in der Datenbank verfügbar ist.

2. Verwenden Sie eine gute Erdungspraxis

Die ordnungsgemäße Erdung ist eine Designüberlegung auf Systemebene, die eine ordnungsgemäße Planung von den ersten konzeptionellen Designprüfungen an erfordert. Sie sollten sicherstellen, dass genügend Masseflächen und Überbrückungskondensatoren vorhanden sind.

Außerdem spielen ausreichend Entkopplungskondensatoren, insbesondere in der Nähe der Erdungsstelle, eine grundlegende Rolle. Dies optimiert die elektromagnetische Nachgiebigkeit der Schaltung sowie die Suszeptibilitätsleistung.

Im Allgemeinen gibt es viele Vorteile einer Grundplatte:

  • In den meisten Schaltungen ist es eine gemeinsame Verbindung, die sich unten befindet, was das Verlegen der Schaltung erleichtert. Außerdem ist es sinnvoll, wenn es um das Leitungsrouting geht.
  • Mit der Erdung können Sie die mechanische Festigkeit der Leiterplatte erhöhen
  • Sie können die Impedanz innerhalb der Schaltung einfach verringern und dadurch Rauschen und Interferenzen reduzieren.
  • Sie können eine verteilte Kapazität innerhalb der Leiterplatte hinzufügen, wodurch Sie die Möglichkeit haben, Rauschen zu minimieren, das möglicherweise abgestrahlt wird.
  • Es schirmt die Schaltung vor jeglichem Rauschen ab, das vom unteren Teil der Platine abgestrahlt werden kann.

3. Zuweisen des Fußabdrucks virtueller Teile

Du sollst dich entwickeln GUT Analysieren Sie dann die virtuellen PCB-Komponenten im Design.

Dann sollten Sie im virtuellen Abschnitt alle Teile ersetzen, die Fußabdrücke haben. Dies gilt natürlich nicht, wenn Sie es zu Simulationszwecken verwenden.

GUT

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4. Stellen Sie sicher, dass Sie über vollständige Stücklistendaten (BOM) verfügen

Um eine fundierte Entscheidung über die Wahl der PCB-Layoutkomponenten des Verstärkers zu treffen, lesen Sie den Stücklistenbericht, um die tatsächlichen Daten zu erhalten.

Nachdem Sie den Bericht überprüft haben, überprüfen Sie ihn und nehmen Sie Anpassungen vor, falls Teile unvollständig sind. Holen Sie sich die Lieferanten- oder Herstellerinformationen für alle Teile.

5. Referenzbezeichner sortieren

Stellen Sie sicher, dass Referenzbezeichner fortlaufend nummeriert sind. Dies hilft beim Sortieren und Überprüfen der Stücklistendaten.

6. Überprüfen Sie Ersatztore

Verfügbare Ersatzgates sollten über ihre Eingänge mit einem Signal verbunden werden, um zu verhindern, dass sie schweben.

Dies muss berücksichtigt werden, da potenzialfreie Eingänge die allgemeine Funktionalität des Systems beeinträchtigen können.

26. Was sind Überlegungen zum PCB-Layout von Audioverstärkern?

Es gibt drei wichtige Überlegungen, die Sie sicherstellen sollten, bevor Sie mit dem PCB-Layout des Audioverstärkers beginnen.

  1. Überprüfen Sie den Design-Footprint auf dem Layout
  2. Platzieren Sie Entkopplungskondensatoren so nah wie möglich, kleinere Kondensatoren näher an den Verstärkerstiften.
  3. Korrekte Platzierung von EMV-Filtern. Der Hauptzweck des Ausgangsfilters besteht darin, die hochfrequente Schaltkomponente des Verstärkers zu dämpfen. Dabei werden die Signale im Audioband beibehalten.

27. Gibt es einen Unterschied zwischen dem PCB-Layout des Audioverstärkers und des Leistungsverstärkers?

Es gibt einen Unterschied zwischen den beiden. Der Audioverstärker wird verwendet, um Audiosignale zu manipulieren. Andererseits wird ein Leistungsverstärker verwendet, um eine kleine Eingangsspannung in eine größere Ausgangsspannung umzuwandeln.

Sie wandeln Gleichstrom in Wechselstrom um.

Der Audioverstärker hat eine geringere Ausgangsleistung (14 W). Leistungsverstärker hingegen haben eine höhere Ausgangsleistung (2000 W).

Audioverstärker leiten weniger Wärme ab als Leistungsverstärker, die mehr Wärme abgeben.

Dieser Unterschied wird durch die Transistortypen verursacht, die in jedem Layout verwendet werden. Die physische Größe der Transistoren ist ebenfalls klein bzw. groß.

Die Kollektorlast in Audioverstärkern hat einen hohen Widerstand und eine dünne Basis, um den niedrigen Strom zu bewältigen.

In Leistungsverstärkern hat die Kollektorlast einen niedrigen Widerstand und eine dicke Basis, um den hohen Durchfluss zu bewältigen.

28. Wie stellen Sie Verstärker-Leiterplatten her?

Dies ist ein komplexer Prozess, der von hochautomatisierten Maschinen durchgeführt wird. Die zu verwendende Methode hängt von der Wahl des Herstellers ab.

Einige dieser Methoden umfassen Bohren, Stanzen, Plattieren und Testen, was der Punkt des gesamten Herstellungsprozesses ist.

Nachfolgend finden Sie eine vereinfachte Zusammenfassung der Herstellung einer hochwertigen Verstärkerplatine.

Der Herstellungsprozess muss idealerweise mit der Erstellung eines Schaltplans der Schaltung beginnen.

Dies erleichtert die gesamte Übung, da es als Blaupause für das gesamte Projekt dient.

Der nächste Schritt sollte darin bestehen, die Komponenten zu platzieren und Leiterbahnen auszulegen, bevor Sie Drähte ziehen. Die Verwendung der Easy EDA-Software kann den Konstruktionsprozess weniger kompliziert machen.

An dieser Stelle muss eine Entscheidung über die zu verwendenden Abmessungen und physikalischen Komponenten getroffen und ein Druck erstellt werden.

Sie können die Auswahl der Komponenten jederzeit nach Ihren Wünschen ändern.

All dies muss von der Bestimmung geleitet werden;

  • Die Ausgangsleistung – Diese kann durch Berechnung der Spitzenausgangsspannung des Verstärkers ermittelt werden.
  • Ein richtiger Kühlkörper, der groß genug sein sollte, um die erzeugte Wärme für eine lange Lebensdauer abzuleiten. Sie können die Mindestgröße berechnen, indem Sie den maximalen Wärmewiderstand ermitteln.
  • Die Stabilität und der Wert der Komponenten – Sie können den Wert der Komponenten (Rf2 und Cf dämpfen) und die Stabilität durch Schaltungssimulationssoftware bestimmen. Beachten Sie auch, dass eine Erhöhung des Cf den Fc-Wert senkt.
  • Das Zobel- und Thiele-Netzwerk – Ersteres erhöht, während letzteres Schwingungen reduziert, die durch induktive bzw. kapazitive Lasten verursacht werden.
  • Entkopplungskondensatoren

Höherwertige Kondensatoren verbessern die Basswiedergabe und sparen gleichzeitig Strom am Niederfrequenzausgang. Kondensatoren mit niedrigerem Äquivalentwiderstand und induktiver Reihenschaltung sind die besten.

Das Löten (von den kleineren Komponenten zu den größeren) vereinfacht den Prozess.

Es stellt auch sicher, dass Sie die gesamte Oxidation von den Elementen entfernen, um eine bessere Leitfähigkeit und stärkere Verbindungen zu erzielen.

Das ultimative Ziel der Verkabelung ist es, elektromagnetische Störungen durch umgebende Magnetfelder zu eliminieren.

Verschiedene Arten von Drähten sollten verwendet werden, um den zuvor erwähnten Zweck zu erfüllen.

Schließlich wird der Klang den ganzen Prozess krönen. Es hilft sicherzustellen, dass die Höhen klar und nicht schädlich für das Ohr sind.

Zusätzlich zu den oben genannten Grundlagen, Fakten und Prinzipien finden Sie unten ein schrittweises Verfahren zur Herstellung einer Verstärkerplatine.

  1. Entwerfen Sie die Leiterplatte mit Hilfe der Software.
  2. Erstellen Sie einen Film, mit dem ein Bild auf die Kunststoffplatte gedruckt wird.
  3. Wählen Sie Rohstoffe aus, die am besten zu Ihnen passen.
  4. Bereiten Sie Bohrlöcher entweder manuell oder mit automatisierten CNC-Maschinen vor.
  5. Wenden Sie das Bild an, was mit Stiftplottern, Druckern und Trockenübertragung erfolgen kann
  6. Abisolieren und ätzen, um unverdrahtetes Kupfer zu entfernen. Dies kann durch die Verwendung verschiedener Chemikalien erreicht werden. Solche Chemikalien umfassen Eisenchlorid und Ammoniumpersulfat.
  7. Testen Sie, ob der gesamte Prozess erfolgreich war und das PCB-Layout korrekt funktioniert.

29. Wie können Sie die Qualität des Verstärker-PCB-Layouts testen?

Platine für StereoverstärkerPlatine für Stereoverstärker

Die Qualitätsprüfung kann durch die Verwendung von ATG-Testmaschinen und Netztestfunktionen durch die folgenden Parameter durchgeführt werden;

  • Seine Fähigkeit, bei Temperaturschwankungen eine konsistente Dielektrizitätskonstante aufrechtzuerhalten.
  • Die Menge an Energie, die durch Dissipation verloren geht. Der Wert sollte so niedrig wie möglich sein, um einen minimalen Verlust an Ausgangsleistung und Signalverstärkung zu gewährleisten.
  • Fähigkeit, in Schaltungen mit konsistenter Impedanz verarbeitet zu werden
  • Die Fähigkeit, die von einem Leistungsverstärker erzeugte Wärme durch seinen Wärmeausdehnungskoeffizienten und seine Leitfähigkeit zu kontrollieren.

30. Wie legen Sie das PCB-Layout des Verstärkers fest?

Sie können die folgenden Aspekte verwenden, um ein Verstärker-PCB-Layout festzulegen:

  • Pin-Verbindungen.
  • Elektrische Daten in Bezug auf Versorgungs- und Eingangsspannung. Andere Elemente umfassen Differenzeingangsspannung, Verlustleistung, Ausgangsspitzenstrom, Lagerung und Sperrschichttemperatur.
  • Elektrische Eigenschaften, auf die Sie achten sollten, einschließlich Drain-Ruhestrom, Versorgungsspannung und Eingangsruhestrom. Andere umfassen Eingangsoffsetspannung und -strom, Leistungsbandbreite und Versorgungsspannungsunterdrückungsverhältnis. Sie können auch auf die Temperatur der thermischen Sperrschicht, die Eingangsrauschspannung sowie den Strom und die Effizienz achten.
  • Seine Anwendungen wie Single-Power-Supply, Split-Power-Supply, Zwei-Wege-HI-FI-System mit aktiver Frequenzweiche.
  • Es gibt auch Class-D- und AB-Verstärkertypen.

31. Was ist das beste Material für die Verstärkerplatine?

Das beste Material hängt von Ihrem Verständnis ab, wie diese Materialien funktionieren. Dazu gehören ihre Eigenschaften und die letztendliche Auswirkung auf die Leistung des Verstärkers.

Die meisten Komponenten haben Eigenschaften, die durch ihre relative Dielektrizitätskonstante (DK) oder Permittivität gemessen werden können.

Die Materialkosten und ihre Wirksamkeit reichen von FR-4 bis hin zu dielektrischen Materialien aus Polytetrafluorethylen (PTFE).

Zwischen diesen beiden Extremen kommen High-End-Materialien in Betracht.

Sie können auch aus den neuen verfügbaren Technologien wie dielektrischen Materialien aus duroplastischem Harz wählen. Bei der Auswahl des Materials sollte man berücksichtigen, wie der (DK) von der Temperatur beeinflusst wird.

Beim PCB-Design werden verschiedene Materialien verwendet. Dazu gehören Aluminiumoxid, Kapton, PTFE und solche Substrate, die in die Bereiche von FR-1 bis G-10 fallen.

FR-4 ist höchstwahrscheinlich das beste Material für Verstärkerleiterplatten, da es in Standardplatinen weit verbreitet ist. Seine Fähigkeit, Hitzeschäden zu widerstehen, macht es am meisten bevorzugt.

32. Was sind die Design-Tipps für operative PCB-Layouts?

Operationsverstärker-Layout

Operationsverstärker-Layout

1. Platzieren Sie einen Bypass-Kondensator

Um das richtige Ausgangssignal zu erzeugen, benötigt ein Operationsverstärker eine stabile Eingangsspannung. Ein Bypass-Kondensator sollte in der Nähe des Versorgungsanschlusses des Operationsverstärkers platziert werden.

Dadurch wird sichergestellt, dass das beim Schalten der Stromversorgung erzeugte Rauschen erheblich reduziert wird.

Das Vorsehen eines Überbrückungskondensators reduziert auch die Wahrscheinlichkeit von harmonischen Verzerrungen, die während des Betriebs auftreten.

2. Vermeiden Sie die Platzierung der Groundplane in der Nähe von Eingangspins

Wenn Sie die Masseebene richtig einstellen, wird die Stabilität der Schaltung verbessert.

Vermeiden Sie es, im Falle des Layouts von Operationsverstärkern für gedruckte Schaltungen Kürbisplatten in der Nähe der Verstärkerstifte zu platzieren.

Auf diese Weise wird die Einführung von Streukapazität und Erdrauschen reduziert.

Normalerweise wirken sich diese Defekte stark auf den Ausgang des Operationsverstärkers aus.

3. Behalten Sie die thermische Stabilität bei

Sie sollten geeignete Wärmeableitungstechniken anwenden, die Folgendes umfassen können:

  • Temperatur fällt
  • Verwendung von Vias zur Wärmeableitung

Damit können Sie die überschüssige Wärme eliminieren, die die Leiterplatte des Verstärkers beschädigen kann.

4. Auf analoge und digitale Trennung achten

Beim Entwerfen von Verstärker-PCB-Layouts sollten Operationsverstärker weit entfernt von anderen Hochfrequenzspuren platziert werden.

Andererseits können Sie sich für die Verwendung eines Operationsverstärkers für die Signalverstärkung-+ eines Temperatursensors entscheiden.

Sie müssen es so nah wie möglich am Sensor platzieren. Dies reduziert die Signalübertragung und Reaktionszeit digitaler Sensoren.

33. Warum sollten Sie Venture beim PCB-Layoutdesign für Verstärker vertrauen?

Von Operationsverstärkern, Kleinsignalverstärkern, Großsignalverstärkern, Wi-Fi-Verstärkern oder Leistungsverstärkern werden Ihre Anforderungen von Venture sortiert.

Eine hervorragende Schaltungsleistung hängt vom Design Ihres Verstärker-PCB-Layouts ab. Ein schlecht gestaltetes PCB-Layout kann die Leistung entscheidend beeinflussen.

Es kann während des Betriebs Ihrer Verstärkerplatine zu Leckwiderständen, Spannungsdrift, Offsetspannungen oder sogar Streukapazitäten führen.

Venture verfügt über ein engagiertes, glaubwürdiges PCB-Layout-Team für Verstärker. Dieses Team ist für Kunden zugänglich und hat Hunderte von Kunden bei Problemen mit dem Layout von Verstärker-PCBs unterstützt.

Bei Venture ist das Team immer bereit:

Entwerfen Sie das PCB-Layout des Operationsverstärkers. Dazu wird eine stabilisierte Spannung bereitgestellt, um das richtige Ausgangssignal zu erzeugen. Es hilft auch dabei, das Platzieren einer Masseebene in der Nähe von Eingangspins zu vermeiden.

Minimieren Sie die Länge der Eingangssignale und stellen Sie sicher, dass der Verstärker weit von anderen Hochfrequenzspuren entfernt ist.

Verwenden Sie bessere und geeignete Wärmeableitungsmethoden wie Kühlkörper und Wärmeableitungsdurchführungen, um die thermische Stabilität aufrechtzuerhalten.

PCB-Design-

Venture ist nicht nur ein Leiterplattenhersteller. Das PCB-Layoutteam von Venture Amplifier hat auch Erfahrung in der Verarbeitung einer Vielzahl von Leiterplattenmaterialien. Venture bietet auch fortschrittliche kundenspezifische PCB-Design-Services und PCB-Fertigung, alles unter einem Dach.

Das Team bietet leistungsstarke und hochzuverlässige PCB-Designs. Dazu gehört das analoge und HF-PCB-Design, das hilft, die unterschiedlichen PCB-Design- und Layout-Anforderungen des Kunden zu erfüllen. Sie bekommen, was Sie brauchen, von der Materialentwicklung und -produktion über die Schaltungsherstellung bis hin zur Endmontage der Komponenten.

Venture verwendet die gesamte Auswahl an Designsoftware, darunter Cadence Allegro\ORCAD, Mentor WG\PADS und Prottel99\Altium Designer (AD).

Das PCB-Layoutteam für Venture-Verstärker ist rund um die Uhr verfügbar. Wenn Sie ein Verstärker-PCB-Projekt zu bearbeiten haben, brauchen Sie sich keine Sorgen zu machen. Dieses Team wird Sie effektiv durch ein solches Projekt führen.

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