Teknologi Microwave - Kaedah tidak konvensional papan sirkuit frekuensi tinggi DIY

Papan sirkuit PCB pasti tidak penting untuk produk-produk massa. Walaupun amatir, dengan sedikit latihan, boleh membuat sirkuit yang hampir sempurna, boleh diulang. Selain itu, papan sirkuit cetak dengan pesawat tanah yang baik sangat penting untuk sirkuit frekuensi tinggi yang beroperasi pada frekuensi yang melebihi beberapa megahertz. Pesawat tanah adalah lapisan tembaga kawasan besar yang bertindak sebagai gelung induktan rendah antara komponen dalam sirkuit dan bekalan kuasa. Ia boleh mencegah kapasitas parasit dari mengikuti isyarat frekuensi tinggi untuk membentuk bunyi. Jika anda kekurangan pesawat tanah, anda tidak mengharapkan sirkuit frekuensi tinggi yang dibuat dengan papan roti untuk bekerja dengan baik, walaupun ia berfungsi dengan betul. Tetapi dibandingkan dengan kelajuan dan kesederhanaan membuat sirkuit dengan papan lapisan, penggunaan papan sirkuit cetak untuk membuat sirkuit dengan cepat mempunyai kelemahan. Anda boleh membuat papan sirkuit cetak anda sendiri dengan cepat-selama anda tidak keberatan kekacauan dan noda pada pakaian anda, dan bersedia untuk menggali anda sendiri. Anda juga boleh menghantar layout papan sirkuit cetak and a sendiri kepada pembuat dan membiarkan mereka membuatnya untuk anda, tetapi ia akan mengambil sekurang-kurangnya beberapa hari dan harganya sangat mahal.

Jadi saya mula berfikir sama ada ada ada alternatif untuk membuat papan sirkuit frekuensi tinggi yang mudah dikesan dan diubahsuai. Dalam artikel ini, saya hanya menunjukkan salah satu konsep utama; strategi dan kaedah berikutnya akan diumumkan pada laman web Spektrum IEEE dalam beberapa minggu berikutnya. Seharusnya dikatakan tidak ada kandungan asal di sini: saya hanya menggunakan beberapa teknik yang telah dilupakan selama dekade. Saya tidak mengharapkan mereka menjadi sangat efektif pada usia frekuensi kerja sehingga gigahertz dan komponen mount permukaan. Secara umum, kaedah ini perlukan papan sirkuit piawai dengan foil tembaga tidak dirawat, biasanya papan sirkuit resin FR-4. Daripada mengikat koil, gunakan wayar untuk menyambungkan komponen, meninggalkan pesawat tanah yang lebih besar. Saya membuat "sirkuit generator comb" sebagai demonstrasi. Sirkuit generator gelombang komb boleh menghasilkan set harmonik dengan julat frekuensi luas dan sempadan jelas. Frekuensi yang saya buat boleh mencapai 1 gigahertz. Ia adalah modul yang sangat berguna dalam sistem gelombang mikro. inti generator adalah sirkuit terintegrasi 74HC00 yang mengandungi 4 pintu logik NAND. Isyarat yang dijana oleh generator lekap permukaan 25 MHz akan menghasilkan dua isyarat gelombang kuasa dua yang sedikit terlambat selepas melewati dua pintu NAND dalam siri. Isyarat ini memasuki pintu NAND terakhir, menghasilkan denyut yang sempit, membentuk spektrum harmonik. Untuk membuat sirkuit, saya bahagikan lapisan tembaga menjadi dua potongan, berniat untuk membuat kawasan yang lebih kecil di at as berkhidmat sebagai kereta kuasa 5 volt, dan yang lain untuk membentuk pesawat tanah. Untuk mengisolasi kedua-dua kawasan, saya mengunci tiga foil tembaga segiempat panjang dan tipis sebagai sempadan kereta kuasa. Pertama guna skrip untuk tanda garis selari; kemudian, tutup peraturan besi kepada tanda garis selari, dan gunakan pemotong untuk memotong tembaga sepanjang peraturan besi (memerlukan kekuatan yang besar, biasanya beberapa kali untuk memotong). Akhirnya, panaskan foil tembaga antara garis selari dengan besi soldering, dan mengukir setiap potongan tembaga dengan tweezer. Papan sirkuit biasanya adalah satu pesawat tanah tanpa lubang, jadi bagaimana untuk memasang sirkuit terintegrasi? Bend pin tanah sirkuit terpasang kembali untuk membuat ia menyentuh permukaan, dan kemudian meletakkan pin tanah dalam kedudukan yang betul dan solder ia ke pesawat tanah. Bend pins lain untuk membuat mereka selari ke papan, dan kemudian secara langsung solder yang membawa ke pins ini. Oleh kerana sirkuit terintegrasi kelihatan seperti pepijat dengan kakinya terbentang, kaedah ini kadang-kadang dipanggil kaedah "pepijat mati". Keuntungan kaedah ini adalah bahawa ia lebih mudah untuk mengakses titik sambungan daripada menggunakan papan sirkuit cetak tradisional, dan ia lebih mudah untuk menyelesaikan komponen lekap permukaan. Selain itu, terdapat kawasan di atas pesawat tanah untuk memudahkan sambungan ke sink panas generator gelombang comb kuasa. Permanen memotong dan mengupis garis dari lapisan tebal-cakar boleh membentuk kawasan terpisah di tengah papan sebagai titik sambungan antara lekapan permukaan atau komponen pemalam lubang. Kapensiensi antara kawasan terpisah ini dan tanah sangat kecil. Keuntungan lain dari kaedah pemasangan ini adalah ia mudah untuk memeriksa sama ada sirkuit frekuensi tinggi benar-benar berfungsi seperti direka. Penganalisis spektrum dengan sond tahan 500ohm (seperti Tektronix P6056) sangat sesuai untuk jenis sirkuit ini. Anda hanya perlu mendarat perisai sonda dekat nod sirkuit ujian. Selepas menyambungkan lapisan pelindung tanah sonde ke pin pogo atas lapisan pelindung tanah di papan, saya boleh tanah tiada kira-kira pin yang ditemui di sebelahnya. (Jika anda tidak dapat mencari sonda P6056 atau yang serupa, anda boleh membuat satu sendiri: menyambungkan penahan 450 ohm dalam siri dengan kabel 50 ohm koaksial, tetapi ingat untuk menggunakan terminal 50 ohm di sisi penganalisis). Papan sirkuit yang dihasilkan oleh kaedah ini tidak selalu sangat indah, tetapi apabila saya menggunakan teknik ini untuk membuat papan sirkuit frekuensi tinggi mikrogelombang, saya telah mencapai keputusan yang baik. Anda boleh mengikuti saya di Internet untuk belajar lebih mengenai kaedah pesawat atas tanah, serta kemampuan yang saya dan rakan-rakan saya gunakan dalam proses membuat sirkuit frekuensi tinggi.