我真的很喜歡印刷電路板(PCB)。印刷電路板對(duì)于批量生產(chǎn)的產(chǎn)品來說絕對(duì)必不可少。即使是業(yè)余愛好者也可以通過一些練習(xí)來制作幾乎完美,可重復(fù)的電路。此外,具有良好接地面的印刷電路板對(duì)于工作頻率超過幾兆赫茲的高頻電路很重要。接地層是大面積的銅層,充當(dāng)電路中的元件和電源之間的低電感回路。它可以防止寄生電容涂抹高頻信號(hào)以形成噪聲。如果你沒有地平面,不要指望由面包板制成的高頻電路能夠很好地工作,即使它們工作正常。
但是,有使用印刷電路板制造電路比使用電路板在工廠制造電路的速度和容易程度更快的缺點(diǎn)。您可以快速制作自己的印刷電路板 - 只要您不介意衣服上的臟亂和污漬,并且您愿意自己鉆孔。您也可以將印刷電路板布局發(fā)送給生產(chǎn)商,讓他們?yōu)槟谱鳎芊奖?,而且成本低,只需要額外的運(yùn)輸時(shí)間。
所以我開始考慮是否有一個(gè)可行的替代方案,也可以讓生產(chǎn)商快速創(chuàng)建易于檢測(cè)和修改的高頻板。在本文中,我將只展示一個(gè)關(guān)鍵概念;應(yīng)該說這里沒有原創(chuàng)內(nèi)容:我只是使用了幾十年來一直被遺忘的過程。我不認(rèn)為它們?cè)诠ぷ黝l率高達(dá)千兆赫茲和表面貼裝元件的時(shí)代會(huì)非常有效。
一般來說,這種方法首先需要銅箔未經(jīng)處理的標(biāo)準(zhǔn)板,通常是FR-4樹脂板。該電路不是蝕刻線圈,而是用于連接元件,留下大的接地平面。我做了一個(gè)“梳狀發(fā)生器電路”作為演示。
梳狀發(fā)生器電路產(chǎn)生一組具有寬頻率范圍和清晰邊界的諧波。我已經(jīng)完成了高達(dá)1 GHz的頻率,是微波系統(tǒng)中非常有用的模塊。發(fā)電機(jī)的核心是74HC00集成電路,帶有四個(gè)NAND邏輯門。在兩個(gè)NAND門系列之后,25 MHz表面貼裝發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)產(chǎn)生兩個(gè)稍微延遲的方波信號(hào)。這些信號(hào)進(jìn)入最后一個(gè)與非門,產(chǎn)生一個(gè)形成諧波頻譜的窄脈沖。
為了制作電路,我將銅層分成兩部分,我打算將頂部較小的區(qū)域作為5伏電源軌,其余部分形成一個(gè)接地層。
為了隔離這兩個(gè)區(qū)域,我剝?nèi)チ巳齻€(gè)細(xì)長的矩形銅箔作為電源軌的邊界。首先用劃線器標(biāo)記平行線;然后,將鋼尺與平行線對(duì)齊,并使用切刀沿鋼尺切割銅(需要相當(dāng)大的努力,通常需要多次切割)。最后,用烙鐵加熱平行導(dǎo)線之間的銅箔,用鑷子將每個(gè)銅片剝離。
PCB通常是一個(gè)沒有接地的單個(gè)接地平面通孔,那么如何安裝集成電路?將IC的接地引腳彎曲回表面,然后將接地引腳置于適當(dāng)?shù)奈恢貌⑵浜附拥浇拥貙?。彎曲其他引腳,使它們與電路板平行,并將引線直接焊接到這些引腳上。由于集成電路看起來像是一個(gè)延伸其腿的bug,這種方法有時(shí)被稱為“死蠕蟲”方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是焊接表面貼裝元件比使用傳統(tǒng)的印刷電路板更容易接觸連接點(diǎn)。此外,在地平面上有一個(gè)區(qū)域,便于連接梳狀發(fā)生器的功率調(diào)節(jié)器散熱器。
從銅層連續(xù)切割和剝離條帶,隔離區(qū)域可以在板的中間形成,作為表面安裝件或通過插頭部件之間的連接點(diǎn)。該隔離區(qū)域與地面之間的電容非常小。
另一個(gè)優(yōu)勢(shì)這種類型的安裝方便是檢查高頻電路是否實(shí)際按設(shè)計(jì)運(yùn)行。帶有500歐姆電阻探頭的頻譜分析儀(例如Tektronix P6056)非常適合這種類型的電路,只需將探頭屏蔽層靠近測(cè)試電路節(jié)點(diǎn)即可。當(dāng)探頭的接地屏蔽連接到電路板接地屏蔽的上彈簧引腳時(shí),無論探頭位于哪個(gè)引腳旁邊,我都可以將其接地。 (如果你找不到P6056或類似的探頭,你可以自己做:連接一個(gè)450歐姆的電阻與50歐姆同軸電纜串聯(lián),但記得在分析儀一側(cè)使用50歐姆的端子。)
通過這些方法生產(chǎn)的電路板并不總是非常美觀,但在使用這些技術(shù)制作微波電路時(shí),我取得了很好的效果。如果你喜歡它,你可以嘗試自己。這是一個(gè)很好的愛好。
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