
PCB線路板,又稱印刷電路板,是電子元器件電氣連接的提供者。它的發展已有100多年的歷史了,它的設計主要是版圖設計,采用電路板的主要優點是大大減少布線和裝配的差錯,提高了自動化水平和生產勞動率。按照線路板層數可分為單面板、雙面板、四層板、六層板以及其他多層線路板。
一般來說,工程師將自己的想法,變成一塊實際的電路板,通常需要經歷以下這些步驟:畫PCB圖;將圖”印刷”到PCB板上;腐蝕PCB板;鉆孔;焊接元件。
但往往有些”高手”不用PCB就把東西做出來了。
大體上來說,這種方式首先需要一個銅箔未經處理的標準電路板,通常是FR-4樹脂電路板。不用蝕刻線圈,而是用導線將各元件連接起來,留出較大的接地面。我制作了一個“梳狀波發生器電路”作為演示。
梳狀波發生器電路可產生一組頻率范圍廣且邊界清晰的諧波,我做的這款頻率最高可達1千兆赫,是微波系統中十分有用的一個模塊。發生器的核心是一個74HC00集成電路,含有4個“與非”(NAND)邏輯門。25兆赫的表面貼裝發生器產生的信號,經過兩個串聯的與非門之后,會產生兩個略有延遲的方波信號。這些信號進入最后一個與非門,產生窄脈沖,形成諧波譜。
為了制作電路,我將敷銅層分成了兩塊,打算讓頂端較小的區域充當5伏電源導軌,其余部分則形成接地層。
為了隔離這兩塊區域,我剝離出3條細長的長方形銅箔,作為電源導軌的邊界。先用劃線器來標記平行線;然后,將鋼尺緊貼平行線標記,用割刀沿鋼尺將銅割透(需要相當大的力氣,通常要好幾次才能割透)。最后用烙鐵加熱平行線之間的銅箔,用鑷子把每塊銅片剝離。
電路板通常是沒有通孔的單個接地層,那么,如何安裝集成電路呢?向后彎曲集成電路的接地腳,使之接觸表面,然后將接地腳放在恰當的位置,焊在接地層上。彎曲其他引腳,使之與板平行,然后直接把引線焊接在這些引腳上。由于集成電路看起來就像是蟲子把腿伸了出來,所以這種方法有時也稱為“死蟲”法。這種方法的優點是,比使用傳統印刷電路板更容易接近連接點,更易焊接表面貼裝元件。另外,接地層上有一片區域,方便連接梳狀波發生器的功率調節器散熱塊。
不斷從敷銅層上割下、剝離條塊,可在板的中部形成一片隔離區域,作為表面貼裝或通孔插裝元件間的連接點。這片隔離區域與地面之間的電容非常小。
這種安裝方式的另一個優點是,可以很方便地檢查高頻電路是否確實在按照設計的方式運行。帶有500歐姆電阻探針的頻譜分析儀(如Tektronix P6056)非常適合這類電路,只需將探針的屏蔽層在測試電路節點附近接地即可。將探針的接地屏蔽層與板面接地屏蔽層的上彈簧針連接后,無論探針在旁邊探測哪個腳,我都能接地。(如果找不到P6056或類似的探針,你可以自己做一個:將450歐的電阻與50歐的同軸電纜串聯,但一定記得在分析儀端使用50歐姆的端子)。
這些方法產生的電路板并不總是非常美觀,但我在使用這些技術制作微波電路時,取得了很好的效果。
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