自制高频线路板的独特方法

别误会,我真的很喜欢印刷电路板(PCB)。印刷电路板对于大量生产的产品是绝对必要的。即使是业余爱好者,只要稍加练习,也能做出近乎完美的、可重复的电路。此外,具有良好地平面的印刷电路板对于频率超过几兆赫的高频电路非常重要。地平面是大面积的铜层,它在电路元件和电源之间起到一个低电感回路的作用。它可以防止寄生电容对高频信号造成噪声。如果你没有地平面,不要期望由电路板制成的高频电路工作良好,即使它们工作正常。

但是,使用印刷电路板制作电路的速度和方便程度要比在工厂中使用电路板制作电路的速度和方便程度要快,这有一个缺点。你可以快速制作自己的印刷电路板——只要你不介意衣服上的脏乱和污渍,你愿意自己钻。你也可以把你的印刷电路板布局发给厂家,让他们为你制作,但是这样很方便,成本也很低,只需要额外的发货时间。

所以我开始思考是否有一种可行的替代方案,可以让生产商快速制作出易于检测和修改的高频电路板。在本文中,我将只展示其中一个关键概念;应该说,这里没有原始的内容:我只是使用了一些已经被遗忘了几十年的过程。在工作频率高达千兆赫和表面贴装组件的时代,我没想到它们会非常有效。

一般来说,这种方法首先需要一个铜箔未经处理的标准板,通常是FR-4树脂板。电路用来连接线圈而不是腐蚀线圈电子元件,留下一个大的地平面。我做了一个“梳状发生器电路”作为演示。

梳状发生器电路产生一组频率范围宽、边界清晰的谐波。我已经把这个频率提高到1ghz,这在微波系统中是一个非常有用的模块。该发电机的核心是一个74HC00集成电路,带有四个非门和逻辑门。由25mhz产生的信号面山发生器经过两个系列的非门,产生两个轻微延迟的方波信号。这些信号进入最后一个与非门,产生一个窄脉冲,形成谐波频谱。

pcb电路图

DIY Pcb

为了制作这个电路,我将铜层分成了两部分,我打算将顶部较小的部分作为一个5伏的电力轨道,其余部分形成一个地平面。

为了隔离这两个区域,我剥离了三个拉长的矩形铜箔作为电力轨的边界。首先用划线笔标出平行线;然后,将钢尺与平行线对齐,用刀具沿着钢尺切割铜(需要相当大的努力,通常要切割几次)。最后,用烙铁加热两根平行导线之间的铜箔,然后用镊子把铜片拔下来。

PCB通常是一个没有通孔的单地坪,那么如何安装集成电路呢?将IC的接地脚折回表面,然后将接地脚放到适当的位置,焊接到接地面。弯曲其他引脚,所以他们是平行的董事会和焊接引线直接到这些引脚。由于集成电路看起来像一个伸出腿的虫子,这种方法有时被称为“死虫”方法。这种方法的优点是,它比使用传统印刷电路板更容易焊接表面安装组件,使其更容易访问连接点。此外,在地平面上有一个区域,便于连接梳状发电机的电源调节器散热器。

将带钢从铜层上连续切割剥离,可在板的中间形成一个隔离区域,作为表面安装或通过插接部件之间的连接点。这个隔离区域和地面之间的电容非常小。

DIY罗杰斯pcb

这种安装方式的另一个优点是,它便于检查是否高频电路是按设计运行的。具有500欧姆电阻探针的频谱分析仪(如Tektronix P6056)是这类电路的理想选择,只需将探针的屏蔽层靠近测试电路节点接地即可。当探头的接地屏连接到板接地屏的上弹簧销时,不管探头旁边是哪个销,我都可以接地它。(如果你不能找到一个P6056或类似的探针,你可以自己做:连接450欧姆电阻串联与50欧姆同轴电缆,但记住使用50欧姆终端在分析仪一边)。

用这些方法制作出来的板子并不总是很美观,但是我用这些方法制作出来的板子效果很好微波电路。如果你喜欢,你可以自己试一试。这是一个很好的爱好。

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