Herstellung von Prototypen mit Hochgeschwindigkeits-SMD-Bauteilen

Es gibt Techniken, die für das Prototyping verwendet werden können. Wenn Sie ein ganzes System prototypisieren, machen Sie es wahrscheinlich nicht richtig - aber um kleine Teile analoger Schaltungen zu testen, ist es praktisch. Es ist gut, früh zu einem PCB-Layout zu gehen, aber nicht unbedingt als erster Schritt.

Hier ist eine zusammengehackte Schaltung von einem Kollegen, den ich zufällig kenne, John Larkin (er ist seitdem für die Platinen auf vergoldet umgezogen)

Und noch eins (der Hochgeschwindigkeitsabschnitt ist sehr klein gehalten)

Dies geschieht mit Scheren, Zahnfräsern usw. Die Masseflächen unter allem bedeuten, dass die Schaltkreise ziemlich leise sind. Sie können auch Breakout-Boards für SMT-Chips auf den Grundplatten stapeln (Sie können sie kaufen oder selbst herstellen lassen).

Nun, sobald Sie anfangen, echte Dinge zu entwerfen, müssen Sie es auf die richtige Art und Weise tun :) Auf professioneller Ebene und sogar für Heimprojekte drehen wir die ganze Zeit Boards für Proto. Sie werden keinen sauberen Strom und keine sauberen Signale von einem verdrahteten Steckbrett erhalten. Als Beispiel habe ich kürzlich etwas sehr Ähnliches als Nebenprojekt PIC32 und einige Audioschaltungen gemacht. Die 4-lagigen Platinen kosteten mich ungefähr 200 Dollar oder weniger und ich kaufte auch eine Schablone. Dann hat Hotplate das Ganze neu geflossen, einschließlich einiger sehr kleiner QFN-Komponenten.

Es ist viel einfacher, ein Brett zu bauen und Ihre Fehler blau zu verdrahten, als ein ganzes Brett blau zu verdrahten und zu versuchen, das Rattennest von Problemen vor Ihnen zu entschlüsseln :)

Ein anderer Ansatz ist natürlich der Kauf eines pic32-Evaluierungsboards und eines Eval-Boards oder Breakout-Boards von Sparkfun für Ihren ADC. Verbinden Sie diese dann als Prototyp miteinander. Für winzige einfache Schaltungen verwende ich manchmal Surfbretter (siehe Digi für diese).

Ansonsten sind viele Leute vor Ihnen gekommen, die nach Möglichkeiten suchen, billige Leiterplatten für interne Prototypen schneller herzustellen. Es gibt alles, vom Ätzen selbst über CNC-Fräsen bis hin zum Drucken mit leitfähiger Tinte. In einem Fall wie Ihrem finde ich, dass es am bequemsten ist, es einfach zu versenden und 5 Tage zu warten. Natürlich kommt man nicht um die Zeit herum, die es braucht, um einen Schaltplan zu entwerfen und die Platine zu bestücken. Aber das sorgfältige Entwerfen Ihres Schaltplans sollte sowieso Ihr erster Schritt sein :)

Wenn Sie der Meinung sind, dass die Kosten für diese Boards zu hoch für Sie oder Ihr Projekt sind, würde ich vorschlagen, so viel wie möglich zu simulieren, insbesondere Ihren analogen Eingangsbereich aufzupeppen. Überprüfen Sie Ihr Design frühzeitig und häufig und lassen Sie es auch von jemand anderem überprüfen, bevor Sie es zum Bau senden.

Ich bin im selben Boot wie Sie - ich möchte in der Lage sein, schnell Prototypen von Hochgeschwindigkeitsschaltungen zu erstellen, ähnlich der Leichtigkeit und Geschwindigkeit eines Steckbretts.

Leider denke ich, dass PCBs so ziemlich die einzige Möglichkeit sind, Dinge zu tun. Sie sind teuer und brauchen Zeit zum Entwerfen/Herstellen/Bestellen, daher ist dies offensichtlich nicht ideal. Sie müssen sich nur die Anforderungen einer Hochgeschwindigkeitsschaltung ansehen, um zu erkennen, dass ein "Prototyp" im herkömmlichen Sinne nicht möglich ist:

• Geräte-Footprints – nur Leiterplatten geben Ihnen die Möglichkeit, Teile mit kleinem Abstand richtig zu montieren, mit einer Lötstoppmaske und dergleichen. Teile mit höherer Geschwindigkeit führen zu schwierigeren Verpackungen wie BGA
• Anforderungen an die Masseebene – Hochgeschwindigkeitsschaltkreise müssen ordnungsgemäß geerdet sein, normalerweise in Form einer Ebene. Darüber hinaus handelt es sich bei Ihrem Audioschaltungsbeispiel um ein Mixed-Signal-Gerät, was bedeutet, dass die Masse isoliert werden muss, um ordnungsgemäß zu funktionieren.
• Leiterbahnlängen - Normalerweise müssen Taktquellen so nah wie möglich am relevanten IC sein. Dies gilt auch für Datenbusse und andere Signalpfade, die eine starke Integrität erfordern.

Vielleicht gibt es eine Option für Sie, eine, die ich in der Vergangenheit verwendet habe. Man nennt es Manhattan-Konstruktion. Diese Technik wird häufig von HF-Tüftlern verwendet, um Schaltkreise zu bauen. Im Grunde bauen Sie alles über ein Stück Kupfer-PCB, das als Massefläche fungiert. Sie verbinden diskrete Komponenten, indem Sie Leitungen direkt miteinander verlöten. Hier ist ein guter Beitrag, der das Thema dokumentiert (Sie können auch mehr online finden). Sie können diese Pads dann zum Anbringen von SMD-ICs kaufen. Ich habe es verwendet, um eine einfache DDS-Schaltung zu bauen, die einen 50-MHz-Takt hatte und mit einem FPGA verbunden war. Es hat ziemlich gut funktioniert, aber Sie müssen normalerweise Durchgangslochkomponenten verwenden, was zu einem gewissen Rauschen führt.

Ich bin wie du; immer auf der Suche nach einer Möglichkeit, meine Hochgeschwindigkeitsdesigns schnell und kostengünstig zu prototypisieren. Aufgrund der Beschaffenheit dieser Schaltungen ist es jedoch schwierig, auf eine geeignete Leiterplatte zu verzichten.