Radio uchebnik ru shem. Бумажные схемы: полное руководство по созданию электронных цепей на бумаге

Что такое бумажные схемы. Как создавать электронные цепи на бумаге с помощью проводящих материалов. Какие инструменты и материалы нужны для бумажной электроники. Пошаговые инструкции по созданию бумажных схем.

Что такое бумажные схемы и зачем они нужны

Бумажные схемы — это функционирующие электронные цепи, созданные на поверхности бумаги вместо печатной платы. Они позволяют объединить электронику и традиционное искусство, создавая интерактивные открытки, картины, оригами и другие творческие проекты. Бумажные схемы становятся все более популярными среди любителей электроники благодаря своей простоте и доступности материалов.

Основные преимущества бумажных схем:

• Низкая стоимость материалов
• Простота создания без специального оборудования
• Возможность сочетания с рисунками и другими видами искусства
• Отличный способ изучения основ электроники
• Создание необычных интерактивных проектов

Основные материалы для создания бумажных схем

Для создания бумажных схем используются следующие основные материалы:

1. Проводящая лента

Медная проводящая лента — самый простой способ создания дорожек схемы на бумаге. Она легко клеится и хорошо проводит электричество. Существует также тканевая проводящая лента, более гибкая и подходящая для проектов со сгибами.

2. Проводящая краска

Специальная краска с добавлением проводящих частиц (обычно углерода или меди) позволяет рисовать электрические дорожки кистью. Дает больше свободы в создании рисунков, но требует времени на высыхание.

3. Проводящие чернила

Выпускаются в виде ручек или маркеров. Позволяют легко и быстро рисовать схемы, высыхают быстрее краски. Хороши для создания тонких и точных линий.

Как создать простую бумажную схему: пошаговая инструкция

Рассмотрим создание простейшей бумажной схемы со светодиодом на примере:

1. Нарисуйте карандашом схему на бумаге, обозначив места для батарейки, светодиода и выключателя.
2. Приклейте полоски медной ленты по нарисованным линиям, оставляя небольшие промежутки для компонентов.
3. Приклейте батарейку CR2032 на схему с помощью двустороннего скотча. Убедитесь, что «-» батарейки соединен с лентой.
4. Приклейте светодиод, соблюдая полярность. Длинная ножка («+» светодиода) должна соединяться с «+» батарейки.
5. В месте разрыва цепи создайте простой выключатель из бумажной полоски с кусочком медной ленты.
6. Проверьте работу схемы, замыкая выключатель. Светодиод должен загореться.

Продвинутые техники создания бумажных схем

Использование проводящей краски

Проводящая краска позволяет создавать более сложные и художественные схемы:

• Нанесите краску кистью или из бутылочки с тонким носиком
• Дайте краске полностью высохнуть (может занять несколько часов)
• При необходимости нанесите второй слой для лучшей проводимости
• Компоненты можно приклеивать прямо на краску с помощью проводящего клея

Создание сложных схем с микроконтроллерами

Бумажные схемы можно усложнять, добавляя программируемые компоненты:

• Используйте готовые модули вроде LilyPad Arduino для простоты подключения
• Создавайте контактные площадки из медной ленты для соединения с выводами микроконтроллера
• Программируйте микроконтроллер для управления светодиодами, датчиками и другими компонентами

Популярные проекты с бумажными схемами

Интерактивные открытки

Создайте открытку с загорающимися светодиодами при открывании. Используйте тонкую медную ленту и кнопочный выключатель.

Светящиеся оригами

Встройте светодиоды в бумажные фигурки оригами. Используйте гибкую проводящую ткань для соединений на сгибах.

Электронные картины

Добавьте интерактивности в рисунки с помощью сенсорных датчиков и светодиодов. Нарисуйте проводящие дорожки краской и спрячьте их под обычными красками.

Советы по созданию надежных бумажных схем

• Используйте плотную бумагу или картон в качестве основы
• Тщательно планируйте схему перед нанесением проводящих материалов
• Для прочных соединений используйте пайку (для медной ленты) или проводящий клей
• Защищайте готовую схему слоем лака или ламинированием
• При использовании краски наносите ее в несколько тонких слоев

Частые вопросы о бумажных схемах

Какую бумагу лучше использовать для бумажных схем?

Лучше всего подходит плотная бумага или тонкий картон. Для схем с проводящими чернилами хорошо работает глянцевая фотобумага.

Можно ли использовать обычную краску вместо специальной проводящей?

Нет, обычная краска не проводит электричество. Для создания проводящих дорожек нужна специальная краска с добавлением проводящих частиц.

Как долго служат бумажные схемы?

При аккуратном использовании бумажные схемы могут работать годами. Срок службы зависит от качества материалов и условий эксплуатации. Для увеличения срока службы рекомендуется защищать схему лаком или ламинированием.

Бумажные схемы открывают широкие возможности для творчества и изучения электроники. Попробуйте создать свой первый проект и откройте для себя увлекательный мир бумажной электроники!

Радиосхемы. — Антенны и радиоприемники

Реклама на сайте

Схемы радиоприемников

В этом разделе мы разместили схемы различных радиоприемников. Причем многие из них чрезвычайно просты и доступны для самостоятельной сборки даже для начинающих радиолюбителей

 

 

Радиоприемники своими руками

Детекторный радиоприемник
FM радиоприемник на микросхемах К174ХА34 (TDA7021) и К174ХА10 (TDA1083)
Простой УКВ ЧМ радиоприемник
Радиоприемник на микросхеме К174ХА42
Радиоприемник на микросхеме TDA7088T
Радиоприемник на микросхеме TDA7000 (КС1066ХА1)
Радиоприемник на операционном усилителе
Миниатюрный радиоприемник на микросхеме KA22429
Конвертор на микросхеме К174ПС1
Радиоприемники на микросхемах серии CXA
Регенеративный приемник
Необычный детекторный радиоприемник
Простой КВ радиоприемник
Радиоприемник без батареек
Конвертер из FM диапазона в УКВ
Радиоприемник на одном транзисторе
РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ УКВ-ЧМ РАДИОПРИЁМНИК
КВ приемник прямого усиления
Электронная шкала в радиоприемнике
Радиоприемник на двух транзисторах
Эксперименты с обратной связью
УКВ\ЧМ приемник на одном транзисторе
Люминесцентная шкала для радиоприемника
Радиоприемник «Муравей»
Радиоприемник без питания
Обратная связь в КВ приемниках (теория)
КВ приемник начинающего радиолюбителя
Детекторный с усилителем
Экономичный радиоприемник прямого усиления
Простой FM приёмник
УКВ-ЧМ приемник с низковольтным питанием
Дачный радиоприемник
Синхронный гетеродинный УКВ\ЧМ приемник
Декодер стереосигнала
Модернизация старых радиоприемников
Стереоприемник FM диапазона с улучшенными характеристиками
Стереофонический УКВ ЧМ радиоприемник на CXA1238
TA2003- простой радиоприемник
Радиоприемник на два диапазона
Беспроводной видеопередатчик

Антенны.

Самодельные антенны. Конструкции самодельных антенн

Простая WiFi антенна
Усилители SWA для антенн типа «Решетка»
Усовершенствованные усилители SWA для антенны-решетки
Где можно применять усилители от «Решетки»
Мощный антенный усилитель на полевом транзисторе
Малошумящий антенный усилитель
Малошумящий антенный усилитель для диапазона 50-840 Гц
Разновидности антенн и увеличение их эффективности
Буферный видеоусилитель
Антенна «чебурашка»
Двухканальная антенна для аналогового телевидения
Конструкции телевизионных антенн
Антенна для удаленного приема DVB-T2
Узконаправленная антенна для приема ДМВ
Широкополосный антенный усилитель
Расчет самодельных телевизионных антенн
Сферическая антенна
Самодельная антенна «Паутинка»
Двухкаскадный антенный усилитель
Антенный усилитель для приема телевизионного сигнала
Антенна 3,5-28 мГц
Автомобильная антенна диапазона 144 мГц
Переделка антенны «Волновой канал» под прием DVB-T2
Антенны УКВ из типовых элементов
Прибор для ориентировки антенн
Самодельная активная антенна
Простая антенна ДМВ
Самодельный индикатор наведения спутниковой антенны
Простая широкополосная антенна
Активный разветвитель для антенны
Широкополосный антенный усилитель ТВ сигналов
Селективный антенный усилитель ДМВ диапазона
Кольцевая антенна для приема ДМВ
Перенастраиваемый антенный усилитель
Сторож для активной антенны
Коммутатор телевизионных антенн
Всеволновая малогабаритная телевизионная антенна
ВЧ кабели и разъемы
Активная антенна для приема ДМВ

Электронная библиотека: Радиовещание

Please use this identifier to cite or link to this item: http://elib. uraic.ru/handle/123456789/49715

Оглавление [c. 364]

От автора [c. 6]

Вещательные системы [c. 7]

Вводная [c. 7]

Назначение, классификация и организация радиовещательных передач [c. 7]

Назначение и функции радиовещательной системы. Недостатки классической схемы и пути их устранения [c. 8]

Построение приемной сети. Применение принципов проводной связи [c. 14]

Построение передающей цепи [c. 18]

Статистический анализ естественных звучаний [c. 21]

Выбор метода анализа распределения звуковых давлений [c. 21]

Распределение звуковых давлений по времени [c. 21]

Распределение звуковых давлений по частоте [c. 26]

Качественные требования к радиовещательной системе [c. 32]

Условия натурального звуковоспроизведения [c. 32]

Сохранение пространственной перспективы [c. 33]

Полоса частот, необходимая для вещания [c. 33]

Допуски на частотные искажения; субъективное восприятие частотных искажений [c. 36]

Нелинейные искажения [c. 38]

Нелинейные искажения второго рода, их происхождение и математический анализ [c. 43]

Восприятие нелинейных искажений. Обоснование допусков. [c. 44]

Суммирование нелинейных искажений. Распределение допусков [c. 48]

Помехи в системе радиовещания. Анализ помех и методы борьбы с ними [c. 50]

Сложение шумов [c. 59]

Фазовые искажения [c. 60]

Динамический диапазон [c. 61]

Корректирование линейных искажений [c. 63]

Основные принципы корректирования [c. 63]

Основные типы корректирующих контуров [c. 65]

Сводка формул [c. 69]

Обратные ветви чисто реактивные [c. 70]

Обратные ветви, содержащие активные и реактивные элементы [c. 72]

Скелетные схемы и диаграммы уровней вещательных устройств [c. 77]

Классификация скелетных схем и их анализ [c. 77]

Диаграмма электрических уровней и метод её построения [c. 82]

Линейно-разделительные устройства [c. 84]

Станционные вещательные устройства [c. 92]

Номенклатура станционных вещательных устройств [c. 92]

Номенклатура станционных вещательных устройств [c. 92]

Резервирование элементов СВУ [c. 93]

Элементы монтажа СВУ [c. 94]

Элементы оборудования станционных вещательных устройств Студии [c. 96]

Классификация студий [c. 96]

Планировка студий и студийных помещений. Требования к архитектуре [c. 98]

Конструктивные элементы студий [c. 101]

Регулирование времени реверберации [c. 105]

Освещение студий [c. 107]

Выбор системы освещения и типа светильников [c. 108]

Освещение безопасности (аварийное освещение) [c. 109]

Вентиляция и отопление студий. Современные системы кондиционирования воздуха. Основные требования к системе кондиционирования [c. 110]

Микрофонное оборудование [c. 113]

Эксплуатация студий. Вспомогательное оборудование [c. 116]

Применение звукозаписи в радиовещании [c. 117]

Назначение звукозаписи. Требование к системе звукозаписи [c.

117]

Оптический способ звукозаписи. Технические и эксплуатационные характеристики [c. 119]

Магнитный способ звукозаписи. Технические и эксплуатационные характеристики [c. 120]

Механографический (механический) способ звукозаписи. Технические и эксплуатационные характеристики [c. 121]

Выбор системы звукозаписи для радиовещания [c. 126]

Построение скелетных схем звукозаписи [c. 127]

Регулирование уровня и динамического диапазона [c. 129]

Регуляторы. Анализ их работы. Расчетные формулы. Конструктивные элементы [c. 129]

Особые типы регуляторов. Контуры для согласования полных сопротивлений [c. 132]

Схемы микшерных устройств. Оптимальное значение нагрузочного сопротивления [c. 133]

Эффективное затухание микшерных устройств [c. 135]

Стабилизация входного сопротивления регуляторов в микшерном устройстве [c. 136]

Взаимное влияние регулятора и способы его уменьшения [c. 139]

Ламповые микшерные устройства [c. 142]

Конструктивное оформление микшерных устройств. Оборудование контрольной комнаты [c. 158]

Законы регулирования динамического диапазона [c. 159]

Увеличение воспроизводимого диапазона громкостей [c. 162]

Типы устройств, применяемых для сжатия и расширения динамического диапазона [c. 167]

Автоматическая регулировка громкости при воспроизведении речи и ограничители уровня [c. 173]

Усилительные устройства [c. 177]

Классификация усилительных устройств [c. 177]

Выбор режима мощного усилителя трансляционного узла вещания [c. 178]

Стабилизация выходного напряжения усилителя [c. 180]

Определение средних значений величин, зависящих от уровня передачи [c. 182]

Параллельная работа усилителей [c. 186]

Электрические и конструктивные особенности радиовещательных усилителей [c. 192]

Защита элементов усилителей от внешних электромагнитных полей [c. 195]

Контрольно-измерительные устройства [c. 199]

Устройства для субъективного и объективного контроля передачи [c. 199]

Основные методы измерений [c. 202]

Контрольно-измерительные комплекты [c. 207]

Быстродействующий характерограф [c. 211]

Быстродействующие индикаторы уровня (БИУ). Назначение. Классификация. Основные технические требования. [c. 212]

Анализ работы гальванометра при кратковременных импульсах тока [c. 214]

Индикаторы средних значений [c. 217]

Индикаторы предельных значений [c. 220]

Индикаторы квазимаксимальных значений [c. 221]

Расчет зарядно-разрядных цепей импульсомессера. Влияние динамической характеристики гальванометра. [c. 227]

Выбор типа индикатора [c. 229]

Коммутационное оборудование [c. 230]

Классификация коммутационных систем [c. 230]

Шнуровая коммутация [c. 231]

Кнопочная и ключевая коммутации [c. 234]

Релейные схемы коммутации [c. 236]

Электрический расчет реле [c. 244]

Графическое изображение релейных схем. Элементарные релейные соединения. Основные требования к релефной схеме [c. 247]

Реле для коммутации СВУ [c. 249]

Применение релейных схем в СВУ [c. 252]

Схема коммутации с искателями [c. 253]

Система управления [c. 257]

Схема сквозной сигнализации [c. 258]

Электропитание вещательных устройств [c. 261]

Классификация источников питания СВУ. Гальванические элементы и аккумуляторы [c. 261]

Первичные двигатели [c. 266]

Сводка целесообразных источников питания для СВУ [c. 269]

Оборудование станционных вещательных устройств [c. 270]

Радиовещательные узлы и трансляционные пункты [c. 270]

Радиовещательный узел (РВУ). Элементы оборудования [c. 270]

Размещение аппаратуры. Требование к помещениям [c. 273]

Скелетные схемы и оборудование РВУ [c. 275]

Трансляционные пункты [c. 280]

Передача вещания по междугородним телефонным линиям [c. 285]

Радиоприемные устройства. Выделенный приемный пункт [c. 289]

Вещательные станции и подстанции [c. 294]

Система построения трансляционных узлов вещания [c. 294]

Трансляционные узлы вещания по централизованной системе. Скелетные схемы и диаграммы уровней [c. 297]

Службы трансляционных узлов вещания. Требования к помещениям. Размещение оборудования [c. 299]

Трансляционные узлы вещания по децентрализованной системе. Скелетные схемы и диаграммы уровней. Мощность и размещение подстанций [c. 301]

Центральные станции трансляционных узлов вещания [c. 305]

Оборудование усилительных подстанций [c. 307]

Трансформаторные подстанции трехзвенной системы (ТПС) [c. 309]

Особенности работы трансляционных узлов вещания в военное время [c. 310]

Вещание по телефонным сетям [c. 311]

Вещание по сетям сильного тока (осветительным сетям) [c. 313]

Вещательные установки и передвижные устройства [c. 317]

Установки звукоусиления [c. 317]

Усилительное устройство ТУПТ-З [c. 320]

Переносные громкоговорящие устройства [c. 321]

Установки для переводов речей [c. 324]

Приложения [c. 327]

Статистические спектры естественных звучаний [c. 328]

Сводка формул и кривые для расчета корректирующих контуров [c. 335]

Общие виды студий [c. 352]

Таблица эксплуатационных данных различных систем звукозаписи [c. 355]

Графики и таблицы расчета реле [c. 356]

Графики для расчета кабельных соединительных линий с диаметром жилы 0.5 мм [c. 360]

Библиография [c. 361]

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Большой справочник по бумажным схемам

• Главная
• Учебники
• Большой справочник по бумажным схемам

≡ Страниц

Авторы: Гелла

Избранное Любимый 27

Введение

Бумажные схемы становятся все более популярными в мире электроники для хобби. Легкая доступность ремесленных материалов и растущее изобилие новых продуктов создали действительно уникальную экосистему для ремесленников, стремящихся перейти к проектам в области электроники. Это руководство представляет собой обзор материалов и методов, доступных для изготовления бумажных схем.

Что такое бумажная цепь?

Бумажная схема представляет собой функционирующую электронную схему, построенную на поверхности бумаги вместо печатной платы. Проекты могут варьироваться от поздравительных открыток до оригами и традиционного искусства, такого как картины или рисунки. Что делает их уникальными, так это использование традиционных методов изобразительного искусства для создания схемы, сочетающей в себе эстетику и функциональность.

Рекомендуемая литература

Прежде чем мы начнем создавать, вот несколько концепций, с которыми вы должны быть знакомы:

• Что такое электричество?
• Что такое цепь?
• Полярность

Создание трасс: обзор

Трассировка — это дорожка, заменяющая проводку, которая чаще всего встречается на печатной плате. В бумажных схемах мы будем использовать проводящие материалы вместо проводов на поверхности бумаги для соединения компонентов. В этом уроке мы обсудим три типа следов: краска, лента и чернила.

Зеленые линии на этой печатной плате — это дорожки, соединяющие части платы.

Следы токопроводящей ленты

Токопроводящая лента — один из самых простых способов начать изготовление бумажной схемы. Просто снимите бумажную подложку и нажмите туда, куда вы хотите, чтобы ваша схема попала! Медная лента также поддается пайке, что обеспечивает прочные соединения между компонентами и дорожками, которые невозможно получить с помощью методов окраски и чернил.

Прототипирование с помощью медной ленты и шаблона SparkFun

Сложность: Новичок
Стоимость: Варьируется — медная лента ~0,06 долл. США/фут, тканевая лента ~0,79 долл. США/фут
Уровень беспорядка: Минимальный

Плюсы:

• Без времени высыхания.
• Под пайку (только медная лента).
• Легче найти на месте — медная лента также используется в качестве средства от улиток/слизняков и продается в хозяйственных магазинах. Он также используется в изготовлении витражей и может быть доступен в местных магазинах для рукоделия или хобби. Однако не все ленты сделаны одинаково — с ними может быть труднее работать, а клей, вероятно, не проводит ток.

Минусы:

• Медная лента может сильно порезать бумагу, будьте осторожны!
• Сложнее создавать плавные линии или формы. Вы можете обрезать ленту на более тонкую ширину, чтобы помочь с этим.
• Лента из токопроводящей ткани может стоить очень дорого.

Медная лента

Медная лента — 5 мм (50 футов)

В наличии ПРТ-10561

4

Избранное Любимый 31

Список желаний

Медная лента — 2 дюйма (50 футов)

В наличии ПРТ-11081

18,50 $

7

Избранное Любимый 10

Список желаний

Наиболее распространенная токопроводящая лента для бумажных схем изготавливается из тонкого листа меди с клеевым слоем на дне, который поставляется в рулонах. Производители создают ленту нескольких размеров, нам нравится лента шириной 5 мм, потому что с ней легко работать в меньшем масштабе.

Ni/Cu/Co Тканевая лента шириной 1 дюйм

Изображение с сайта LessEMF.com

Менее распространенной, чем медная лента, является токопроводящая тканевая лента, изготовленная из никеля, меди и кобальта. Эта лента устойчива к изгибам и изгибам. и это отличный вариант для проектов со складками (например, открытки, для которых требуется, чтобы следы пересекали центральный сгиб)9.0011

Инструкции:

• Очистите и приклейте там, где должны быть следы, оставив зазоры в ленте, где будут сидеть компоненты. Для наиболее надежной схемы попробуйте использовать один непрерывный кусок ленты между компонентами. При необходимости используйте технику складывания вокруг углов или спаивайте детали вместе.
• Для медной ленты: используйте прозрачную ленту поверх изогнутых проводов, чтобы прижать их к дорожке. Пайка — более безопасный вариант. Для тканевой ленты мы рекомендуем токопроводящий клей или сшивание соединения токопроводящей нитью.

Обратите внимание, как обрезана медная лента, чтобы оставить место для светодиода.

Примеры:

Эта краснеющая карта робота от Chibitronics использует тонкую медную ленту, чтобы написать сообщение внутри и создать схему для светодиода на передней части карты.

В альбоме Jie Qi’s Circuit Sketchbook используется проводящая тканевая лента в переплете книги и медная лента на внутренней стороне обложки.

Дополнительные ресурсы:

• Paper Circuits with Copper Tape — один из оригинальных ресурсов для работы с медной лентой, разработанный Цзе Ци в лаборатории высоких и низких технологий Массачусетского технологического института. Этот сайт включает в себя некоторые печатные шаблоны и методы.
• Начало работы с медной лентой для электроники — видеообзор работы с медной лентой, выполнения соединений, складывания углов и изгибов.
• Проводящая ткань для пайки — испытания, проведенные Ханной Пернер-Уилсон из Кобаканта при пайке различных типов ткани.

Следы проводящей краски

Проводящие краски — отличный способ создавать художественные произведения с помощью электроники. Используйте кисть или пластиковую бутылку, чтобы создать дорожки, которые изгибаются и закручиваются для соединения компонентов. Проводящие краски также можно использовать для «приклеивания» компонентов к трассе. Этот метод может быть самым разочаровывающим в использовании из-за фактора беспорядка и времени высыхания. Мы рекомендуем терпение и практику, когда вы начинаете работать с этими материалами.

Сложность: Начальный — Средний (в зависимости от сложности). Может быть неприятно получить плавные линии.
Стоимость: Варьируется. Стоимость большинства токопроводящих красок начинается от $10.
Беспорядок Уровень: Умеренный

Покраска чистой проводящей краской и кистью. Изображение через Instructables.com.

Плюсы:

• Используйте как любую другую краску на водной основе.
• После высыхания можно покрывать другими красками (например, акрилом) для создания бесшовного произведения искусства.
• Легко наносить дополнительный слой краски поверх существующей трассы для устранения неполадок или исправления ненадежного соединения.

Минусы:

• Не проводит ток до полного высыхания. В зависимости от толщины вашей картины и типа краски, возможно, потребуется высушить в течение ночи. Фен или тепловая пушка ускорят процесс.
• Может потребоваться некоторая практика, чтобы получить согласованные линии/следы.
• Краски на основе меди быстро окисляются и могут иметь короткий срок хранения.
• Склонен к растрескиванию при нагрузке. Лучше всего на плоских поверхностях. Окрашенные следы на складках или на гибких изделиях, скорее всего, не выдержат повторяющихся движений.

Неизолированная электропроводящая краска

Bare Conductive — электрическая краска (50 мл)

В наличии COM-10994

32,50 $

1

Избранное Любимый 33

Список желаний

Bare Conductive — Электрическая ручка для рисования (10 мл)

В наличии COM-11521

12,95 $

3

Избранное Любимый 43

Список желаний

Неизолированные проводящие печатные датчики (3 шт.

в упаковке)

Пенсионер SEN-14696

Пенсионер

Избранное Любимый 7

Список желаний

Электрокраска Bare Conductive’s Electric Paint представляет собой нетоксичную водорастворимую краску на основе углерода, не содержащую растворителей. Доступен в тюбике для более тонких линий или в баночке для использования кистью и трафаретом.

CuPro-Cote Paint™ от LessEMF

CuPro-Coate Paint — краска на водной основе, содержащая медь, похожая на латексную краску. Поставляется в 4 унциях через галлоновые контейнеры. Из-за короткого срока годности / рабочего времени после вскрытия мы рекомендуем размер 4 унции.

Инструкции:

• При планировании схемы сначала наметьте, где будут проходить дорожки. Нанесение пути карандашом или маркером перед покраской значительно облегчит процесс.

• Приклейте все компоненты, которые вы будете использовать, на бумагу. Используйте пинцет для точного размещения более мелких компонентов.

• Используя кисть или пластиковую бутылку, осторожно нанесите краску вдоль дорожек и на провода или контактные площадки компонентов вашей схемы. Дайте полностью высохнуть перед тестированием.

Художница тщательно следит за своими линиями проводящей краской во время мастер-класса по окрашиваемой электронике в Массачусетском технологическом институте.

Примеры:

Electronic Popables — это интерактивная всплывающая книга, созданная с использованием проводящих красок и электроники

Paper Piano, созданный Hannah Perner -Wilson

.

покраска серебряной краской CuPro-Cote из лаборатории High-Low Tech Lab Массачусетского технологического института.

Diluting Electric Paint — руководство по разбавлению токопроводящей краски.

Трафаретная графика с виниловым трафаретом — как сделать виниловый трафарет для использования с проводящей краской.

Подключение к электрической краске — для неизолированных проводящих материалов.

Электропроводящие краски и чернила — руководство от Кобаканта.

Проводящие чернила Следы

Проводящие чернила теперь доступны в предварительно заполненных ручках, что упрощает создание следов простым рисованием. Большинство ручек с токопроводящими чернилами также высыхают быстрее, чем токопроводящие краски. Этот метод может быть самым простым в применении, но присоединение компонентов может быть более сложным.

Сложность: от начального до среднего (в зависимости от компонентов, которые вы прикрепляете к чернилам).
Стоимость: Высшее — большинство ручек начинаются с ~$20
Уровень беспорядка: Минимальный

Рисование ручкой Circuit Scribe. Изображение с сайта Circuit Scribe на Kickstarter.

Плюсы:

• Сохнет быстрее, чем токопроводящие краски.
• Точные линии.
• Интуитивное использование.

Минусы:

• Могут возникнуть трудности с присоединением компонентов (методы см. в разделе «Подключение»).
• Выбор бумаги имеет значение — чернила не прилипают к некоторым типам бумаги. Фотобумага работает лучше всего.
• Можно легко принять за обычные ручки или маркеры и случайно потратить на неэлектронные проекты.

Писец цепи

Ручка с токопроводящими чернилами Circuit Scribe

В наличии COM-13254

Избранное Любимый 30

Список желаний

Набор для изготовления схем

Пенсионер COM-13255

Пенсионер

Избранное Любимый 17

Список желаний

Circuit Scribe — нетоксичная ручка с серебряными токопроводящими чернилами, которая пишет подобно гелевой ручке. Он отлично подходит для создания точных линий и рисунков, чтобы продемонстрировать (и осветить) вашу схему.

Маркер цепи AgIC

AgIC — еще одна серебряная краска, выпускаемая в виде маркера. Он работает только с глянцевой фотобумагой EPSON, поэтому вам нужно соответствующим образом планировать свои проекты.

Инструкции:

• Спланируйте схему с помощью карандаша (и трафарета, если он входит в комплект токопроводящих чернил). Чернила плохо ложатся на тонер принтера. Если вы проектируете схему на компьютере, не забудьте оставить контуры для заполнения, а не линии, которые нужно рисовать прямо поверх них.
• Аккуратно обведите линии маркером с токопроводящими чернилами, следя за тем, чтобы между компонентами оставался непрерывный путь. Оставьте круги/площадки большего размера там, где компоненты будут соединяться с дорожками.
• Используйте ленту, токопроводящий клей или наклейки схем поверх чернильных линий, чтобы прикрепить компоненты.

Примеры:

Paperduino 2.0 — полностью Arduino, сделанная с использованием чернил и компонентов Circuit Scribe. Изображение через Instructables.

Интерактивное искусство с использованием модулей Circuit Scribe и чернил, созданное образовательной командой SparkFun.

Дополнительные ресурсы:

• Ресурсы ElectronInks — создатели Circuit Scribe предоставляют бесплатную загружаемую рабочую книгу и другую информацию по работе с проводящими чернилами.
• 123D Circuits: Circuit Scribe — бесплатный онлайн-редактор AutoDesk для создания шаблонов и симуляций Circuit Scribe.
• Раздаточные материалы Circuit Scribe — шаблоны для создания с помощью Circuit Scribe от SparkFun Education.
• Руководство по началу работы с AgIC — как рисовать с помощью маркера AgIC и несколько образцов шаблонов.

Выбор компонентов

Теперь, когда мы изучили варианты создания трасс, давайте поговорим о компонентах, которые мы можем использовать с нашими схемами. Не все компоненты хорошо сочетаются с материалами бумажной схемы. Например, если вы хотите спаять соединения, лучше использовать медную ленту, чем проводящие чернила. Вот несколько наших предложений компонентов для использования в ваших проектах.

Компоненты для сквозных отверстий

Компоненты для сквозных отверстий с длинными выводами (например, светодиоды) можно согнуть с помощью плоскогубцев, придав им форму, которая будет ровно лежать на бумаге и обеспечит большую площадь поверхности для соединения с дорожками. Компоненты с более короткими ножками (например, ATtiny85) можно аккуратно согнуть пальцами или плоскогубцами.

Использовать с:

• Токопроводящая электрическая краска без покрытия – используйте краску для холодного припоя. Вот учебник, охватывающий этот процесс.
• Медная лента — используйте прозрачную ленту поверх выводов, чтобы быстро прикрепить компоненты, или припаяйте непосредственно к медной ленте.
• Лента из токопроводящей ткани – пришейте выводы токопроводящей нитью или используйте для крепления токопроводящий клей.

SMD-компоненты

Хотя с компонентами для поверхностного монтажа (SMD) немного сложнее работать, они имеют низкий профиль и отлично подходят для небольших или плоских проектов, таких как поздравительные открытки. Вам понадобится пинцет, чтобы поместить эти компоненты, и хороший глаз, чтобы увидеть этикетки на самой детали. SMD-компоненты можно припаивать к медной ленте, соединять, окрашивая контактные площадки токопроводящей краской, или наклеивать на медную ленту. В этом руководстве от Tinkering Studio The Exploratorium показаны два метода крепления SMD-светодиодов — пайка и прозрачная лента.

Использовать с:

• Медная лента – припаять или прикрепить проводящим клеем. Некоторые компоненты также могут быть заклеены лентой, чтобы прикрепить их к меди.
• Токопроводящие краски — используйте суперклей для прикрепления к бумаге, затем закрасьте контактные площадки компонентов для соединения. Вот отличный учебник от High-Low Tech, который описывает процесс.
• Проводящие чернила — используйте суперклей для прикрепления к бумаге, стараясь не попасть между подушечкой для чернил и подушечками компонента. Соедините чернила с помощью токопроводящего клея или ленты по оси Z. Этот метод используется в проекте Paperduino 2.0 компании Circuit Scribe.

Компоненты LilyPad

Компоненты LilyPad, изначально предназначенные для электронных текстилей, могут хорошо работать с бумажными схемами благодаря их низкому профилю и большим токопроводящим площадкам. Компоненты LilyPad лучше всего работают, когда они припаяны к медной ленте, но их также можно прикрепить с помощью ленты по оси Z или наклеив прозрачную ленту на контактные площадки, чтобы прикрепить их к дорожкам. Примечание. Если используется метод с прозрачной лентой, только платы кнопок и переключателей имеют достаточно большие контактные площадки для обеспечения хорошего контакта.

Использовать с:

• Медная лента — лучше всего подходит пайка, но могут подойти токопроводящие ленты, клей и прозрачная лента.
• Тканевая лента — идеально подходит для шитья или лента по оси Z.

Наклейки Chibitronics Circuit

Наклейки Chibitronics имеют токопроводящий клей, что делает их идеальными для бумажных проектов схем. Они совместимы практически со всеми бумажными схемами, но могут быть дороже, чем использование готовых компонентов.

Использовать с:

• Медная лента
• Лента из токопроводящей ткани
• Токопроводящая краска

Модули Circuit Scribe

Модули Circuit Scribe работают иначе, чем все другие компоненты, которые мы показали до сих пор, — они магнитные. Чтобы прикрепить к своим следам, вам понадобится металлический лист или поверхность за вашей бумагой. Это временное подключение вместо более постоянных подключений, показанных в этом руководстве. Хотя их размер не идеален для небольших проектов, таких как поздравительные открытки, с помощью модулей можно создавать настенные ковры или реконфигурируемые произведения искусства.

Использовать с:

• Медная лента
• Лента из токопроводящей ткани
• Проводящие чернила

Создание соединений

Теперь, когда мы знаем, как создавать трассы и выбрали компоненты для нашего проекта, пришло время соединить их вместе. Здесь представлены различные методы создания электрического соединения между компонентами и дорожками.

Метод ленты

Прозрачная лента — это простой способ начать крепление компонентов к бумажным схемам, хотя он не так надежен, как другие методы. Используйте ленту, чтобы аккуратно надавить на выводы компонентов или контактные площадки и надавить на медную ленту. Для компонентов SMD вы можете заклеить всю деталь лентой.

Обмотка светодиода SMD. Изображение взято с Flickr-канала Jie Qi.

Использовать с:

• Медная лента
• Сквозные или поверхностные компоненты

Лента для оси Z

Лента для оси Z — это простая в использовании, чувствительная к давлению двусторонняя лента, предназначенная для соединения, соединения и заземления гибких схем и печатных плат. Мы можем использовать небольшие отрезки ленты, чтобы прикрепить компоненты к токопроводящим дорожкам.

Использовать с:

• Лента медная
• Компоненты с большей площадью поверхности, такие как выступы (изгибайте проволоку в виде спирали или квадрата, чтобы поверхность легче схватывалась клеем).
• Токопроводящие чернила на больших площадях — подушечки для рисования компонентов и ленты для крепления.

Токопроводящая краска

Изображение из учебника по холодной пайке компании Bare Conductive.

Токопроводящие краски можно использовать в качестве клея/холодной пайки для крепления компонентов к дорожкам. Вставьте компоненты во влажную краску, чтобы соединить их, и дайте полностью высохнуть перед включением питания. 9№ 0011

Использовать с:

• Следы от токопроводящей краски — для наилучшего соединения прикрепляйте компоненты, пока исходный след еще влажный.
• Негибкие поверхности — краска может треснуть или сломаться при многократном воздействии. Перед покраской протолкните ножки компонента сквозь бумагу, чтобы уменьшить натяжение.
• Сквозные и поверхностные компоненты

Токопроводящий клей/эпоксидная смола

Пример токопроводящей эпоксидной смолы от Atom Adhesives.

Токопроводящий клей или эпоксидная смола — еще один вариант соединения компонентов. Эти продукты являются одним из самых дорогих способов крепления компонентов к вашим проектам бумажных схем, и с ними может быть сложно работать. Часто им требуется длительное время высыхания или термофиксация. Попробуйте найти шприц с эпоксидной смолой, чтобы избежать беспорядка и помочь с точным размещением. Обязательно прочитайте паспорт безопасности и следуйте всем указаниям на упаковке при использовании этих типов клея.

Использовать с:

• Лента медная
• Проводящие чернила
• Сквозные и поверхностные компоненты
• Компоненты LilyPad

Пайка

Пайка является одним из наиболее прочных соединений, которые можно выполнить с бумажными схемами. Единственный недостаток заключается в том, что она работает только на медной ленте — ее нельзя припаивать к токопроводящим краскам, чернилам или большинству тканей. Если вам нужна помощь в обучении пайке, ознакомьтесь с нашим руководством.

Примеры припайки компонентов к медной ленте слева направо: 9Светодиод 0055 SMD от Tinkering Studio, светодиод LilyPad от SparkFun и светодиод 3 мм от High Low Tech.

Использовать с:

• Медная лента
• Сквозные и поверхностные компоненты
• Компоненты LilyPad
• Наклейки на цепи

Питание вашего проекта

Проекты бумажных схем можно легко запитать от батарейки типа «таблетка» 3 В. Мы рекомендуем батарею диаметром 20 мм или 12 мм для небольших проектов, таких как поздравительные открытки.

Батарейка типа «таблетка» — 20 мм (CR2032)

В наличии ПРТ-00338

Избранное Любимый 33

Список желаний

Батарейка типа «таблетка» — 12 мм (CR1225)

В наличии ПРТ-00337

2

Избранное Любимый 14

Список желаний

Наиболее распространенные батарейки типа «таблетка» выглядят так, как показано выше — верхняя и боковые стороны батареи являются положительными, а текстурированное дно — отрицательным. Это может оказаться сложным для присоединения к нашим трассировкам, поэтому мы рассмотрим несколько методов, которые можно попробовать.

Примечание по технике безопасности: Никогда не припаивайте батарейку типа «таблетка» напрямую! Чтобы прикрепить батарею, выберите держатель батареи или батарею с выступами специально для пайки.

Вы также можете найти несколько хороших примеров использования батареи и мощности в этом руководстве:

Основы LilyPad: поддержка вашего проекта

24 сентября 2018 г.

Узнайте о возможностях питания ваших проектов LilyPad, безопасности и уходе за батареями LiPo, а также о том, как рассчитать и учесть ограничения по мощности для ваших проектов.

Избранное Любимый 8

Создайте свой собственный держатель батареи

Сделать держатель батареи из подручных материалов легко и быстро! Вот несколько различных способов изготовления собственного держателя батареи.

Держатель медной ленты:

Мы в SparkFun используем эту технику медной ленты во всех наших уроках по открыткам.

Бумажный и медный держатель ленты:

Изображение через Chibitronics.

У Chibitronics есть руководство по использованию медной ленты и листа бумаги для изготовления чехла для батареи.

Держатель для бумаги и токопроводящей краски:

Изображение через Bare Conductive

Bare Conductive содержит несколько руководств по использованию бумажных держателей батарей:

• Переключатель
• Квадрат
• Сложенный
• Щель
• Треугольник
• Открытый

Модули держателей батарей

Модули держателей батарей можно припаять к медной ленте или приклеить токопроводящим клеем или краской. Всегда не забывайте вынимать аккумулятор из держателя перед пайкой.

LilyPad Держатель батарейки типа «таблетка» — Переключаемый — 20 мм

В наличии DEV-13883

12

Избранное Любимый 49

Список желаний

Держатель батарейки типа «таблетка» — 20 мм (сшиваемый)

В наличии DEV-08822

4

Избранное Любимый 13

Список желаний

Батарейки с выступами

Вы также можете приобрести батареи с выводами под пайку — их можно припаять, приклеить токопроводящим клеем, а иногда даже прижать прозрачной лентой, чтобы прикрепить к схеме. Покупая аккумулятор с выступами, постарайтесь найти аккумулятор с изоляцией по бокам, чтобы избежать случайного короткого замыкания.

Несколько примеров батарей с выступами.

Многие компоненты бумажных схем, такие как светодиодные наклейки, платы или модули, имеют встроенные резисторы. Если вы создаете свои собственные бумажные компоненты схемы с готовыми светодиодами, вам может потребоваться добавить резисторы в вашу схему, чтобы учесть различные требования к напряжению.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Ух ты, мы рассмотрели много понятий в этом уроке! Если вы не знаете, с чего начать, попробуйте поэкспериментировать с небольшими кусочками бумаги и выяснить, какая техника лучше всего подходит для идей вашего проекта. Если вы ищете другие управляемые проекты, ознакомьтесь с некоторыми из наших руководств:

Праздничные открытки Let It Glow

Создайте светящуюся открытку для друзей и семьи в этот праздничный сезон с помощью бумажных схем — пайка не требуется!

Избранное Любимый 11

Светящиеся валентинки

Зажгите свою любовь бумажными схемами — пайка не требуется!

Избранное Любимый 11

Музыкальная живопись без проводников

Узнайте, как создать музыкальную картину с помощью проводящей сенсорной доски и проводящей краски.

Избранное Любимый 6

Ищете чертежи бумажных схем? Ознакомьтесь с некоторыми из этих ресурсов:

Бумажные цепи Pin

31 марта 2014 г.

Этот проект быстрой поделки покажет вам, как создать схему, используя медную ленту вместо провода, чтобы зажечь светодиод и сделать носимый предмет электронного искусства.

Избранное Любимый 8

Вам также не нужно ограничиваться использованием только бумаги. Попробуйте исследовать схемы с помощью картона!

День инженера: Картонные схемы

30 ноября 2017 г.

Избранное Любимый 6

Что такое проектирование радиочастотных цепей? | Приступая к работе

Разработчики цифровых систем, вероятно, знакомы с некоторыми радиочастотными компонентами и стилями разводки, но в проектировании радиочастотных схем используется гораздо больше. ВЧ-схема может включать в себя интегральные схемы, дискретные полупроводники и печатные ВЧ-элементы, которые работают вместе для обеспечения требуемой функциональности. Проектирование радиочастотной схемы включает в себя объединение всех этих элементов для построения всей системы и создания топологии печатной платы.

Радиочастотные схемы не так интуитивно понятны, как типичные принципиальные схемы, и иногда может показаться, что схема нарушает основные правила проектирования электрических систем. Однако из-за характера распространения электромагнитного поля схемы, работающие на радиочастотах, действуют совершенно иначе, чем типичные интегральные схемы, работающие на постоянном токе или в цифровых диапазонах. Независимо от того, проектируете ли вы систему беспроводной связи или просто хотите спроектировать линию передачи с определенным импедансом, обратите внимание на эти основы микроволновой техники.

1. Введение в проектирование радиочастотных цепей
2. Планирование конструкции платы>
3. Распространенные конструкции радиочастотных цепей
4. Инструменты для проектирования и компоновки радиочастотных цепей

Часто шутят, что радиочастотный (РЧ) дизайн интегральных схем и печатных плат — это то, что вам нужно знать только для того, чтобы сдать квалификационные экзамены в университете. Однако многие из современных специализированных продуктов должны будут работать со смешанным компонентом сигнала, включать блок беспроводной связи или поддерживать высокочастотные приложения, такие как радар. В настоящее время ВЧ-дизайн возвращается в мейнстрим, и дизайнерам, не знакомым с ВЧ-дизайном, следует прочитать это руководство, чтобы освежить свои навыки.

Радиочастотные схемы предназначены для имитации стандартных элементов схемы и некоторых простых интегральных схем путем создания структур с использованием печатных элементов на печатной плате. ВЧ-схемы могут показаться немного странными, поскольку они не всегда используют стандартные компоненты. Вместо этого радиочастотные схемы могут использовать печатные дорожки на печатной плате и некоторые дополнительные компоненты для обеспечения желаемой функциональности печатной платы.

Печатные ВЧ-схемы

В печатных частях ВЧ-схемы для построения элементов схемы используются медные дорожки. Расположение дорожек, элементов конденсатора или катушки индуктивности и полупроводников в радиочастотной цепи может показаться нелогичным, но они используют преимущества распространения в электромагнитном поле для получения желаемого электрического поведения. Есть несколько важных концептуальных моментов, которые следует помнить о проектировании ВЧ-схем, а также о том, как ВЧ-схемы на печатной плате будут вести себя электрически:

• Пассивность: Все печатные радиочастотные схемы являются пассивными, если в конструкцию не добавлен активный готовый компонент. Тем не менее, есть исследования активных радиочастотных компонентов, полностью построенных из печатных дорожек.
• Линейность: РЧ-цепи, составленные из печатных трасс, всегда линейны, т. е. напряжение и ток связаны линейной функцией (прямая линия на графике). Эти схемы становятся нелинейными только в том случае, если в конструкцию схемы добавляется нелинейный полупроводниковый компонент, например диод.
• Распространение: Все конструкции радиочастотных цепей используют распространение волн. Это означает, что входные импедансы необходимо использовать при определении того, как согласовать импедансы вокруг схемы и как создать интерфейсы между различными секциями схемы ВЧ-схемы.
• Целостность сигнала: Целостность РЧ-сигнала зависит от электромагнитного экранирования и изоляции, поскольку РЧ-сигналы должны быть максимально свободными от помех. Для обеспечения необходимого экранирования и изоляции в радиочастотных системах было разработано множество уникальных экранирующих конструкций и методов компоновки.

Активные ВЧ-схемы

Активные ВЧ-схемы могут включать в себя что угодно, от генератора до управляемых усилителей, АЦП и приемопередатчиков. Эти компоненты можно использовать в дополнение к распечатанным трассировкам для обеспечения дополнительной функциональности. Многие радиолокационные модули, беспроводные системы, усилители и телекоммуникационные компоненты будут использовать активные компоненты вместе с пассивными цепями для маршрутизации радиочастотных сигналов и обеспечения требуемого режима распространения сигнала. Выборка, манипулирование и обработка сигналов выполняются с помощью активных компонентов, которые также могут обеспечивать обратный интерфейс с цифровыми системами.

Пример модуля радара с AWR1243FBIGABLQ1 от Texas Instruments.

Как и в случае с высокоскоростной цифровой печатной платой, успешное проектирование ВЧ-схемы зависит от создания стека печатных плат, который может поддерживать ваши ВЧ-схемы. Стек должен быть разработан таким образом, чтобы ВЧ-элементы имели желаемое характеристическое сопротивление, хотя импеданс вашей системы будет гораздо более сложной функцией схемы и маршрутизации вашей ВЧ-цепи. Кроме того, соответствующая частота, на которой работает ваша плата, будет определять, как должен быть построен стек, какие типы схем печатных плат вам могут понадобиться и какие ВЧ-компоненты вы можете использовать. Проектирование радиочастотных ИС следует многим из тех же идей, что и проектирование радиочастотных печатных плат, и овладение этими концепциями поможет вам добиться успеха в любой области проектирования радиочастот.

Материалы для радиочастотных печатных плат

Материалы FR4 приемлемы для радиочастотных линий передачи и межсоединений, работающих на частотах WiFi (~6 ГГц). За пределами этих частот инженеры по радиочастотам рекомендуют использовать альтернативные материалы для поддержки распространения радиочастотного сигнала и конструкций печатных радиочастотных схем. Стандартные ламинаты FR4 используют стекловолокно, наполненное смолой, для удержания компонентов, но эти эффекты переплетения волокон в некоторых материалах могут создавать проблемы с целостностью сигнала и питания, если процедуры изготовления не указаны должным образом.

В системах с альтернативными материалами используются ламинаты и связующие материалы на основе ПТФЭ для соединения слоя ПТФЭ со следующим слоем в печатной плате. Эти материалы имеют меньший тангенс угла потерь, чем материалы FR4, поэтому сигналы могут распространяться дальше без затухания и при этом оставаться в допустимых пределах. Эти ламинаты должны образовывать подложку, которая поддерживает линии радиочастотной передачи на очень высоких частотах, такие как радар 77 ГГц, или для очень длинных межсоединений на более низких частотах, таких как Wi-Fi 6 ГГц. В приведенной ниже таблице приведены некоторые важные свойства материалов для обычных ВЧ-материалов для печатных плат.

Некоторые диэлектрические и тепловые свойства материалов ВЧ печатных плат.

Наборы печатных плат с RF-материалами

После того, как вы выбрали ламинат и связующие материалы для своего RF-дизайна, пришло время добавить их в ваш пакет. Хотя вы можете построить целый стек многослойной печатной платы из радиочастотных материалов, это, как правило, не требуется и может быть слишком дорогим. Одним из вариантов является построение гибридного стека, в котором РЧ-ламинат размещается на верхнем слое для поддержки линий и цепей РЧ-передачи, а внутренний слой используется для поддержки слоев заземления, маршрутизации цифровых сигналов и питания. Противоположный уровень также может поддерживать цифровые компоненты, которые должны взаимодействовать с вашим внешним ВЧ-интерфейсом, любыми АЦП для сбора ВЧ-сигналов или другими компонентами.

Пример гибридного набора с ламинатом Rogers PTFE.

Если вам не нужна цифровая секция в топологии ВЧ-печатной платы, вы можете использовать двухслойную или трехслойную печатную плату с ВЧ-ламинатами стандартной или близкой к стандартной толщины. После того, как вы определили толщину слоя печатной платы и систему материалов, вам необходимо определить импеданс ваших радиочастотных дорожек.

Расчет импеданса радиочастотной трассы

После того, как определено расположение проводов, необходимо рассчитать ширину проводников на печатной плате, чтобы получить желаемый импеданс в ваших схемах радиочастот (обычно 50 Ом). Импеданс трассы и ее размеры связаны с помощью некоторых формул, полученных с помощью метода, называемого конформным отображением. В настоящее время лучшим ресурсом для поиска формул для расчета импеданса дорожки с комплексной диэлектрической проницаемостью является «Справочник по проектированию линий электропередач» Брайана С. Уодделла. Однако эти формулы не могут быть решены для конкретных значений ширины, поэтому для определения ширины, необходимой для того, чтобы линия передачи имела определенный импеданс, необходим численный метод.

• Узнайте больше о расчете импеданса микрополосков
• Узнайте больше о расчете импеданса симметричной полосковой линии

Для более сложной компоновки, такой как смещенные полосковые линии или волноводы, лучшим вариантом является использование инструмента проектирования стека со встроенным решателем поля. Эти утилиты могут учитывать шероховатость меди, сужение при изготовлении, дифференциальную разводку и расположение дорожек между слоями. Их также легко использовать в программном обеспечении для проектирования печатных плат.

Layer Stack Manager в Altium Designer включает калькулятор импеданса, учитывающий шероховатость меди.

После того, как вы узнаете импеданс ваших межсоединений, вам все равно нужно будет определить требования к согласованию импеданса, либо просмотрев результаты моделирования отражения, либо просмотрев таблицы данных. Для линий передачи, используемых в печатных радиочастотных схемах, входной импеданс различных участков линии передачи используется для определения согласования импедансов для данной схемы. Если вы взаимодействуете с линиями передачи и компонентами в радиочастотных цепях, вам необходимо включить входной импеданс при проектировании и согласовании импеданса сети для радиочастотных компонентов.

• Узнайте больше о значениях импеданса линии передачи
• Узнайте больше о критической длине линии электропередачи

Перед проектированием радиочастотных цепей, особенно пассивных радиочастотных цепей, важно спроектировать структуру печатной платы, поскольку для их правильной работы потребуется достижение определенного импеданса. Кроме того, в конструкциях печатных радиочастотных схем используется преимущество распространения электромагнитного поля по линиям передачи, а характер распространения будет зависеть от диэлектрической функции материала подложки. После того, как эти детали проработаны, вы можете приступить к проектированию радиочастотных цепей и выбрать дополнительные компоненты для вашей системы.

Печатные радиочастотные схемы разрабатываются путем расчета секций линий передачи для использования в определенных структурах на печатной плате. Конструкции вашей линии передачи будут направлять распространяющиеся волны к компонентам, а также обеспечивать такие характеристики, как затухание, усиление, фильтрация, резонанс и излучение (например, в качестве антенны). Преобразование импеданса на шлейфах, интерфейсах с компонентами и антеннах часто необходимо для преодоления несоответствия импеданса, наблюдаемого при распространении радиочастотного сигнала. Различные печатные структуры, производящие эти функции, хорошо известны во многих учебниках.

Некоторые конструкции и компоненты, используемые в радиочастотных цепях и печатных платах, включают:

• Пассивные и активные фильтры
• Аттенюаторы
• Циркуляционные насосы
• Усилители
• Разветвитель, делитель и сумматор ВЧ мощности
• Антенны
• Резонаторы
• Полости волноводов

После того, как вы добавите другие компоненты, вам нужно будет создать схемы ваших цепей, прежде чем вы сможете начать компоновку. Процесс размещения радиочастотных цепей на схеме такой же, как и для цифровых систем. Моделирование цепей также важно при проектировании передних ВЧ-систем, поскольку вам необходимо оценить электрические функциональные возможности вашей системы, прежде чем создавать топологию печатной платы. Обычно это выполняется с помощью моделирования SPICE в вашем проекте с печатными элементами на вашей плате, определенными как объекты линии передачи в SPICE. Лучшие редакторы схем будут включать объекты линий передачи, чтобы вы могли точно моделировать электромагнитное поведение на вашей печатной плате.

После того, как ваша схема ВЧ-схемы будет завершена и пройдена с помощью инструментов моделирования схемы в требуемом диапазоне частот, она будет готова к физической компоновке. Разработчикам ВЧ-печатных плат часто приходится использовать механический подход для тщательного проектирования своих ВЧ-межсоединений, а также соблюдать стандартные правила высокочастотного проектирования, такие как минимизация переходных отверстий и длин дорожек. Любая высокочастотная цепь, которая появится на печатной плате, должна быть спроектирована с учетом целевых значений импеданса и геометрических допусков, поэтому ваши инструменты САПР должны взаимодействовать с вашими правилами проектирования электрических систем, чтобы обеспечить соответствие этим требованиям.

Если у вас также есть цифровые компоненты, которые должны взаимодействовать с вашими схемами ВЧ, их необходимо разместить на топологии печатной платы с помощью того же набора инструментов. Тщательное размещение и правильная конструкция стека помогут предотвратить помехи, которые повреждают высокочастотные цепи и сбор РЧ-сигналов. Здесь также могут быть полезны собственные инструменты 3D-проектирования, поскольку некоторые ВЧ-системы представляют собой многоплатные системы, и перед подготовкой к производству необходимо проверить всю сборку.

Дополните свою физическую компоновку правильными инструментами проектирования печатных плат.

Если вам нужно создать передовые ВЧ-системы, которые также поддерживают целостность сигнала, вам понадобится полный набор инструментов моделирования схем, инструментов разводки и компоновки печатных плат, а также инструмент проектирования стека слоев, который поможет вам достичь целевых значений импеданса.