Layout
Ideen für das Layout
wichtige Temperatur ändernde Bauteile, wie Messwiderstand, in eine Box einbauen → passive Temperaturstabilität
Layout auf EURO-Karten 160x100mm (jedoch kompakt drauf packen)
SMA-Buchsen verwenden anstatt BNC oder Sub-D9 → nein, weil SMA-Stecker an Masse des Gehäuses/Racks wäre
Elektronik kühlen anstatt heizen → Kühlen würde weniger niderfrequentes Rauschen erzeugen ?
Transistor/Messwiderstand an einen Kühlkörper
Gehäuse
Eine der wichtigsten Fragen ist die nach dem Gehäuse. Diese sollte möglichst bevor angefangen wird, an dem Layouit zu arbeiten, beantwortet werden, da viele Entscheidungen davon abhängen.
zum Testen
1HE schwarzes 19-Zoll Rack-Gehäuse
Maße: 25cm tief, ca. 4,1cm hoch, ca. 40cm breit
Zwei Platinen darin nebeneinander
Platinenmaße: 19cm breit, 24cm tief (größer als Europlatine mit 10×16)
Endversion
als Rackeinschub
auf Europlatine
Leiterplatte
Lagen
Leiterbahndicke
Tauschen von Komponenten in Eagle
Werkzeug-Button
Change
Technologie
Auf Bauteilelement klicken
All Package anzeigen
Package auswählen
Bauteil | Größe | Footprint | Abmessungen | Kommentar |
Widerstand | | 0805 | | Alle Widerstände außer Messwiderstand; GIbt welche mit 5ppm/K und auch welche, die Leistung abkönnen (siehe hier für welche mit mehr Leistung oder hier für stabile/präzise |
Keramikkondensator | 100n | 0805 | | |
Folienkondensator | 1u | | 5,08 mm zwischen den Beinchen | Größere Kondensatoren nicht SMD, da die Spezifikationen sonst unzuverlässig sind |
Elko | 100u | | 3,81 mm zwischen den Beinchen, Durchmesser: 6,5 mm | |
1000u | | 5,08 mm zwischen den Beinchen, Durchmesser: 10 mm | |
Diode (M6 anstatt 1N400*) | | | | eckige SMD |
Spule | 100uH, 2,1A | | 12×12 mm², siehe Datenblatt Ferrocore DE1207 | sollten mindestens 1A Einschaltstrom abkönnen |
100uH, 100mA | | Footprint wie M6, etwas breiter (Breite: 3,2 mm) | |
Steckverbinder | | Throug-hole | | Stromdichte pro Steckkontakt überprüfen |
Footprints von SMD-Bauteilen sind häufig darauf optimiert, möglichst wenig Fläche zu verbrauchen und bzgl. der Abmaße möglichst genau den Bauteilen zu entsprechen. Das ist beim Ein- und Auslöten bei eventuellem Bauteilwechsel unpraktisch, weshalb die Footprints etwas großzügiger dimensioniert gewählt werden sollten. Als Größenordnung: Die Diode M6 hat eine Länge von 5 mm, die Gesamtlänge des Footprint sollte mindestens zwischen 6 und 7 mm liegen.
Temperaturgehäuse für Spannungsreferenzen
Es ist für Spannungsreferenzen wie die LM399 nutzlich sie thermisch zu isolieren. LM399 wird intern auf etwa 90°C stabilisiert. Ein extra Gehäuse drum herum hilft deutlich den Stromverbrauch der Temperaturstabilisierung zu reduzieren. Auch ist es etwas empfindlich auf Luftströmung wegen unregelmäßige Kühlung durch Luftwirbelungen.
Bei modernere Spannungsreferenzen wie der LTC6655 oder der LT1236 spielt dies weniger weil diese keine Temperaturregelung enthalten, aber auch diese profitieren von stabile Umgebungstemperaturen.
Es ist dabei zeimlich unerheblich ob die Abdeckung aus Styropor, PLA (3D-Drucker), oder Alu ist. Hauptsache die Luftströmung wird unterdrückt. So eine Abdeckung braucht aber etwas Platz um diese Bauteile.
→ Wir haben uns für den 3D-Druck entschieden:
LM399 wird alleine in Box 1 gepackt.
LTC6655LN wird mit C1 in Box 1 gepackt.
LT1236 wird mit C64, R11 und R32 in Box 2 gepackt.
Boxen
Löcher sind für M3 ausgelegt.
Wandstärke des 3D-Drucks sind 3mm
Innenmaße:
Box 1: 15x15mm
Box 2: 20x20mm
Löcher in den Platinen für die Schrauben sollten einen Durchmesser von 3,5mm haben
Layout
Isolationsabstand zu Ploygone
Man sollte 12 oder 16 mil in beide Richtungen der Leiterbahnen zu den Polygonen nehmen. Wir bauen ein großes Board. Deshalb ist eine grobe Struktur besser zum Fixen/Reparieren sowie besser sichtbar. Daher nehmen wir 16mil.
Lasorb
Mehr Informationen hier: lasorb.com
Layout für Lasorb:
Regarding part layout for Eagle, it's simply through-hole part with 200-mil spacing between the two pins. Picture a TO-220 package, but without the middle pin.
Verbindung:
And regarding how to connect it, that's the easy part. You just connect the LDA pin of LASORB to the Anode of the laser diode, and connect the LDK pin of LASORB to the cathode of the laser diode.
Welche Lasorb wir nehmen:
Wir nehmen die L44-208-X Reihe:
Optimiert für sehr empfindliche rote und IR Laser Dioden
Testpunkte
TP1: ungefilterte +15V
TP2: ungefilterte -15V
TP3: gefilterte +15V
TP4: gefilterte -15V
TP5: V_Geregelt
TP6: V_Soll
TP7: gefilterte V_Geregelt
TP8: gefilterte V_Soll
TP9: Stromzugabe bei Modulation
TP10: Display-Anzeige
TP11: Display-Versorgung +5V
ESD-Schutzdioden
Stichwort: TVS (Transient Voltage Suppressor)
3 Stück einbauen mit Lötbrücken:
R33 wird zu zwei 250Ohm Widerstände geteilt und dazwischen kommt eine ESD-Schutzdiode (12V?)
Hinter SJ17 kommt eine ESD-Schutzdiode (3V)
Parallel zur Lasorb (3V)
Eine kurze Suche auf Farnell hat zu diesen ESD-Schutzdioden geführt:
Laserdiodenstrom-Ausgang
Es wird die Möglichkeit von zwei Laserdiodenstrom-Ausgängen zu haben:
Mit dem “normalen” Sub-D-9 Buchse
Mit zwei SMA-Buchsen:
Vorteil: Man kann Koaxial-Kabel verwenden und beide Adern (Masse/Spannung) ist von der Gehäuse Masse geschirmt. Dabei ist darauf zu achten, dass die Platinen-Masse und die Gehäuse-Masse nicht die Selbe ist (siehe Foto). Das Gehäuse ist auf Schutz-Erde und die Platine auf der Masse des Labornetzteils. Es muss eine Möglichkeit geben, dass ein Null Ohm oder Mega-Ohm Widerstand, der die Masse-Ader auf die Gehäuse-Masse (Schutzerde) zieht, eingesetzt werden kann (siehe Foto).
SMA Stecker
Abstand zwischen den beiden äußeren Gewindeseiten zweier SMA-Buchsen: 2,2 cm