快速制作自己的印刷电路板

我真的很喜欢印刷电路板（PCB）。印刷电路板对于批量生产的产品来说绝对必不可少。即使是业余爱好者也可以通过一些练习来制作几乎完美，可重复的电路。此外，具有良好接地面的印刷电路板对于工作频率超过几兆赫兹的高频电路很重要。接地层是大面积的铜层，充当电路中的元件和电源之间的低电感回路。它可以防止寄生电容涂抹高频信号以形成噪声。如果你没有地平面，不要指望由面包板制成的高频电路能够很好地工作，即使它们工作正常。

但是，有使用印刷电路板制造电路比使用电路板在工厂制造电路的速度和容易程度更快的缺点。您可以快速制作自己的印刷电路板 - 只要您不介意衣服上的脏乱和污渍，并且您愿意自己钻孔。您也可以将印刷电路板布局发送给生产商，让他们为您制作，但它很方便，而且成本低，只需要额外的运输时间。

所以我开始考虑是否有一个可行的替代方案，也可以让生产商快速创建易于检测和修改的高频板。在本文中，我将只展示一个关键概念;应该说这里没有原创内容：我只是使用了几十年来一直被遗忘的过程。我不认为它们在工作频率高达千兆赫兹和表面贴装元件的时代会非常有效。

一般来说，这种方法首先需要铜箔未经处理的标准板，通常是FR-4树脂板。该电路不是蚀刻线圈，而是用于连接元件，留下大的接地平面。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具有宽频率范围和清晰边界的谐波。我已经完成了高达1 GHz的频率，是微波系统中非常有用的模块。发电机的核心是74HC00集成电路，带有四个NAND逻辑门。在两个NAND门系列之后，25 MHz表面贴装发生器产生的信号产生两个稍微延迟的方波信号。这些信号进入最后一个与非门，产生一个形成谐波频谱的窄脉冲。

为了制作电路，我将铜层分成两部分，我打算将顶部较小的区域作为5伏电源轨，其余部分形成一个接地层。

为了隔离这两个区域，我剥去了三个细长的矩形铜箔作为电源轨的边界。首先用划线器标记平行线;然后，将钢尺与平行线对齐，并使用切刀沿钢尺切割铜（需要相当大的努力，通常需要多次切割）。最后，用烙铁加热平行导线之间的铜箔，用镊子将每个铜片剥离。

PCB通常是一个没有接地的单个接地平面通孔，那么如何安装集成电路？将IC的接地引脚弯曲回表面，然后将接地引脚置于适当的位置并将其焊接到接地层。弯曲其他引脚，使它们与电路板平行，并将引线直接焊接到这些引脚上。由于集成电路看起来像是一个延伸其腿的bug，这种方法有时被称为“死蠕虫”方法。这种方法的优点是焊接表面贴装元件比使用传统的印刷电路板更容易接触连接点。此外，在地平面上有一个区域，便于连接梳状发生器的功率调节器散热器。

从铜层连续切割和剥离条带，隔离区域可以在板的中间形成，作为表面安装件或通过插头部件之间的连接点。该隔离区域与地面之间的电容非常小。

另一个优势这种类型的安装方便是检查高频电路是否实际按设计运行。带有500欧姆电阻探头的频谱分析仪（例如Tektronix P6056）非常适合这种类型的电路，只需将探头屏蔽层靠近测试电路节点即可。当探头的接地屏蔽连接到电路板接地屏蔽的上弹簧引脚时，无论探头位于哪个引脚旁边，我都可以将其接地。 （如果你找不到P6056或类似的探头，你可以自己做：连接一个450欧姆的电阻与50欧姆同轴电缆串联，但记得在分析仪一侧使用50欧姆的端子。）

通过这些方法生产的电路板并不总是非常美观，但在使用这些技术制作微波电路时，我取得了很好的效果。如果你喜欢它，你可以尝试自己。这是一个很好的爱好。