Bu web sitesinde; FORUM, BLOG ve MENÜ' lerde üyelik gerektiren makalelere tam erişim için Lütfen BLOG' a üye olunuz.
ŞEMATİK/PCB’ DE OPSİYONEL SIFIR OHM DİRENÇ KULLANIM YÖNTEMLERİ:
Aşina değilseniz, "sıfır ohm direnci" terimi, yeni mezun veya saf devre tasarımcıları için bir tür şaka gibi görünebilir. Ne de olsa, tasarımlarını basitleştirme ve ürün ağacını (BOM) azaltma konusunda sürekli baskı altındalar. Bununla birlikte, sıfır ohm direnci hiç de şaka değildir. Kanıt olarak, birçok stokçuda sadece bir sürümden, yüzbinler adet olduğunu düşünün. Açıkçası 0R dirençler milyonlarca kullanılıyorlar.
İndeks
-
Amaç
-
Giriş
-
0 ohm direnç nedir?
-
0 Ohm Direnç ve Jumper: Neden Sıfır Ohm Dirençlere İhtiyacınız Var?
-
0 Ohm Direnç Kullanırken Tasarımla İlgili Hususlar
-
Jumper olarak kullanım
-
Devre ve Kart Esnekliği Açısından 0R Kullanımı
-
Genişletilebilir PCB'ler Tasarlama Açısından 0R Kullanımı
-
Tersine Mühendisliği (Reverse Engineering) Önleme Açısından 0R Kullanımı
-
Tek Katmanlı Tasarım Açısından 0R Kullanımı
-
Devrenin Etkin Çalışmasını Sağlamak Açısından 0R Kullanımı
-
PCB Üzerinde Toprak (GND) Hattı İzolasyonu
-
Rezerv Direnç Pozisyonu
-
Kondansatör Ve İndüktör Olarak Hizmet Eder
-
Elektrik Gürültüsünün Azaltılması
-
PCB Üzerinde Daha Kullanışlı Ve Kolay Olarak İzlerin çizilmesi
-
Konfigürasyon İçin DIP Anahtarlarda Kullanılabilir
-
Akımı Uygun Şekilde Ölçmek İçin
-
Hata Ayıklama İçin
-
Analog GND ve Dijital GND' nin Tek Noktada Topraklanması
-
Test Noktası (Test Point) Olarak Kullanımı
-
BUS ve DATA Hatlarında Sinyal İzleme İçin Kullanım
-
Single Ended ve Diferansiyel Sinyallerde Opsiyonel Empedans Uyumlandırma İçin Kullanım
-
Saat (Clock) Sinyalleri ve Resonatör vb Malzemelerin opsiyonel Bağlantıları İçin Kullanım
-
Güç Kaynağı Geri Besleme (Feedback), OVP, UVP, Uzak Algılama (Remote Sensing) Devrelerinde Opsiyonel Olarak 0 Ohm Direnç Kullanımı
-
Voltaj Algılama Devrelerinde Opsiyonel Olarak 0 Ohm Direnç Kullanımı
-
Sigorta Olarak Kullanım
-
Akım Ölçmek için 0R kullanılıbilir mi?
-
Sıfır Ohm Direnç Seçerken Dikkat Edilmesi Gereken Parametreler
-
SONUÇ
Amaç
0 ohm' luk bir dirençle karşılaşmayan elektronik mühendisliği uzmanları, genellikle pratikliğini ve uygulamasını anlamazlar. Sanayicilerin neden sıfır dirençli dirençler ürettiklerini bilmiyorlar. Peki, kullanımı nedir? Bu makale, benzersiz uygulamalarını ve sizin için neden gerekli olduğunu anlamanıza yardımcı olacaktır.
Giriş
Dirençler, akım akışını belirli bir seviyeye sınırlayan cihazlardır. Direnç değeri yüksek olan dirençler, direnci düşük olan dirençlere göre kesinlikle daha fazla akım çekecektir.
Transistörler, LED 'ler ve diğer yarı iletken cihazlar genellikle herhangi bir elektrik akımına karşı oldukça hassastır. Bu, çok yüksek akımla yıkım anlamına gelir , ancak çok az akım da etkin çalışmalarını engeller. Devreye doğru değerde yerleştirilen dirençler; transistörlerin, LED' lerin ve diğer yarı iletken cihazların kendilerine uygun bir elektrik akımı aralığında çalışmasını sağlayacaktır. Ancak, neredeyse sıfır dirençle gelen 0 ohm dirençler ne olacak? 0 ohm dirençler, akım akışını kısıtlama yeteneğinden yoksundur; peki bir devrede kullanılan sıfır ohm'luk direnç nedir?
0 ohm' luk dirençler akım akışını kısıtlayamadığından, normal bir direnç olarak işlev göremez. Bu tür dirençler, baskılı devre kartlarında benzersiz bir amaç için kullanışlıdır .
Bu yazıda aşağıdaki gibi soruları yanıtlayacağız: Sıfır ohm direnç nedir? Sıfır ohm direnç ne için kullanılır? 0 ohm dirençlerin sizin için gerekli olmasının nedenleri? Ve dahası!
0R Direnç Nedir?
Adından da anlaşılacağı gibi, sıfır ohm'luk bir direnç, 0 ohm' a yakın herhangi bir direnci olmayan bir direnci ifade eder. Bir geçiş direnci, direnç değerini gösteren siyah bir bant işaretine sahiptir.
Tasarımı, otomatik ekipman kullanarak PCB izlerini (baskılı dijital devre kartı) birleştirmesini sağlar. Biri sıfır ohm' luk bir bağlantı içeren ve diğeri, diğer ortalama iz ile temastan uzak duran uçlar arasında uzanan iki yola sahiptir.
Jumper dirençler olarak da bilinen sıfır ohm dirençler, bir tür özel amaçlı dirençlerdir. Sıfır ohm'lu bir geçiş direnci genellikle direncin değerini gösteren tek bir siyah bantla işaretlenir. Bu arada, bir yüzeye monte seramik direnç, bu sıfır ohm direncini temsil etmek için tek veya çok sayıda sıfıra sahip olacaktır. Sıfır ohm dirençleri, tipik dirençler şeklinde şekillendirilmiş atlama telleri olarak da hayal edebilirsiniz. Sıfır ohm'luk bir direncin bir multimetre ile ölçülmesi durumunda, sıfır ohm'a yaklaşan bir okuma görürsünüz.
Sıfır-ohm direnci, sıfırın gerçek bir direnç değeri değildir (süper iletkenlerin yaptığı budur). Çip direnci ayrıca hata doğruluk indeksine sahiptir.
Örneğin; Fenghua Hi-Tech. firmasının 0Ω çip dirençleri için F tipi (≤10mΩ), G tipi (≤20mΩ) ve J tipi (≤50mΩ) olmak üzere üç doğruluk düzeyine sahiptir. Yani, 0 ohm' luk direnç değeri 50mΩ'dan küçük veya eşittir.
İlginç bir şekilde, sıfır ohm dirençlerin teknik özelliklerinde iki sıra dışı özellik vardır;
İlk olarak, genel anlamda, bir tolerans özelliklerine sahip değiller. Bu sayı normalde direncin nominal değerinin artı veya eksi bazı yüzdeleri olarak adlandırılır, bu sıfır ohm'da anlamsızdır.
İkinci olarak, bu jumper'ların bir maksimum güç derecesi vardır ve bu, burada I^2 x R ve R tarafından tanımlanan dağılımları 0 ohm olduğu için gereksiz görünmektedir.
Biraz önce de bahsetmiştik; sıfır ohm'luk bir direnç bile mükemmel değildir: çoğu, maksimum akım derecelendirmelerini zorunlu kılan 50 miliohm (mΩ) gibi bir maksimum gerçek direnç belirtir (Tablo 1).
Tablo 1: Sıfır ohm'luk bir direnç bile mükemmel değildir: çoğu, maksimum akım derecelendirmelerini zorunlu kılan 50mΩ gibi bir maksimum gerçek direnç belirtir. (Tablo kaynağı: Panasonic)
Sıfır ohm, çoklu paketler
Sıfır ohm dirençler hem tekli hem de çoklu üniteler olarak mevcuttur.
Örneğin;
NTE Electronics, Inc'den SR1-0805-000, standart 0603 1,5 × 0,8 milimetre (mm) (0,06 × 0,03 inç) yüzeye montaj teknolojisi (SMT) paketindeki tek çipli bir dirençtir (Aşağıdaki Şekil).
Şekil: NTE Electronics, Inc'den SR1-0805-000, 0603 paketindeki sıfır ohm'luk bir dirençtir ve diğer herhangi bir SMT çip bileşeni gibi görünür ve çalışır. (Resim kaynağı: NTE Electronics)
0 ohm dirençlerin üzerinde harcanan güç değerleri yaklaşık olarak aşağıda verilmiştir. Tabi ki yine; P=I^2 x R formülünden üzerinde harcanacak gücü hesaplamanızı öneririm.
Farklı paket 0Ω dirençlerin akım kapasiteleri aşağıda verilmiştir;
Birbirine yakın birden çok sıfır ohm direncin gerekli olduğu durumlar için , bir 0804 paketinde dört dirençli Panasonic EXB-28VR000X dizisi mevcuttur (Aşağıdaki Şekil).
Şekil: Panasonic'in EXB-28VR000X ürünü, standart bir 0804 paketinde yer alan dört dirençli sıfır ohm dizisidir. (Resim kaynağı:Panasonic'ten kaynak malzeme kullanılarak)
0 Ohm Direnç ve Jumper: Neden Sıfır Ohm Dirençlere İhtiyacınız Var?
Diyotlar, kapasitörler ve dirençler gibi çoğu PCB bileşenini yerleştirirken, operatörler bunu manuel olarak yapmak yerine otomatik yerleştirme teknolojilerini kullanır. Bununla birlikte, atlama telleri için makinelerin yerleştirilmesi bu teknoloji ile mümkün değildir.
Manuel olarak takmak için normal bir jumper kablosu veya bir kişi gerekir. Sadece bir bileşen eklemek için kablolara alternatif olarak sadece bir jumper satın almak ekonomik açıdan mantıklı değildir.
Öte yandan, bunu manuel olarak yapan bir kişi, jumper'ı takmak için zaman harcayacaktır. Sıfır ohm algılama direnci kullanmak en basit çözümdür. Ayrıca, çift katmanlı PCB tasarım sürecinde (mevcut elektronik devrelerin bir kısmını kapatan veya açan) ayrı bir jumper teli makinesinin yerini alan bir jumper gibi çalışır.
0 Ohm Direnç Kullanırken Tasarımla İlgili Hususlar
Kullanırken, boyutun ve malzemenin termal karakteristiğinin maksimum güç derecesini tanımladığını anlamanız gerekir. Diğer iletken izler ve iletken teller gibi, belirli bir dirence sahiptir, dolayısıyla ideal bir bileşen değildir. Az miktarda direnç, akımlar geçtikten sonra ısıyı dağıtır. Bu nedenle, akımlar geçtiğinde yanmayan bir ohm direnç paketi malzemesi seçmeniz gerekir.
İyi bir PCB tasarım ve analiz yazılımına sahip olduğunuzda, sıfır ohm eklemek kolaydır. İster montaj sürecini tamamen otomatikleştirin, ister paralel tasarımınızı koruyun, önemli ölçüde maliyet tasarrufu sağlar. Küçücük bir bileşenin size nasıl bu kadar çok para kazandırabileceği sizi şaşırtacak.
0 ohm'luk bir direnç kullanma süreci karmaşık olmamalıdır. Ancak, 0 ohm'luk dirençlerin ideal bileşenler olmadığını unutmamak gerekir. Demek istediğimiz, tıpkı diğer iletken iz ve teller gibi bir miktar dirence sahip olmasıdır.
0 ohm'luk bir direnç küçük bir dirence sahip olduğundan, içinden akım geçtiğinde ısıyı dağıtma yeteneğine sahiptir. Ayrıca, 0 ohm'luk dirençlerin en yüksek güç derecesini, malzemenin termal karakteristiğine ve boyutuna göre tanımlayabilirsiniz. Ayrıca, içinden geçen akımı yakmak zorunda kalmadan kolayca idare edecek 0 ohm'luk bir direncinizin olduğundan emin olmak isteyeceksiniz.
Jumper olarak kullanım
Birincil amacı PCB panosunun altındaki bir hattın (izin) üzerinden "atlamaktır". Bazen alternatif olmadığı için ve yollar tek taraflı bir PCB kartta kesişemeyeceği için gereklidir.
Diğer bir deyişle; "Sıfır ohm direnci" terimi, normal bir direnç (günümüzde genellikle yüzeye monte bir direnç) gibi paketlenmiş bir jumper'a atıfta bulunmanın uygun bir yoludur.
Sıfır ohm'luk dirençlerin kullanılması, jumper tellerinin yerleştirilme maliyetini azaltır.
PCB üzerindeki bir dizi başka parçanın üzerinden geçmek için basitçe bir atlama teli olabilir.
Günümüzün sıfır ohm dirençleri, devre kartlarında bileşen uçları için delik bulunmayan ve bileşenlerin programlanabilir "al ve yerleştir" makineleri tarafından otomatik olarak konumlandırıldığı yüzeye monte baskılı devre kartı teknolojisinin çocuklarıdır. Bu tür makineler, SOIC ve QFP entegre devreleri gibi boyutları bilinen bileşenlerin ve "çip kapasitörler" ve "çip dirençler" olarak adlandırılan ve hiçbiri geleneksel katı pin uçlarına sahip olmayan birkaç standart boyuttaki bileşenlerin böyle otomatik bir montajda kullanılmasını gerektiriyordu. İşte tam bu noktada; smd sıfır ohm dirençler, eski "delikten" baskılı devre kartlarında kullanılan kısa telli atlama tellerinin elektriksel olarak eşdeğer onların yerine hizmet eder. Çünkü alma ve yerleştirme makineleri(otomatik dizgi) onları, eskisinden farklı olarak diğer herhangi bir "çip direnci" gibi kavrayabilir ve konumlandırabilir.
Temel olarak, sıfır ohm direncinin kullanılmasının nedeni, PCB'lerin tasarımının pahalı olması ve kurulum maliyetlerinin yüksek olmasıdır; bileşenlerin yerleşimi ise üretim zamanında çok kolay bir şekilde değiştirilebilir (bu, alma ve yerleştirme makinelerini yeni bir bileşen donanımıyla beslemenin basit bir durumudur). Sıfır ohm'luk bir direnç temel olarak makineye yerleştirilebilen bir teldir.
Tasarımcılar genellikle PCB tasarımına mümkün olduğu kadar potansiyel olarak ihtiyaç duyulan devreleri sıkıştırmayı ve ardından bileşenlerle doldurup doldurmamayı seçerek belirli özellikleri etkinleştirmeyi veya devre dışı bırakmayı tercih eder. Belirli PCB bölgelerini etkinleştirmenin veya devre dışı bırakmanın çok düzgün bir yolu, sıfır ohm'luk bir direnç veya "bağlantı" yoluyla bağlantı kurmaktır. Bağlantı, PCB bölgesini etkinleştirmek için kurulabilir veya bağlantıyı kesmek için boş bırakılabilir.
Sıfır ohm direnci, tam olarak sıradan dirençler gibi görünür (büyük bir şişman sıfır veya üçlü sıfır işaretine sahip olması dışında) ve aynı makine ve işlem kullanılarak sıradan dirençlerle aynı şekilde kurulur. Bu, sıfır ohm dirençli tasarım ve imalatın herhangi bir ek maliyet veya zaman gerektirmediği anlamına gelir.
Belirli bir elektronik ürünün birden fazla varyantını gördüğünüzde, çoğu zaman tüm varyantlar için aynı PCB tasarımı kullanılır, ancak bileşenlerin farklı yüklemesi vardır.
Sıfır ohm dirençler için ikinci bir kullanım köprülemedir. PCB'ler, izleri yönlendirmek için sınırlı sayıda katmana sahiptir. Bazen rayları en iyi şekilde yönlendirmek mümkün olmaz ve bir köprü gerekir. sıfır ohm dirençler köprü olarak kullanılabilir. Normal dirençlerle aynı ekipman tarafından kuruldukları için üretime fazla maliyet katmaz. Bu genellikle, yer izleriyle çevrili empedans kontrollü bir hatta bağlanmak gibi yerlerde kullanılır; zemin izlerini kesmeden sinyal hattına bağlanmak için bir köprü gereklidir.
Devre ve Kart Esnekliği Açısından 0R Kullanımı
Sıfır ohm dirençler, modern çok katmanlı FR-4 pano tasarımımızda hala bir yere sahiptir.
Düzen yönlendirmesinin, bazı yol bağlantılarının basitçe tamamlanamayacağı kadar karmaşık olduğu durumlar olabilir. Çözüm; sıfır ohm'luk bir dirençle bu kritik noktada, birkaç liraya fazladan bir satın alma yapmaktır.
Bu dirençler ayrıca bir devrenin ara bağlantısının ve çalışmasının yeniden yapılandırılmasını kolaylaştırabilir.
Hata ayıklama ve test için bir kartın alt devreleri arasında tam elektriksel ayrım sağlarlar, çünkü küçük bir SMT sıfır ohm direncini lehimlemek, bir kıl kadar ince PCB izini kesip sonra geri yüklemeye çalışmaktan daha kolaydır.
Ayrıca, tüm konfigürasyonlarda gerekli olmayan veya test ve kalibrasyon döngüleri için devre dışı bırakılması gerekebilecek ekstra filtre aşamaları gibi devre işlevlerini kısa devre yapmak için kullanılabilirler.
Bu dirençlerin başka bir kullanımı da kart doldurulup lehimlendikten sonra bile tek bir PCB kartı düzeninin farklı konfigürasyonlara uyarlanmasını sağlamaktır.
En basit durumda, doğru değer ürünün kullanacağı yükün özellikleri tarafından belirlenen bir sönümleme veya bastırma devresinde sıfır ohm veya 10 ohm (Ω) gerektiren bir sinyal yolu düşünün.
Kart, sıfır ohm veya 10 Ω'luk tek bir direnci barındıracak şekilde yerleştirilebilir ve bu montaj için Malzeme Listesine uygun değer konur veya elle takılıp lehimlenir.
Alternatif olarak, devre ve PCB kartı hem sıfır ohm hem de 10 Ω dirençler paralel olarak tasarlanabilir ve 10 Ω doğru değer ise sıfır ohm olan kaldırılabilir.
Başka bir seçenek daha var: biri dirençli, diğeri dirençsiz iki PCB kartı düzeni oluşturun. Bununla birlikte, yalnızca bir PCB panoya sahip olmak ve sıfır ohm direncini gerektiği gibi takmak/çıkarmak daha ucuz, daha akıllı ve daha iyi envanter yönetimidir.
Genişletilebilir PCB'ler Tasarlama Açısından 0R Kullanımı
0 ohm dirençler kullanmak, ilk olarak, şematik tasarım sırasında ortaya çıkan belirsizliklerle başa çıkmanın kolay bir yolunu sunarlar.
Bazen, bazı deneyler yapma şansınız olana kadar bir devrenin nasıl yapılandırılması gerektiğinden emin olamazsınız ve sıfır ohm dirençler, üretim sonrası yapılandırma için nispeten uygun bir biçim sağlar.
Güç kaynağı devresinde biraz esneklik sağlamak için sıfır ohm dirençler kullanılabilir
İkincisi, tasarımcıların genellikle genişletilebilirliği PCB'lerine dahil etmeleri gerekir.
Örneğin, harici bir amplifikatör modülünden 5 V'luk bir analog giriş sinyali alacak, biraz genel bir ADC artı mikrodenetleyici kartı tasarlıyor olabilirsiniz. Ancak, sonunda birisinin bu kartı daha yüksek voltajlı bir sistemde kullanmak isteyeceğinden şüpheleniyorsunuz ve biri 5 V sinyali ve diğeri daha yüksek voltajlar için olmak üzere iki giriş yolunu birleştirerek bu ihtiyacı önceden karşılamaya karar veriyorsunuz.
Her bir giriş yoluna seri olarak sıfır ohm'luk bir direnç yerleştirerek ve parçalardan birini "DN" ("takma") veya "DNP" ("doldurma") olarak belirterek, PCB' nin gelmesini sağlayabilirsiniz.
Montaj evinden istenen durumda geri dönün; yani, 5 V sisteminde anında kullanıma hazır olacak, ancak küçük bir miktar lehimleme işleminden sonra daha yüksek voltaj sisteminde kullanım için uyarlanabilecektir.
Tersine Mühendisliği (Reverse Engineering) Önleme Açısından 0R Kullanımı
Bu acı bir gerçek ama piyasada hit olduğu kanıtlanmış bir PCB'ye tersine mühendislik yapmaktan çekinmeyecek taklitçiler var.
Tüm PCB'yi epoksi ile kaplamanın dışında, sıfır ohm dirençler, etik olmayan taklitçilerin kafasını karıştırmak için harika bir seçenektir.
Belirli hatlara kasıtlı olarak sıfır ohm'luk dirençler yerleştirmek, tasarımı kopyalayan failleri yanıltmak için iyi bir stratejidir. Mümkünse, çabalarını daha da boşa çıkarmak için sıfır ohm'luk dirençler sipariş edin.
Sıfır ohm'luk dirençler yerleştirmek, yasa dışı tersine mühendisliği önleyebilir.
Otomatik Yerleştirme
Devrelerin genellikle belirli alt devrelerin esnek bir şekilde bağlanmasına izin veren jumper'larla inşa edilmesi yaygındır.
Genellikle bir devre, yalnızca seçilen alt devrelerin kullanıldığı birkaç ürün varyasyonunda çoğaltılır.
Sıfır ohm dirençler, PCB üzerindeki belirli bağlantıların etkinleştirilmesinde atlama tellerinin yerini almak için yaygın olarak kullanılır.
Manuel yerleştirme ve lehimleme ile bir PCB oluşturuyorsanız, bir atlama teli kullanmak muhtemelen pedler arasında bağlantı kurmanın en iyi yoludur. Bununla birlikte, seri üretim, jumper tellerini açma ve kesme kabiliyetine sahip olmayan bir al ve yerleştir makinesini içerir. Bu gibi durumlarda atlama telleri için ayrı bir makineye ihtiyaç duyulur.
Sıfır ohm'luk dirençlerin kullanılması, jumper kablolarının yerleştirilme maliyetini azaltır.
Seri üretim için maliyeti düşük tutmak önemlidir. Atlama telleri için ek bir makine kullanılması, ayrı bir kurulum ve işlem maliyeti ile sonuçlanır. Bu nedenle, sıfır ohm'luk bir direnç, montajda maliyet ve zamandan tasarruf sağlayan mükemmel bir alternatiftir.
Tek Katmanlı Tasarım Açısından 0R Kullanımı
PCB tasarımcıları genellikle maliyeti en aza indirmeleri için baskı altındadır . Bir tasarımı tek katmanlı bir PCB ile sınırlandırmaktan daha ucuz bir şey yoktur. Bununla birlikte, gemide çok sayıda bileşen olduğunda, izleri üst üste binmeden hedeflerine ulaştırmak zordur.
Sıfır ohm dirençler, tek katmanlı bir kartı 'sihirli bir şekilde' yönlendirmek için mükemmel çözümdür.
Delikler açmak ve PCB'yi çift katmanlı bir yapıya dönüştürmek yerine, sıfır ohm'luk bir direncin pedleri arasında bir iz yönlendirebilirsiniz. Bu dirençler daha sonra üretim sürecinde diğer bileşenlerle birlikte monte edilir.
Devrenin Etkin Çalışmasını Sağlamak Açısından 0R Kullanımı
Birçok pin genellikle PCB panolarda görülür ve bir jumper kullanılarak sonlandırılması gerekir. Ayrıca, DIP anahtarlarının devrenin kapanmasını kontrol etmede kullanılması da söz konusudur. Hata ayıklama sırasında; her iki yöntem de çok uygun olsa da, ürün üretirken bunların çok az kullanılması tavsiye edilir. Çünkü kullanılan her malzeme bir maliyettir. Buna ek olarak pinli komponentler EMC açısından yayınım yapmaya daha yatkındırlar. Boş pinler, yüksek frekanslı devre antenleriyle eş anlamlıdır. Bu nedenle sinyal kolayca bozulabilir.
DIP anahtarı kolayca bozulabilir. Bu, devre sisteminde hatalara neden olur. Bu nedenle güvenlik önlemleri alarak dip switch ve pin yerine 0 ohm'luk bir direnç kullanmalısınız. Bu sayede hem bakım maliyetleri azalacak hem de hatalı kullanımların önüne geçilebilecektir.
Aşağıda şekilde dip switch ler kullanmak yerine opsiyonel olarak lehimle değiştirilebilen 0R dirençler eklenebilir.
PCB Üzerinde Toprak (GND) Hattı İzolasyonu
Yongalar tasarlanırken, analog devrenin zemini AVSS olarak anılırken, dijital devreninki VSS olarak bilinir.
em VSS hem de AVSS genellikle çipte ayrılır.
Alt satırı ayırabildiğiniz için dijital ve analog devreyi çalıştırırken akım sinyallerinin karışmasını engelleyebilirsiniz.
Sıfır ohm dirençler çok kullanışlı geliyor, çılgınca geliyor, ama aslında bunlar yalıtılmış bir gövdeye sahip kablo bağlantılarıdır. Şekillendirilmeleri daha kolay oldukları için kullanıma girerler ve ayrıca havya ile herhangi bir yalıtımı eritmeden bir dizi PCB izini atlamak için iyidirler. Neredeyse hiçbir maliyeti yok ve aynı zamanda daha düzenli bir iş çıkarıyorlar.
Rezerv Direnç Pozisyonu
Devrenin tasarım aşamasında belirli bir konum bilinmiyorsa, direncinize ne kadar direnç bağlamanız gerekir? Bu durumda direncin lehimleme konumu o konumda kalacak hale getirilebilir ve ardından 0 ohm direnci lehimleyebilirsiniz.
Devrelerin gerçek hata ayıklamasında, direncin değiştirilmesi uygundur ve ardından, belirlediğiniz direnç parametresinin hatalarını giderdikten sonra doğru direnç bağlanır.
Kondansatör Ve İndüktör Olarak Hizmet Eder
Yüksek frekanslı devreler için, 0 ohm' luk dirençler, harici devrenin EMC sorununu uygun şekilde çözmeye yardımcı olabilecek özellikleriyle eşleştiğinde; küçük bir indüktör veya kapasitör görevi görebilir.
Örneğin, çip pinleri ile güç kaynağı arasında veya AGND ile DGND arasında olabilir.
Elektrik Gürültüsünün Azaltılması
0 ohm' luk bir direncin özelliklerinin bir sonucu olarak, döngü akımını etkili bir şekilde bastırabilirsiniz. Bunu yaparak gürültüyü azaltmış olursunuz.
0 ohm direnç ihmal edilebilir bir empedansla gelir; bu sadece süper iletkenler tarafından elde edilir. Bu nedenle; 0 ohm direnci, tüm frekans aralıklarının ve bantlarının zayıflamasında çok önemli bir rol oynar.
PCB Üzerinde Daha Kullanışlı Ve Kolay Olarak İzlerin çizilmesi
0 ohm dirençlerin kullanışlı olmasının ana nedeni, çoğu PCB bileşeninin genellikle otomatik yerleştirme için dizgi makineleri kullanılarak yerleştirilmesidir.
PCB üzerinde kabloların normalde belirli noktalar arasında olacağı iki PCB noktasını azaltmanın gerekli olduğu durumlar vardır. Bununla birlikte, bu yerleştirme makineleri yalnızca dirençler gibi bileşenler için çalışabilir, atlama kabloları (Jumper) için çalışmayabilir. Bu jumper kablolarını takmak için farklı bir jumper kablosu makinesi kullanmanız gerekir veya birisi jumper kablolarını manuel olarak takabilir. Ancak bu işlemi takip etmek yerine; 0 ohm direnç kullanmakta fayda vardır. 0 ohm' luk dirençler, atlama (Jumper) tellerine kıyasla kolayca çıkarabilmeniz açısından önemlidir.
Ayrıca, tasarımı yaptıktan sonra değişiklik yapmanız gerekirse, 0 ohm'luk direnci kolayca çıkarabilir ve yerine yeni bir bileşen takabilirsiniz.
Aşağıdaki gibi bir yapı kullanmaktansa, bunu 0R dirençlerle opsiyonel olarak önceden yapmak ve PCB üzerinde bulundurmak faydalı olabilir.
Konfigürasyon İçin DIP Anahtarlarda Kullanılabilir
Opsiyonlarınız fazlaysa bu durumda bazılarının yerine 0 ohm dirençler kullanabilirsiniz.
Akımı Uygun Şekilde Ölçmek İçin
Devre sisteminizi tasarladıktan sonra, çalışma sırasında tüm devrenin güç tüketimini test etmeye ihtiyaç vardır. Bu uygulama gelenekseldir ve güç tüketiminin hesaplanmasında yararlıdır. Bu, akım ölçümleri alarak ve ardından güç tüketimini belirlerken ölçtüğünüz voltaj ve akımı kullanarak mümkündür.
Burada, çoğu zaman akımı belirleme yöntemleri, ampermetre kullanarak devrenin akımını ölçmeyi içerir.
Şimdi, akımı ölçmeniz gereken yere 0 ohm' luk dirençler yerleştirirseniz, ölçüm yapmanız gerektiğinde direnci çıkarır ve multimetre veya ampermetreyi bağlarsınız.
Normal çalışmasını sağlamak için doğrudan 0 ohm direncine lehimlemelisiniz.
Diğer bir deyişle; bir devre fonksiyonunu izole etmek için çıkarılan bağlantılar(0R) veya bir hatta kolayca bir ampermetre takmanıza izin veren bağlantılar(=R) olabilir. Bir ürünün ilk aşamalarında, mühendislerin bir devrenin üretim yapısında bile birçok test ve karakterizasyon yaptığını unutmayın. Bu nedenle, pcb tam üretime geçtikten sonra asla kullanılamayacak erişim ve izolasyon seçeneklerini istiyorlar.
Hata Ayıklama İçin
0-ohm direnç, gereksinimlerinize göre başka değerler yüklemenize olanak tanır. Bazı durumlarda * ile işaretlenir veya DNP (Do Not Populate) yazılır. İlerde hata ayıklamak için kullanılabilir.
PCB tasarımı sırasında, uyumluluğun ciddi olarak dikkate alınmasına ihtiyaç vardır. Bunun nedeni, PCB kartlarını fiziksel olarak yazdırdıktan ve bakır işleme tabi tutmasına izin verdikten sonra fiziksel olarak sabitlemenizdir.
Tasarımınızdaki uyumluluk sorununu dikkate almazsanız, mühendis PCB kartının hata ayıklama aşamasında büyük zorluklarla karşılaşacaktır.
Burada 0 ohm'luk dirençler, PCB kartının hata ayıklaması sırasında önemli bir rol oynar. Bunun nedeni, PCB izlerinin bağlanmasında kullanışlı olmalarıdır.
Örneğin;
Bir mikroçip pininin iki ana işlevi vardır. Bunlar, bir LED'i sürmeyi veya bir buzzer ı (zil) sürmeyi içerebilir. Bununla birlikte; bununla ilgili sorun, her iki işlevin aynı anda çalışmayacağıdır. Bu nedenle, bir devre kartı üzerinde sürüş süresini gerçekleştirmek için, LED ışığı ve zili birbirine bağlayan hatta 0 ohm direnç ekleyebilirsiniz.
Hata ayıklamak için yine aşağıdaki gibi durumlar söz konusu olabilir;
-
Farklı pano konfigürasyonlarında birkaç elektrik yolundan birini seçme. Alternatif konfigürasyonlarınız varsa, bunların öncesinde ve/veya ardından sıfır ohm dirençler (veya kısaca atlama telleri) gelir ve yalnızca yolunuzu seçenleri monte edersiniz.
-
Ayarlanabilir bir zayıflatıcıda veya voltaj bölücüde. Dirençler için birkaç değer seçerek bir bölme oranını veya zayıflamayı manuel olarak ayarlayabilirsiniz. Bazı durumlarda jumperlara ihtiyacınız olacaktır (örneğin, 0 dB zayıflamayı seçmek için 0 ohm şönt jumperınız olacaktır).
-
Başlangıçta amaçladığınız bir şeyi başka bir şekilde yamalamak için. Belki bir hata yaptınız ve orada gerçekten bir dirence ihtiyacınız yoktu. Sadece bir jumper yerleştirin ve sorun çözülür.
-
Test sırasında bir devre bölümünü izole etmek için. Belki de devrenin bir kısmının bağlantısının kesilmesini gerektiren bazı testler veya kalibrasyonlar yapmanız gerekiyor. Testi gerçekleştirmek için bir jumper'ı seri olarak takın ve çıkarın, ardından değiştirin.
Analog GND ve Dijital GND' nin Tek Noktada Topraklanması
Toprak olduğu sürece, eninde sonunda birlikte alınacak ve sonra toprağa girecektir. Bağlı değilse “Boşta kalan GND' dir. Voltaj farkı vardır ve kolayca yük biriktirir ve statik elektriğe neden olur. GND sıfır potansiyele referanslıdır ve tüm voltajlar referans GND' den türetilir.
GND standartları tutarlı olmalıdır, bu nedenle çeşitli GND' ler birbirine kısaltılmalıdır.
Bazı PCB panolar; toprağa(GND) bağlı olmasa da sistem ve/veya cihaz toprağa bağlıdır ve PCB panodaki güç sonunda dolaşıp geri dönerek toprağa girecektir.
Geniş bir alanda Analog Toprak (Analog GND) ile Dijital Toprak (Digital GND) doğrudan bağlı ise, karşılıklı etkileşime neden olacaktır. Nedeni kısa devre ve yanlış tasarım değildir. Gürültüyü minimize etmektir.
Bu sorunu çözmek için, seri malzeme olarak aşağıdaki dört yöntemi kullanabiliriz:
-
Seri manyetik boncuklarla (Ferrite Beads) GND' leri birbirine bağlamak,
-
AC sinyal ise seri bir kapasitör bağlamak,
-
Seri indüktör bağlamak,
-
Seri 0 ohm direnç bağlamak.
İstediğimiz etkiyi elde edebilir miyiz?
Manyetik boncuğun eşdeğer devresi, yalnızca belirli bir frekans noktasında gürültüyü bastırmada önemli bir etkiye sahip olan bir empedanstır. Uygun modeli seçmek için gürültü frekansını önceden tahmin etmek gerekir. Manyetik boncuklar (Ferrite Beads), frekansın belirsiz veya öngörülemez olduğu durumlar için uygun değildir.
Kondansatörler doğrudan bağlanırsa bu da kayan GND voltajına neden olur.
İndüktör büyük bir hacme, birçok başıboş parametreye sahiptir ve kararsızdır.
0 ohm direnç bağlantısı, empedans kontrol edilebilir aralık, empedans yeterince düşük, rezonans frekansı gibi problemler olmayacaktır. Sıfır ohm direnç bağlamayı; en ucuz ve en basit yöntem olarak değerlendirebiliriz.
Test Noktası (Test Point) Olarak Kullanımı
Opsiyonlarınız fazlaysa bu durumda 0 ohm dirençler kullanabilirsiniz.
Sıfır ohm direnç, bazı devrelerde bir tür yer tutucudur. Sıfır ohm direnci, küçük bir veri yolu kablosu parçası veya başka bir deyişle bir jumper ile aynı etkiye sahiptir.
Devrenin kazancını ayarlamak için hassas bir direnç seçilmesiyle sonuçlanan aşırı sıcaklık test edilmesi gereken devrelerde kullanıldığını gördüm.
Ortaya çıkan direnç seçimi, sıcaklık üzerinde gereken sıcaklık ayarlama miktarının ayarlanmasıyla sonuçlanabilir. Özetle, çoğu zaman bir devrenin aşırı sıcaklık kazancını ayarlayan hassas seçilmiş bir dirençle değiştirilebilen bir yer tutucudur.
BUS ve DATA Hatlarında Sinyal İzleme İçin Kullanım
Özellikle BGA paket chip ler kullanıyorsanız; Adres BUS ve DATA bus hatlarına kartı çalıştırma esnasında hatta seri olarak girip Spektrum Analizörüyle ölçüm yapabilmek için 0R seri dirençler eklemek gerekebilir. Bunlar aynı zamanda test point olarak ta kullanılabilir.
Bazen bu uygulamalarda olduğu gibi pcb' nin bir parçası bağlanmadan önce ayrı ayrı test edilebilmesi için devrede bir kesinti olarak kullanılır. Bir indüktörün veya ferit boncuğun yerini alabilir.
Single Ended ve Diferansiyel Sinyallerde Opsiyonel Empedans Uyumlandırma İçin Kullanım
Her zaman isteğe bağlı bir kısa devreye ihtiyacım var ve siz bunun güvenilir olmasını istiyorsunuz ve bu, manuel lehimleme aşaması olmadan montajda isteğe bağlı olabilir. Bir jumper kullanmamla aynı şekilde, ancak düşük maliyetli, manuel işlem yok, daha az yer kaplıyor ve daha düşük yükseklik.
Örnek:
Konektörümde bir UART veya I2C çıkışı için bir seçenek istiyorum - her ikisini de iki 0-ohm'luk dirençle bağlı olarak çıkışa takın ve hangisini dolduracağımı seçerek montaj seçeneğimi otomatik ve güvenilir bir şekilde seçiyorum.
İkinci seçenek, direncin lehimini sökerek ve ardından kalıcı hasar olmadan yeniden lehimleyerek hata ayıklama amacıyla teli kolayca "kesmeme" izin vermektir.
Kullandığım üçüncü yol, bir anten için empedans eşleştirme seçeneği bırakmaya çalışırken (seri indüktör ve paralel kapasitör); 0 ohm direnç, indüktör için yer tutucudur.
Saat (Clock) Sinyalleri ve Resonatör vb Malzemelerin opsiyonel Bağlantıları İçin Kullanım
Opsiyonlarınız fazlaysa bu durumda 0 ohm dirençler kullanabilirsiniz.
Güç Kaynağı Geri Besleme (Feedback), OVP, UVP, Uzak Algılama (Remote Sensing) Devrelerinde Opsiyonel Olarak 0 Ohm Direnç Kullanımı
Devrenin bir bölümü, değeri ayar gerektiren ve henüz sabitlenmemiş bir seri dirence ihtiyaç duyabilir.
Tasarladığınız aynı pcb biraz farklı bir devre için kullanıldığında ihtiyaç duyulabilecek bir direncin yerini alabilir. Yani; Sıfır ohm'luk bir direnç, gerektiğinde daha yüksek bir ohm'luk direncin yerini alabilmesi için bir yer tutucudur. Bazen bir devredeki kazancı ayarlamak için farklı bir direnç değeri gerekebilir. Daha sonra değiştirilebilen sıfır ohm'luk bir direnç tasarlamak, bir potansiyometreden daha ucuzdur ve yer kaplar. Maliyetteki küçük farklar, yüksek hacimli ürünlerde çok hızlı toplanır.
Voltaj Algılama Devrelerinde Opsiyonel Olarak 0 Ohm Direnç Kullanımı
Devrenin bir bölümü, değeri ayar gerektiren ve henüz sabitlenmemiş bir seri dirence ihtiyaç duyabilir.
Sigorta Olarak Kullanım
PCB üzerindeki izlerin yüksek kaynaştırma akımı nedeniyle, daha büyük kazalara yol açabilecek kısa devre ve aşırı akım gibi arızalar meydana gelirse sigortalanması zordur.
0 ohm'luk direncin akım direnci kapasitesi nispeten zayıf olduğu için (aslında, 0 ohm'luk direncin de belirli bir direnci vardır, ancak bu sadece çok küçüktür), 0 ohm'luk direnç aşırı akım olduğunda önce sigortalanır, böylece devrenin bağlantısı kesilir ve daha büyük bir kazanın önüne geçildi.
Bazen sigorta olarak birkaç onda bir veya birkaç ohm dirençli küçük dirençler kullanılır. Ancak bu şekilde kullanılması tavsiye edilmese de bazı üreticiler maliyetten tasarruf etmek için kullanacaklardır.
0 ohm dirençlerin üzerinde harcanan güç değerleri yaklaşık olarak aşağıda verilmiştir. Tabi ki yine; P=I^2 x R formülünden üzerinde harcanacak gücü hesaplamanızı öneririm.
Farklı paket 0Ω dirençlerin akım kapasiteleri aşağıda verilmiştir;
Akım Ölçmek için 0R kullanılıbilir mi?
Sıfır ohm'luk bir direnç, baskılı devre kartında atlama teli olarak kullanılabilir. Miliamper akımlarını ölçmek için bir miliOhm direnci kullanılabilir.
Sıfır Ohm Direnç Seçerken Dikkat Edilmesi Gereken Parametreler
Sıfır ohm ile bağlanan izler, dijital devreler için iyi çalışır. Bununla birlikte, yüksek hızlı devreler, parazitik endüktanslarının yüksek değeri nedeniyle çalışmayacaktır.
İzin verilen maksimum akım, mahfaza tipi, PCB üzerindeki ayak izi, parazitik endüktans ve direncin kapasitansı, sıfır direnç seçerken bakılması gereken farklı parametrelerdir.
SONUÇ
Sıfır-ohm direnç, işlevi ilk başta gereksiz ve hatta belki de işe yaramaz görünen bir bileşenin mükemmel bir örneğidir. Bununla birlikte, bunun farkında olan ve devre ve yerleşim problemlerini çok düşük maliyetle, hiç veya çok az komplikasyonla çözmeye nasıl yardımcı olabileceğini anlayan tasarımcılar için oldukça yararlıdır. Bu nedenlerden dolayı, satıcılar bunları çeşitli konfigürasyonlarda sunar.
Sıfır ohm kolayca değiştirilebilse de, baskılı devre tek katmanlı kartta çok sayıda hayati rol oynar. Ayrıca, uygun maliyetli, güvenilir ve birçok çevrimiçi mağazada mevcuttur.
Jumper'ın aksine, bir PCB tasarım yazılımı değişikliği durumunda kart üzerindeki ohm direnç paketini kolayca çıkarabilirsiniz. Bu tür yetenekler, 0 ohm'luk bir direnci ideal seçenek haline getirir. Rezonans frekansı gibi herhangi bir sorunla asla karşılaşmazsınız.