Elektronisches Design - Trockengüter｜Alte Ingenieure teilen einige Erfahrungen im analogen Schaltungsdesign

Das Design der analogen Leiterplattenschaltungen ist das lästigste für Ingenieure, Aber es ist auch der tödlichste Teil des Designs. Obwohl die aktuelle Entwicklung von digitalen Schaltungen und großen integrierte Schaltungen ist sehr schnell, das Design von analogen Schaltungen ist immer noch unvermeidlich, und manchmal können digitale Schaltungen nicht ersetzt werden, wie das Design von HF-Hochfrequenzschaltungen. The problems that should be paid attention to in the design of analog circuits are summarized as follows:

In order to obtain a feedback circuit with good stability, Es ist normalerweise erforderlich, einen kleinen Widerstand oder eine Drossel außerhalb der Rückkopplungsschleife zu verwenden, um einen Puffer für die kapazitive Last bereitzustellen.

The integral feedback circuit usually requires a small resistor (about 560 ohms) in series with an integral capacitor greater than 10pF.

Verwenden Sie keine aktiven Schaltkreise, um die HF-Bandbreite der EMV außerhalb der Rückkopplungsschleife zu filtern oder zu steuern, but only use passive components (RC circuits are best). Die integrierte Rückkopplungsmethode ist nur bei Frequenzen wirksam, bei denen der Open-Loop-Gain des Operationsverstärker größer ist als der Closed-Loop-Gain. Bei höheren Frequenzen, Der Integrator-Schaltkreis kann den Frequenzgang nicht steuern.

Um eine stabile lineare Schaltung zu erhalten, all connections must be protected by passive filters or other suppression methods (such as photoelectric isolation).
EMV-Filter verwenden, und alle IC-bezogenen Filter sollten an die lokale 0V Referenzebene angeschlossen werden.

Ein- und Ausgangsfilter sollten am Anschluss des externen Kabels angebracht werden; Filterung ist bei jeder Drahtverbindung innerhalb des ungeschirmten Systems aufgrund des Antenneneffekts erforderlich. Darüber hinaus, Filterung ist auch an den Drahtanschlüssen innerhalb des Abschirmsystems des Wandlers mit digitaler Signalverarbeitung oder Schaltmodus erforderlich.

Die Leistungs- und Massereferenzstifte in analogen ICs erfordern eine hochwertige HF-Entkopplung, wie digitale ICs. Aber analoge ICs erfordern in der Regel eine Niederfrequenzstromentkopplung, because the power supply noise rejection ratio (PSRR) of analog components increases little after being higher than 1KHz. RC- oder LC-Filterung sollte auf den analogen Leistungsspuren jedes OP-Verstärkers verwendet werden, Komparator, und Datenkonverter. Die Eckfrequenz des Leistungsfilters sollte die PSRR-Eckfrequenz und Neigung des Gerätes kompensieren, um den gewünschten PSRR innerhalb des gesamten Betriebsfrequenzbereichs zu erhalten.

Für analoge Hochgeschwindigkeitssignale, Die Übertragungsleitungstechnik ist entsprechend ihrer Verbindungslänge und der höchsten Kommunikationsfrequenz erforderlich. Auch wenn es sich um ein niederfrequentes Signal handelt, Der Einsatz von Übertragungsleitungstechnologie kann seine Anti-Interferenz-Leistung verbessern, aber wenn die Übertragungsleitung nicht richtig aufeinander abgestimmt ist, ein Antenneneffekt tritt auf.

Vermeiden Sie die Verwendung von Eingängen oder Ausgängen mit hoher Impedanz, sie sind sehr empfindlich gegenüber elektrischen Feldern.

Da der größte Teil der Strahlung durch Gleichtaktspannung und Strom erzeugt wird, und weil die meisten elektromagnetischen Umweltstörungen durch Gleichtaktprobleme verursacht werden, the use of balanced transmission and reception (differential mode) technology in analog circuits can be very good EMC effect, und kann Übersprechen reduzieren. The balanced circuit (differential circuit) drive does not use the 0V reference system as the return current loop, so kann eine große Stromschleife vermieden werden, wodurch HF-Strahlung reduziert wird.
The comparator must have hysteresis (positive feedback) to prevent erroneous output conversion due to noise and interference, und um Schwingungen am Bruchpunkt zu verhindern. Do not use a comparator that is faster than the required speed (keep dV/dt im erforderlichen Bereich, as low as possible).
Einige analoge ICs selbst sind besonders empfindlich auf Hochfrequenzfelder, Daher ist es oft notwendig, eine kleine Metallabschirmbox zu verwenden, die auf dem PCB und mit der Erdungsebene des PCB zur Abschirmung solcher analogen Bauteile. Beachten Sie, dass die Wärmeableitungsbedingungen gewährleistet sein müssen.