Tecnología de PCB - Técnicas de diseño de placas de circuito para amplificadores y filtros de vídeo

En la Caja de herramientas de cualquier diseñador de placas de circuito, el amplificador de circuito integrado es uno de los módulos de componentes más básicos y uno de los productos más versátiles del mercado. Los amplificadores tienen múltiples funciones como conducir adc, conducir múltiples cargas de vídeo, actuar como filtros de vídeo u otros tipos, conducir señales de instrumentos de alta velocidad, etc. también pueden usarse como osciladores, pero pueden ser un problema en algunas aplicaciones prácticas, ya que los amplificadores solo deben oscilar cuando el diseñador lo necesite. si la placa de circuito no está diseñada correctamente, El amplificador hará lo suyo y oscilará a voluntad. ¿Entonces, ¿ qué deben hacer los diseñadores para evitar esta Oscilación dañina? Recuerde lo que aprendimos antes en el curso de electrónica, es decir, las oscilaciones están relacionadas con condensadores, inductores y retroalimentación. Por lo tanto, la clave es diseñar cuidadosamente la placa de circuito para garantizar que se reduzca o elimine cualquier ruta de retroalimentación redundante de condensadores e inductores. Este artículo presentará 13 guías de diseño.

Las placas de circuito, las cargas (especialmente las cargas capacitivas) y / o el diseño de diseño traerán condensadores e inductores invisibles. Además, la corriente que fluye hacia los condensadores de derivación alrededor de la placa de circuito puede generar diferentes rutas, lo que resulta en distorsiones. Por lo tanto, algunas tecnologías que afirman reducir la distorsión son en realidad contraproducentes y van en contra de las reglas de diseño para evitar oscilaciones. ¿(el trabajo del diseñador nunca ha sido fácil, es cierto.) por lo tanto, ¿ qué cuestiones hay que tener en cuenta al diseñar el diseño de un amplificador o filtro de vídeo para mantener el equilibrio global y reducir la distorsión y la oscilación?

Primero mira el oscilador. Cuando el amplificador se utiliza para conducir directamente una carga capacitiva, la carga tendrá un retraso de fase con la resistencia de salida del amplificador, y el retraso de fase causará picos de pulso o oscilaciones. Algunos amplificadores pueden conducir cargas capacitivas directamente, pero algunos necesitan agregar una pequeña resistencia en serie (rs) a la salida del amplificador para mejorar la estabilidad y el rendimiento de tiempo estable del amplificador.

Los amplificadores de alta frecuencia son vulnerables a la distorsión causada por el diseño del circuito. Incluso los amplificadores de baja frecuencia, como los de audio, tienen requisitos de distorsión muy estrictos. La distorsión (thd) es el principal indicador de la calidad del audio. Por lo tanto, es fundamental reducir la distorsión causada por el diseño.

La regla principal del diseño de diseño de PCB de alta frecuencia es colocar el condensadores de derivación de alta frecuencia lo más cerca posible del pin de alimentación encapsulado. Sin embargo, los experimentos han demostrado que una ligera extensión de los rastros de conexión de los condensadores de derivación de alta frecuencia puede mejorar la planitud y la ganancia diferencial, reduciendo así la distorsión. Las reglas de diseño son, por supuesto, útiles, y la experiencia experimental del diseñador también es muy útil para garantizar que las reglas sean consistentes con la realidad.

Al diseñar el conductor del filtro de vídeo en la placa de circuito, es muy importante que el capacitor de acoplamiento de entrada y la resistencia de terminación estén cerca del pin de entrada para obtener la mejor integridad de la señal. La figura 3 muestra una configuración típica de entrada de acoplamiento AC del filtro / conductor de vídeo. En esta configuración, el Condensadores cerámicos 0.1uf se utilizan para señales de entrada acopladas a ca. Si la señal de entrada no es inferior al potencial del suelo, el circuito de compresión no se activará; Sin embargo, si la señal de entrada está por debajo del potencial de tierra, el circuito de compresión establece el voltaje más bajo del terminal sincronizado a justo por debajo del potencial de tierra. El nivel de entrada establecido por el circuito de compresión, junto con el desplazamiento interno de corriente continua, mantendrá la señal de salida en un rango aceptable, alrededor de 250 mv.

Para obtener la máxima calidad de la señal de salida, la resistencia de terminación en serie debe estar lo más cerca posible del pin de salida del componente. Esto reducirá en gran medida el impacto de los condensadores parasitarios y los inductores parasitarios en la salida del conductor.

13 reglas de diseño de placas de circuito:

1) RTM (lea cuidadosamente el Manual del producto). Las tablas de datos de los amplificadores suelen presentar sus requisitos mínimos de ganancia estable. Este índice es muy importante. Si la ganancia de funcionamiento del amplificador es menor que la ganancia mínima estable recomendada, puede ocurrir una oscilación.

2) plano del suelo de uso. Esta es la mejor manera de proporcionar conexiones de tierra de baja inducción a los componentes.

3) retire el plano de tierra debajo y alrededor del amplificador y retire el suelo cerca del pin de inducción. Retire el plano de tierra cerca de los pines de entrada y salida del amplificador de alta velocidad para reducir los condensadores dispersos. Del mismo modo, también es útil eliminar los planos de tierra debajo y alrededor del amplificador.

4) utilizar componentes de montaje de superficie. La inducción del pin de este tipo de componentes es muy pequeña.

5) mantener la longitud del perno lo más corta posible. Acortar la longitud del pin puede reducir la inducción en serie en la entrada de fase inversa del amplificador.

6) evite el uso de ranuras. Evite usar enchufes o, como máximo, una instalación integrada para reducir la inducción.

7 utilice el valor de resistencia de retroalimentación recomendado. Esto es muy importante cuando se utiliza un amplificador de retroalimentación de corriente.

8) no utilice componentes no lineales (como condensadores) en el circuito de retroalimentación directa del amplificador.

9) la resistencia de retroalimentación se utiliza para lograr la configuración de ganancia unitaria. No use circuitos de seguimiento de voltaje estándar.

10) uso de condensadores de derivación. La adición de un condensadores de derivación a cada fuente de alimentación puede ayudar a reducir la resistencia de la ruta de retorno en el pin de la fuente de alimentación, mejorar la capacidad de supresión del ruido de la fuente de alimentación y filtrar el cableado de la fuente de alimentación con alta frecuencia. La mayoría de los fabricantes recomiendan el uso de condensadores tan de 6,8uf y condensadores cerámicos de 0,1uf. Para obtener el mejor rendimiento, la colocación del capacitor debe cumplir con las siguientes reglas: el capacitor 6.8uf no debe estar a más de 0,75 pulgadas del pin de alimentación, y el capacitor 0.1uf no debe estar a más de 0,1 pulgadas del pin de alimentación. Cuando la distancia entre los dos aumenta, el efecto de filtrado del capacitor disminuye debido al aumento de la inducción del cableado. Sin embargo, esto también debe sopesarse con los factores de distorsión, ya que los resultados experimentales muestran que una distancia un poco más larga mejorará el rendimiento de distorsión.

11) ajuste el condensadores de derivación para reducir la distorsión. Cuando un solo amplificador operativo genera una distorsión debido a la ruta de la corriente de tierra, el elemento de derivación se puede ajustar para ajustar la corriente de tierra lejos del elemento de entrada. Esto es simple, basta con ajustar el condensadores de derivación para que se conecten a tierra lejos de la entrada.

12) para los filtros de vídeo, la resistencia de terminación en serie se acercará al pin de salida. De esta manera, se puede minimizar el impacto de los condensadores parasitarios en el conductor de salida del filtro, evitando así oscilaciones en la salida.

13) coloque el condensadores de acoplamiento de entrada y la resistencia de terminación cerca del pin de entrada para obtener la mejor integridad de la señal.

El diseño de la placa de circuito tiene un gran impacto en el rendimiento del sistema. Por lo tanto, en la etapa de diseño de diseño, se debe monitorear cuidadosamente para evitar errores.