Notizie PCB - Come ridurre la distorsione armonica nella progettazione PCB

Infatti, il circuito stampato (PCB) è realizzato con materiali elettrici lineari, cioè la sua impedenza dovrebbe essere costante. Quindi, perché PCB introduce la non linearità nel segnale? La risposta è: rispetto al luogo in cui scorre la corrente, il layout PCB è "spazialmente non lineare.

Se l'amplificatore preleva corrente da questo alimentatore o da un altro alimentatore dipende dalla polarità istantanea del segnale applicato al carico. La corrente scorre dall'alimentazione elettrica, passa attraverso il condensatore bypass e entra nel carico attraverso l'amplificatore. Quindi, la corrente ritorna dal terreno di carico (o dallo scudo del connettore di uscita PCB) al piano di terra, passa attraverso il condensatore di bypass e ritorna alla fonte di alimentazione che originariamente forniva la corrente.

Il concetto di corrente che scorre attraverso il percorso di minore impedenza è errato. La quantità di corrente in tutti i diversi percorsi di impedenza è proporzionale alla sua conducibilità. In un piano di terra, c'è spesso più di un percorso a bassa impedenza attraverso il quale scorre una grande parte della corrente di terra: un percorso è direttamente collegato al condensatore di bypass; l'altro è quello di stimolare la resistenza in ingresso prima di raggiungere il condensatore bypass. La figura 1 illustra questi due percorsi. La corrente di ritorno a terra è la vera causa del problema.

Quando i condensatori di bypass sono posizionati in posizioni diverse sulla scheda PCB, la corrente di massa scorre ai rispettivi condensatori di bypass attraverso percorsi diversi, cioè, il significato di "non linearità spaziale. Se una gran parte del componente di una certa polarità della corrente di terra scorre attraverso la terra del circuito di ingresso disturba solo la tensione componente di questa polarità del segnale. Se l'altra polarità della corrente di terra non disturba, la tensione del segnale di ingresso cambia in modo non lineare. Quando un componente di polarità Quando c'è un cambiamento e l'altro pol L'arità non è cambiata, si verificherà una distorsione e apparirà come la seconda distorsione armonica del segnale di uscita. La figura 2 mostra questo effetto di distorsione in forma esagerata.

Quando un solo componente di polarità dell'onda sinusoidale viene disturbato, la forma d'onda risultante non è più un'onda sinusoidale. Utilizzare un carico 100Ω per simulare un amplificatore ideale, far passare la corrente di carico attraverso una resistenza 1Ω e accoppiare la tensione di massa in ingresso su una sola polarità del segnale, quindi si ottiene il risultato mostrato nella Figura 3. La trasformazione Fourier mostra che la forma d'onda distorta è quasi tutta la seconda armonica a -68dBc. Quando la frequenza è alta, è facile generare questo grado di accoppiamento sul PCB. Può distruggere le eccellenti caratteristiche anti-distorsione dell'amplificatore senza ricorrere a troppi effetti speciali non lineari del PCB. Quando l'uscita di un singolo amplificatore operativo è distorta a causa del percorso della corrente di massa, il flusso della corrente di massa può essere regolato riorganizzando il ciclo di bypass e mantenendo la distanza dal dispositivo di ingresso, come mostrato nella figura 4.

Quanto sopra è un'introduzione a come ridurre la distorsione armonica nella progettazione PCB. Ipcb è fornito anche ai produttori di PCB e alla tecnologia di produzione PCB.

Chip multi-amplificatore

Il problema dei chip multi-amplificatore (due, tre o quattro amplificatori) è più complicato perché non riesce a mantenere le connessioni a terra dei condensatori bypass lontane da tutti i terminali di ingresso. Questo è particolarmente vero per gli amplificatori quad. Ogni lato del chip a quattro amplificatori ha un terminale di ingresso, quindi non c'è spazio per un circuito di bypass che può ridurre il disturbo al canale di ingresso.

La figura 5 mostra un metodo semplice del layout a quattro amplificatori. La maggior parte dei dispositivi sono collegati direttamente ai quattro pin dell'amplificatore. La corrente di terra di un alimentatore può disturbare la tensione di terra di ingresso e la corrente di terra dell'altro alimentatore del canale, causando distorsioni. Ad esempio, il condensatore bypass (Vs) sul canale 1 dell'amplificatore quad può essere posizionato direttamente vicino al suo ingresso; e il condensatore bypass (-Vs) può essere posizionato sull'altro lato della confezione. (Vs) corrente di terra può disturbare il canale 1, mentre (-Vs) corrente di terra potrebbe no.