PCB 기술 - 올바른 PCB 보드 레이아웃으로 동적 범위 향상

매우 낮은 고조파 왜곡을 가진 현대 IC 증폭기는 일련의 응용에서 동적 범위를 향상시킬 수 있습니다.그러나 이러한 증폭기의 인쇄회로기판 배치에 특히 주의해야 한다. 왜냐하면 부적절한 인쇄회로기판 배치는 왜곡 성능을 20dB 낮출 수 있기 때문이다.

전형적인 고속 증폭기 구조는 두 세트의 바이패스 콘덴서를 포함한다.콘덴서 세트의 커패시터가 크면 (약 1mF ~ 10mF), 다른 세트의 커패시터가 작으면 몇 개의 수량 레벨 (1nF ~ 100nF).이 콘덴서는 증폭기의 전력 감쇠가 상대적으로 낮은 주파수에서 저임피던스 접지 경로를 제공할 수 있다.고속 증폭기의 정확한 옆길에는 일반적으로 두 그룹 또는 두 그룹 이상의 콘덴서가 필요합니다. 왜냐하면 증폭기의 대역폭 상한선 이전에 콘덴서가 큰 콘덴서 그룹은 일반적으로 스스로 공명되기 때문입니다.고품질의 편식 콘덴서는 통공 콘덴서보다 전기 감각이 훨씬 낮기 때문에 이상적인 디커플링 콘덴서이다.

임피던스 RT는 측정용 테스트 장비의 임피던스와 소스 임피던스를 일치시키기 위해 증폭기의 입력을 종료하는 데 사용됩니다.전송선을 사용하지 않는 응용회로에서는 단접저항기가 필요하지 않다.그림에서 앰프의 출력 제어 부하는 RL이며 RL은 앰프로 제어할 가능한 모든 부하를 나타냅니다.증폭기의 출력 전압이 양이면

앰프는 RL에 전류를 공급해야 합니다.이와 유사하게 출력 전압이 음일 때 증폭기는 반드시 전류를 흡수해야 한다.증폭기가 부하를 통해 전류를 흡수하든 부하에 전류를 공급하든 모두 전류가 전원으로 되돌아오는 경로가 있어야 한다.전류가 반환되면 임피던스가 가장 낮은 채널이 선택됩니다.

고주파의 경우 최소 임피던스 경로는 바이패스 콘덴서를 통과하는 것입니다.증폭기가 고주파 전류를 제공하거나 흡수할 때 전류는 여러 회로를 통과한다.상류 방로 콘덴서의 접지 단자는 연산 증폭기에 전류를 제공하고, 연산 증폭기의 흡수 전류는 하류 방로 콘덴서를 통해 접지한다.바이패스 콘덴서를 흐르는 모든 고주파 전류는 반파 정류를 거친다.유효한 바이패스의 관건은 고주파 전류가 어떻게 흐르는지 이해하는 것이다.

표시된 회로에는 같은 효율의 1k 섬 부하를 구동하기 위한 고속 증폭기가 포함되어 있다.부하는 감쇠기를 형성하고 테스트에는 50섬의 역방향 단련이 필요하다.입력단도 50섬으로 종료되어 사용된 신호원과 일치합니다.왜곡 측정 결과는 보드 레이아웃에 따라 다릅니다.회로 레이아웃의 고주파 전류 회로를 분석하면 이러한 2차 고조파 왜곡의 차이를 규명하는 데 도움이 될 것이다.

이것은 더 나쁜 상황을 의미한다.전원은 PCB 보드의 후면에 위치하며, 이는 바이패스 콘덴서가 인쇄 보드의 한 층에서 다른 층의 구멍으로 연결되어 있어야 한다는 것을 의미합니다.이 구멍들은 고주파 전류 회로의 감각을 증가시켰다.증폭기가 전류를 흡수하면 고체 접지 평면을 통해 C2 및 C4를 반환합니다.그러나 증폭기가 전류를 공급할 때 전류는 C1과 C3로 되돌아가기 전에 두 그룹을 통해 구멍을 감지해야 한다.

고주파 하에서, 이러한 전감은 상당히 큰 저항을 증가시킬 수 있다.고주파 전류가 이러한 임피던스를 통과할 때 오차 전압이 발생한다.고주파 전류는 반파 정류이기 때문에 오차 전압도 반파 정류이다.반파 정류 후의 신호는 대량의 기차 고조파 분량을 가지고 있어 2차 고조파 왜곡을 일으킬 수 있지만 3차 고조파는 변하지 않는다.

대신 향상된 레이아웃입니다.전원 공급 장치는 회로 기판의 전면에 바이패스되므로 바이패스 콘덴서에 구멍을 사용할 필요가 없습니다.또한 부하 접지는 두 개의 디커플링 네트워크에 가깝기 때문에 증폭기가 고주파 전류를 제공하고 흡수하는 통로에 구멍이 필요 없다.이러한 개선된 인쇄회로기판 레이아웃 방법은 2차 고조파 왜곡 지수를 3dBc에서 18dBc로 향상시켰다.이런 개선은 각종 주파수에 적용된다.

차속기 패스스루

우회 방법은 접지 문제를 피하는 데 도움이 된다.한 세트의 바이패스 커패시터 (C1 및 C3) 는 전원 양쪽에 연결되고 다른 세트의 바이패스 커패시터 (C2 및 C4) 는 여전히 전원과 땅 사이에 연결되도록 수정할 수 있습니다.

이런 구조는 바이패스 콘덴서와 인쇄회로기판에 부하된 실제 접지를 편리하게 실현할 수 있다.부하와 바이패스 콘덴서의 완전한 접지는 두 접지 사이의 전감을 최소화하여 고주파 접지 전류로 형성된 오차 전압을 낮출 수 있다.또한 고주파 전류는 부하를 반환하거나 부하에 진입하기 전에 적분을 진행하여 표준 우회의 경우 반파 정류 문제가 발생하지 않으며 기공파 분량도 거의 포함되지 않는다.따라서 전류 채널에서 발생하는 오차 전압은 왜곡을 증가시키지 않습니다.

이 기술을 우회로가 낮은 PCB 레이아웃에 적용하면 왜곡을 크게 개선할 수 있습니다.옆길 콘덴서의 흔적선은 가능한 한 짧아야 하며, 가능한 한 구멍을 사용하지 말아야 한다는 것을 기억하세요.구멍을 사용한 경우 평행 구멍 통과 두 개의 감응은 단일 구멍 통과 감응의 절반에 불과합니다.구멍의 지름이 커지면 구멍의 감전도 감소합니다.피드백 네트워크가 접지를 필요로 하고 폐쇄 루프의 이득이 1보다 클 때, 이 방법은 이미 특별히 유용한 것으로 증명되었다.이런 상황에서 피드백 네트워크는 증폭기 부하의 유효한 부분이다.피드백 네트워크를 통과하는 고주파 전류도 바이패스 콘덴서를 통해 전원으로 돌아옵니다.따라서 피드백 네트워크의 접지 방법을 확정하여 바이패스 콘덴서의 전기 감각 증가를 최소화해야 한다.