Teknik PCB - Kemampilan dan kemampuan merancang papan sirkuit penapis video

Dalam kotak alat mana-mana perancang papan sirkuit, penyampai sirkuit terintegrasi adalah salah satu modul komponen paling asas, dan ia adalah salah satu produk paling luas di pasar. Penampilkan mempunyai fungsi berbilang, seperti memandu ADC, memandu muatan video berbilang, bertindak sebagai video atau jenis penapis lain, memandu isyarat instrumen kelajuan tinggi, dll. Ia juga boleh digunakan sebagai oscillator, tetapi ia boleh menjadi masalah dalam beberapa aplikasi praktik, kerana penyampilkan seharusnya hanya oscillasi bila perancang memerlukannya. Jika papan sirkuit tidak direka dengan betul, Penampilkan akan melakukan perkara sendiri dan bergerak sesuka hati. Jadi, apa yang dilakukan oleh desainer untuk menghindari oscilasi yang berbahaya ini? Ingatlah apa yang kita belajar dalam kursus elektronik sebelum ini, iaitu, oscilasi berkaitan dengan kapasitasi, induktansi dan balas balik. Oleh itu, kunci adalah untuk merancang dengan hati-hati papan sirkuit untuk memastikan mana-mana laluan kapasitif dan induktif luar biasa dikurangi atau dibuang. Artikel ini akan melaporkan 13 panduan rancangan.

Papan litar, muatan (terutama muatan kapasitatif), dan/atau rancangan bentangan semua membawa kapasitasi dan induktan yang tidak terlihat. Selain itu, semasa mengalir ke dalam kondensator bypass disekitar papan sirkuit boleh mencipta laluan yang berbeza, yang menyebabkan gangguan. Oleh itu, beberapa teknologi yang mengklaim untuk mengurangi kerosakan sebenarnya kontraproduktif dan berlari melawan peraturan desain untuk menghindari oscilasi. (Pekerjaan seorang desainer tidak pernah mudah, dan ia adalah benar.) Jadi, apabila merancang bentangan penyembah atau penapis video, untuk menyimpan keseimbangan global dan mengurangkan kerosakan dan oscilasi, apa perkara yang perlu dipertimbangkan?

Lihat oscillator pertama. Apabila amplifier digunakan untuk memandu secara langsung muatan kondensatif, muatan akan mempunyai lambat fasa dengan impedance output amplifier, dan lambat fasa akan menyebabkan punca denyutan atau oscilasi. Beberapa penyampai boleh memandu muatan kapasitif secara langsung, tetapi beberapa penyampai perlu menambah resistensi siri kecil (Rs) pada output penyampai untuk meningkatkan kestabilan dan menetapkan prestasi masa penyampai.

Penampilkan frekuensi tinggi mudah dipengaruhi oleh kerosakan disebabkan oleh bentangan sirkuit. Walaupun penyembah frekuensi rendah, seperti penyembah audio, mempunyai keperluan penyelesaian yang sangat ketat. Penggangguan (THD) adalah penunjuk utama kualiti audio. Oleh itu, mengurangi kerosakan yang disebabkan oleh bentangan adalah kritikal.

Peraturan utama bagi rancangan PCB frekuensi tinggi adalah untuk meletakkan kondensator bypass frekuensi tinggi sebanyak yang mungkin kepada pin bekalan kuasa pakej. Namun, eksperimen telah menunjukkan bahawa sedikit memperluas jejak sambungan kapasitor bypass frekuensi tinggi boleh meningkatkan keseluruhan dan keuntungan perbezaan, dengan itu mengurangkan penyelesaian. Peraturan desain tentu-tentu berguna, dan pengalaman eksperimen desainer juga sangat berguna untuk memastikan peraturan adalah konsisten dengan kenyataan.

Apabila merancang pemacu penapis video pada papan sirkuit, sangat penting bahawa kondensator sambungan input dan resistor penghentian patut ditempatkan dekat dengan pin input untuk mendapatkan integriti isyarat terbaik. Figur 3 menunjukkan konfigurasi input sambungan AC biasa bagi penapis/pemacu video. Dalam konfigurasi ini, 0.1uF kondensator keramik digunakan untuk AC-pasang isyarat input. Jika isyarat input tidak lebih rendah dari potensi tanah, sirkuit lampau tidak akan dimulakan; tetapi jika isyarat input lebih rendah daripada potensi tanah, sirkuit pegangan akan menetapkan tenaga terrendah terminal penyegerakan hanya lebih rendah daripada potensi tanah. Aras input yang ditetapkan oleh sirkuit kalung, bergabung dengan ofset DC dalaman, akan menyimpan isyarat output dalam julat yang diterima, kira-kira 250mV.

Untuk mendapatkan kualiti isyarat output tertinggi, penentang penghentian siri mesti ditempatkan sebanyak mungkin kepada pin output komponen. Ini akan mengurangkan pengaruh kapasitas parasit dan induksi parasit pada output pemandu.

Peraturan desain papan sirkuit 13:

1) RTM (baca manual produk dengan hati-hati). Helaian data amplifier biasanya meletakkan ke hadapan keperluan keuntungan stabil minimum. Indeks ini sangat penting. Jika pendapatan operasi amplifikator kurang daripada pendapatan stabil minimum yang direkomendasikan, oscilasi boleh berlaku.

2) Guna pesawat tanah. Ini adalah cara terbaik untuk menyediakan sambungan tanah induktif rendah untuk komponen.

3) Buang pesawat tanah di bawah dan sekeliling penyembah, dan buang pesawat tanah dekat pin pengawasan. Buang pesawat tanah berhampiran pins input dan output amplifier kelajuan tinggi untuk mengurangi kapasitasi hilang. Sama seperti, ia membantu untuk membuang pesawat tanah di bawah dan sekeliling penyembah.

4) Guna komponen lekap permukaan. Induktan pin jenis komponen ini sangat kecil.

5) Simpan panjang pin sebaik mungkin. Pendekatan panjang pin boleh mengurangkan induktan siri pada input terbalik penyampai.

6) Lupakan menggunakan slot. Lupakan menggunakan soket, atau menggunakan lemparan-flush paling untuk mengurangi induksi.

7 Guna nilai balas balik yang direkomendasikan. Ini sangat penting bila menggunakan penyembah balas semasa.

8) Jangan guna komponen bukan linear (seperti kondensator) dalam gelung balas langsung penyampai.

9) Penolak balas digunakan untuk mencapai konfigurasi keuntungan unity. Jangan guna sirkuit pengikut-tensi piawai.

10) Guna kondensator bypass. Menambah kondensator bypass ke setiap bekalan kuasa boleh membantu mengurangi halangan laluan semasa kembali pada pin bekalan kuasa, meningkatkan kemampuan penghalang bunyi bekalan kuasa, dan melakukan penapisan frekuensi tinggi pada kawat bekalan kuasa. Kebanyakan pembuat cadangan menggunakan kondensator Tan 6.8uF dan kondensator keramik 0.1uF. Untuk prestasi terbaik, kondensator patut ditempatkan sesuai dengan peraturan berikut: kondensator 6.8uF tidak patut melebihi 0.75 inci dari pin bekalan kuasa, dan kondensator 0.1uF tidak patut melebihi 0.1 inci dari pin bekalan kuasa. Apabila jarak antara kedua-dua meningkat, kesan penapisan kondensator berkurang kerana meningkat induksi kawat. Bagaimanapun, ini juga perlu dibebani melawan pertimbangan penyelesaian, kerana hasil percubaan menunjukkan bahawa jarak ini akan meningkatkan prestasi penyelesaian sedikit lebih lama.

11) Laras kondensator bypass untuk mengurangi penyelesaian. Apabila penyampai operasi tunggal menghasilkan kerosakan disebabkan laluan semasa tanah, unsur bypass boleh disesuaikan untuk menyesuaikan semasa tanah untuk menjauhkannya dari unsur input. Ini sangat mudah, hanya menyesuaikan kondensator bypass untuk menjaga sambungan tanahnya jauh dari input.

12) Untuk penapis video, letakkan penangkap penghentian siri dekat dengan pin output. Melakukannya boleh minimumkan kesan kapasitasi parasitik pada pemacu output penapis, dengan itu mengelakkan oscilasi pada output.

13) Letakkan kondensator sambungan input dan resistor penghentian dekat dengan pin input untuk mendapatkan integriti isyarat terbaik.

Bentangan papan sirkuit mempunyai pengaruh besar pada prestasi sistem. Oleh itu, dalam tahap rancangan bentangan, ia patut diawasi dengan hati-hati untuk mengelakkan ralat.