Новости PCB - внимание при проектировании аналоговой Печатная плата

Существует общепризнанное правило, согласно которому во всех печатных плата для аналоговых схем сигнальная линия должна быть как можно короче.Это связано с тем, что чем длиннее сигнальная линия,тем больше индуктивная и емкостная связь в цепи,что нежелательно. Реальность такова, что невозможно сделать все сигнальные линии самыми короткими. Поэтому при прокладке проводов в первую очередь следует обратить внимание на сигнальную линию, наиболее подверженную помехам.

Печатная плата на аналоговой схеме, сигнальная линия может выполнять различные функции, такие как вход сигнала, обратная связь, выход, предоставлять справочный сигнал. Поэтому, применить к разным приложениям, сигнальные линии должны быть оптимизированы различными способами. Однако существует общепринятое правило, что во всех аналоговых Печатная плата сигнальная линия должна быть как можно короче. Это из - за длины сигнальной линии, чем больше индуктивная и емкостная связь в схеме. Это нежелательно.Прибыли. Реальность такова, что невозможно сделать все сигнальные линии самыми короткими. Поэтому при прокладке проводов в первую очередь следует обратить внимание на сигнальную линию, наиболее подверженную помехам.

Особенно внимательно следует отнестись к подключению сигнальных линий в следующих цепях:

1) Высокочастотный усилитель/генератор

2) Многоступенчатые усилители, особенно те, которые обладают более высокой выходной мощностью;

3) Усилитель постоянного тока с высоким коэффициентом усиления;

4) усилитель малой сигнализации;

5) Дифференциальный усилитель.

высокочастотные усилители / генераторы

Если разводка печатной платы высокочастотного усилителя неразумна, это приведет к уменьшению полосы пропускания усилителя. это связано с образованием большого конденсатора между двумя жестко заземленными и сигнальными линиями, Этот конденсатор вместе с выходным сопротивлением образует фильтр низких частот. Этот фильтр низких частот уменьшает полосу пропускания усилителя. одновременно, если линия входного сигнала и линия выходного сигнала расположены близко друг к другу, сигнал обратной связи будет вызывать колебания. Чтобы избежать этих проблем, необходимо оставлять достаточное пространство между вышеупомянутыми проводами (Lindsey, 1985).

Конструкторы электронных схем обычно имеют общий опыт, что если спроектировать усилитель высокой частоты, то он будет фактически колебаться. Аналогичная проблема возникает и в компоновке генератора, так как генератор не будет колебаться под расчётной частотой. Эта проблема вызвана конденсаторной связью между линиями сигнала. Поэтому при размещении печатных плат важно уменьшить емкость связи между линиями сигнала.

Многоступенчатый усилитель с высокой выходной мощностью

Если линия питания и линия заземления слишком длинные, многокаскадный усилитель будет подвержен низкочастотным колебаниям. Поскольку сами провода имеют удельное сопротивление, через них будет протекать большой ток, возникающий при высокой выходной мощности. Добавление достаточно большого конденсатора между источником питания и землей для формирования развязывающей цепи источника питания может решить эту проблему. Или же для разных каскадов усилителя предусмотрены отдельные провода питания и земли, так что общих линий питания и земли не будет.

усилитель постоянного тока с высоким коэффициентом усиления

Усилитель постоянного тока с высоким коэффициентом усиления обычно используется для усиления низких сигналов. Когда такие устройства, как транзистор или усилитель постоянного тока, привариваются к печатной плате, на стыке медной трубки и вывода устройства образуется термопара, создающая переменное напряжение и мешающая работе усилителя. Для того чтобы минимизировать скорость изменения температуры вокруг входного каскада усилителя постоянного тока и поддерживать ее постоянной, рекомендуется установить изолятор вокруг входного каскада, чтобы избежать влияния окружающего потока.

малосигнальный усилитель

усилители сигналов обрабатывают небольшие сигналы, включая следующие два типа.

1) усилитель с высоким сопротивлением (низким током)

в этом типе усилителей существует конденсаторная связь между двумя соседними сигнальными линиями, что серьезно влияет на производительность цепи и даже приводит к тому, что сигнал низкого уровня накрыт. в цепи с высоким сопротивлением конденсатор между двумя проводами соединяется. чтобы уменьшить связь, рекомендуется поддерживать достаточное расстояние между линиями высокоомных сигналов и другими сигналами помех. обычно расстояние не менее чем в 40 раз превышает ширину линии сигнала.

В любом случае, емкость заземления сигнального провода низкого уровня должна быть выше, чтобы снизить напряжение связи. Иными словами, сигнальный провод низкого уровня должен находиться близко к проводу заземления. Если вы не можете гарантировать достаточную ширину сигнальной линии между низкоуровневыми, можно проложить между ними провод заземления, чтобы уменьшить связь.

Когда в усилителе в качестве источника питания используется фотоэлемент или химический элемент, импеданс источника питания может достигать миллионов или даже сотен миллионов Ом. Если печатная плата недостаточно очищена после травления, электролит, оставшийся на поверхности печатной платы, будет создавать большое сопротивление между соседними проводами, Даже если печатная плата полностью очищена, сопротивление утечки все равно не превышает 10 12 0. И эти сопротивления не могут быть одинаково распределены, поэтому сопротивление между двумя соседними проводами может быть выше, чем сопротивление между двумя линиями, расположенными в более удаленной точке. Поэтому вход низкоуровневого преобразователя I1 V (ток/напряжение) должен быть защищен защитной петлей с обеих сторон печатной платы, причем защитная петля должна быть соединена с общей точкой контакта. В этом случае точное значение сопротивления утечки не так важно, поскольку приложенное к нему разностное напряжение уже очень мало.

Нельзя использовать печатную плату с высокоомным усилителем. удельное объемное сопротивление материалов печатной платы ниже удельного поверхностного сопротивления, и установить защитное кольцо на подложку сложно. лучше всего подключать зажим высокоомного усилителя к тефлоновому изолятору, а не к проводам печатной платы.

2) Усилитель с низким сопротивлением (низким напряжением)

В низкоомной цепи возможно возникновение наведенных напряжений из-за индуктивной связи или наличия магнитных полей в цепи. Эти помехи можно в определенной степени уменьшить следующими методами:

1) Соблюдайте достаточное расстояние между сигнальной линией высокого уровня переменного тока и сигнальной линией низкого уровня;

2) прокладка заземления вблизи сигнальной линии;

3) Избегайте образования контуров заземления, чтобы внешние магнитные поля не влияли на низкоуровневые сигналы.

Дифференциальный усилитель

Дифференциальный усилитель усиливает только разницу между двумя сигналами и не усиливает сигнал общего напряжения. Если конструкция дифференциального усилителя и печатной платы не продумана, то при низком уровне сигнала общее напряжение создает небольшой разностный сигнал помехи. Входной импеданс дифференциального усилителя высок, любой дисбаланс входных параметров создает большие помехи в схеме. Поэтому при проектировании печатных плат необходимо обеспечить полную симметрию усилителя в физической структуре.

На входе дифференциального усилителя имеется определенное сопротивление утечки, что может привести к несимметричному смещению напряжения. Эту проблему можно решить, добавив во входную цепь защитное устройство. сигнальной линии, окружающей защитное устройство. Если оно может поддерживать то же напряжение, что и низкоуровневые концы двух входных сигнальных линий, это увеличит эффективное сопротивление. Это устройство может гарантировать, что на клемме источника сигнала и на экране будет тот же уровень, что и на низкоуровневом конце источника сигнала. линия экрана должна образовывать круговую петлю, замыкая сигнальную линию от входного конца до точки входного соединения усилителя, которая должна быть подключена к защитному устройству. Это эффективный метод обработки низкоуровневых дифференциальных сигналов. Кроме того, для подложки печатной платы низкоуровневого дифференциала лучше использовать эпоксидное стекло, которое помогает уменьшить ток утечки.

представляет собой описание профилактических мер по проектированию печатных плат для аналоговых схем. Ipcb также предоставлен производителям печатных плат и технологии их изготовления