Технология PCB - техника проектирования схем усилителя и видеофильтра

In the toolbox of any circuit board designer, усилитель на интегральных схемах является одним из основных модулей, and it is one of the most versatile products on the market. У усилителя много функций, such as driving ADCs, Загрузка нескольких видео, использовать как видео или другие фильтры, driving high-speed instrument signals, сорт. Они также могут быть генераторами, but they can become a problem in some practical applications, Потому что усилитель может колебаться только тогда, когда это нужно конструктору. Если планшет неправильно спроектирован, the amplifier will do its own thing and oscillate at will. поэтому, what should designers do to avoid this harmful oscillation? Вспомним то, что мы усвоили в электронном курсе., that is, колебание связано с емкостью, inductance and feedback. поэтому, the key is to carefully design the circuit board to ensure that any extraneous capacitive and inductive feedback paths are reduced or eliminated. В настоящем документе будет представлено Руководство по проектированию 13.

схемные платы, нагрузка (особенно емкостная нагрузка) и / или компоновка проектируются таким образом, чтобы обеспечивать невидимые емкости и индуктивность. Кроме того, ток, входящий в блокировочный конденсатор вокруг платы, может создавать различные пути и вызывать искажения. Поэтому некоторые технологии, которые утверждают, что они могут уменьшить искажения, на самом деле контрпродуктивны и противоречат правилам проектирования, направленным на предотвращение колебаний. (работа дизайнера никогда не была легкой, это правда. Итак, какие вопросы необходимо учитывать при проектировании схемы усилителя или видеофильтра, чтобы сохранить глобальный баланс, уменьшить искажения и колебания?

First look at the oscillator. когда усилитель используется для загрузки емкости с непосредственным приводом, the load will have a phase lag with the amplifier's output impedance, отставание по фазе приводит к выбросу или колебанию импульса. Some amplifiers can directly drive capacitive loads, but some amplifiers need to add a small series resistance (Rs) at the output of the amplifier to improve the stability and settling time performance of the amplifier.

высокочастотный усилитель уязвим к искажениям схемы. даже усилитель низкой частоты, как, например, усилитель звука, имеет очень строгие требования к искажению. искажение (THD) является основным показателем качества звука. Поэтому крайне важно уменьшить искажения, вызываемые раскладкой.

этот main rule of high-frequency PCB layout design is to place the high-frequency bypass capacitor as close as possible to the power supply pin of the package. Однако, experiments have shown that slightly extending the connection traces of high-frequency bypass capacitors can improve flatness and differential gain, уменьшить искажение. Design rules are of course beneficial, опыт опытного дизайнера также очень полезен для обеспечения соответствия правил реальностям.

очень важно, чтобы при проектировании видеофильтров на платы входной конденсатор связи и оконечное сопротивление были близки к входной пятке, чтобы обеспечить целостность сигнала. На рисунке 3 показана конфигурация входных параметров обычного переменного соединения с видеофильтром / диском. В этой конфигурации керамический конденсатор 0.1уф используется для ввода сигнала связи переменного тока. Если входной сигнал не ниже потенциального уровня земли, то ключевая цепь не будет запущена; Но если входной сигнал ниже местного потенциала, цепь зажима установит минимальное напряжение зажима синхронизации чуть ниже местного потенциала. привязка уровней ввода в фиксирующую схему к внутреннему смещению постоянного тока позволит поддерживать выходной сигнал в пределах допустимого диапазона около 250 МВ.

чтобы получить максимальное качество выходного сигнала, соприкосновение с последовательным концом должно быть как можно ближе к выводным выводам элемента. Это существенно сократит влияние паразитных емкостей и паразитных индуктивностей на выход диска.

правило проектирования платы 13:

1) RTM (чтение руководства по продукции). таблица данных усилителя обычно содержит минимальные требования к стабильному повышению. этот показатель очень важен. если рабочее усиление усилителя меньше рекомендуемого минимального стабильного усиления, то может произойти колебание.

2) использовать уровень земли. Это лучший способ обеспечить низкое индуктивное заземление компонентов.

3) Remove the ground plane under and around the amplifier, и удалить сенсорную эстафету вблизи плоскости приземления. Remove the ground plane near the input and output pins of the high-speed amplifier to reduce stray capacitance. так же, очень полезна отсоединение под усилителем и вокруг него.

4) использовать компоненты для упаковки поверхности. У этого элемента очень маленькая индуктивность.

5) Keep the pin length as short as possible. укорочение удлинителя может снизить индуктивность последовательного соединения на входе инверсии усилителя.

6) избегать использования слотов. Избегайте использовать розетки или, в крайнем случае, встроенные установки, чтобы уменьшить индуктивность.

7 используйте Рекомендуемое значение сопротивления обратной связи. Это очень важно, когда используется усилитель с токовой обратной связью.

8) Do not use non-linear components (such as capacitors) in the direct feedback loop of the amplifier.

9) резистор обратной связи используется для осуществления настройки удельного усиления. не используй схему стандартного повторителя напряжения.

10) используйте обходный конденсатор. Добавьте блокирующий конденсатор для каждого источника питания, чтобы снизить сопротивление пути обратного тока на выводе питания, повысить шумоподавление питания и сделать высокочастотный фильтр для подключения к питанию. большинство производителей предлагают использовать коричневые конденсаторы 6.8уф и керамические конденсаторы 0.1уф. для получения оптимальных характеристик конденсатор должен располагаться в соответствии со следующими правилами: расстояние между конденсатором 6,8уф и пяткой источника питания не должно превышать 0,75 дюйма, а расстояние между конденсатором 0,1уф и пяткой источника питания не должно превышать 0,1 дюйма. при увеличении расстояния между ними эффект фильтра конденсатора снижается из - за увеличения индуктивности проводов. Однако это также требует взвешивания с факторами искажения, так как результаты эксперимента показывают, что небольшое удлинение расстояния улучшает характеристики искажений.

11) регулировка боковых конденсаторов для уменьшения искажений. в тех случаях, когда один операционный усилитель искажает контур тока заземления, можно настроить блокирующие элементы для регулирования тока заземления от входного элемента. Это очень просто, нужно просто настроить блокирующий конденсатор, чтобы он заземлялся от входного соединения.

12) для видеофильтра, соединяйте последовательно зажим резистора рядом с выводом. Это позволит свести к минимуму влияние паразитной емкости на выходной диск фильтра и тем самым избежать колебаний на выходе.

13) Place the input coupling capacitor and termination resistor close to the input pins to obtain the best signal integrity.

The компоновка платы has a great influence on the system performance. поэтому, in the layout design stage, Необходимо внимательно следить, чтобы избежать ошибок.