точная сборка PCB, высокочастотная PCB, высокоскоростная PCB, стандартная PCB, многослойная PCB и PCBA.
Самая надежная фабрика по обслуживанию печатных плат и печатных плат.
Дизайн PCB

Дизайн PCB - метод проектирования PCB для уменьшения гармонических искажений

Дизайн PCB

Дизайн PCB - метод проектирования PCB для уменьшения гармонических искажений

метод проектирования PCB для уменьшения гармонических искажений

2021-10-26
View:411
Author:Downs

The following is an introduction to проектирование PCB methods to reduce harmonic distortion

Harmonic distortion (THD) refers to этот harmful interference of various multiples of the original frequency. увеличить частоту сигнала 1kHZ, the second harmonic of 2kHZ and 3kHZ and many higher harmonics will be generated. теоретически, the smaller the value, чем ниже искажение. Because the amplifier is not ideal enough, блок ввода помимо усиления, the output signal also adds some 2 times, трижды, 4 times... or even higher frequency components (harmonics) of the original signal, resulting in the output waveform Out of shape. это искажение от гармоник называется гармоническое искажение.

На самом деле печатные платы (PCB) изготовлены из электролинейных материалов, т.е. Так почему PCB вводит нелинейность в сигнал? Ответ: схема PCB спроектирована как "пространственная нелинейность" по отношению к потоку тока.

от того, поглощает ли усилитель ток из этого источника или из другого источника, зависит мгновенная полярность сигнала, наложенного на нагрузку. The current flows from the power supply, проходной конденсатор, and enters the load through the amplifier. потом, the current returns from the load ground (or the shield of the PCB output connector) to the ground plane, проходной конденсатор, and returns to the power source that originally provided the current.

плата цепи

представление о минимальном пути прохождения тока через полное сопротивление неверно. The amount of current in all the different impedance paths is proportional to its conductivity. на уровне земли, there is often more than one low-impedance path through which a large proportion of the ground current flows: one path is directly connected to the bypass capacitor; the other is to stimulate the input resistance before reaching the bypass capacitor. источник тока в цепи заземления.

в тех случаях, когда блокирующий конденсатор размещается в разных местах на PCB, ток заземления поступает по разным путям в соответствующие блокирующие конденсаторы, что означает "пространственная нелинейность". Если большая часть тока заземления какой - либо полярности протекает через заземление входной цепи, то только составляющие этого полярного сигнала могут быть нарушены. если другая полярность тока заземления не будет нарушена, напряжение входного сигнала будет изменяться нелинейным способом. Когда меняется полярная составляющая, а другая полярная составляющая не изменяется, возникает искажение, которое отображает вторичную гармоническое искажение выходного сигнала. На рисунке 2 показан эффект искажения в виде преувеличения.

когда в синусоидальной волне вмешивается только одна полярная составляющая, генерируемая форма уже не является синусоидальной волной. 100 © нагрузка, используемая для имитации идеального усилителя, нагрузочная током через 1 © резистор, входной заземляющий напряжение связывается только с полярностью сигнала. искаженная форма волны - это почти вторая гармоника 68dbc. если частота выше, то легко установить такую связь на PCB. Это может нарушить хорошую устойчивость усилителя к искажениям, не прибегая к слишком многим специальным нелинейным эффектам PCB. когда выход одного оперативного усилителя искажается путём заземления тока, можно регулировать ток заземления, Перестраивая контур обходного канала и поддерживая дистанцию от устройства ввода.

многоусилительный чип

проблема с многоусилительными чипами (двумя, тремя или четырьмя усилителями) является более сложной, поскольку она не позволяет блокировочному конденсатору заземляться от всех входных зажимов. это особенно касается четырехканального усилителя. каждая сторона каждого из четырех чипов имеет один входной конец, поэтому нет места для установки обходных схем, чтобы уменьшить помехи входному каналу.

Большинство устройств подключены непосредственно к четырем выводам усилителя. электрический ток заземления одного источника может повлиять на входное напряжение заземления и ток заземления другого канала, что приводит к искажениям. например, блокирующий конденсатор (+ Vs) на канале усилителя 4 может быть размещен непосредственно вблизи входа; (Vs) блокирующий конденсатор может быть установлен на другой стороне упаковки. (+ Vs) электрический ток заземления может нарушить канал 1, а ток заземления (- Vs) может не сработать.

In order to avoid this problem, вход с помехами от тока заземления, Но PCB ток может перемещаться в пространстве линейно. для достижения этого, you can use the following method to layout bypass capacitors на PCB: make the (+Vs) and (–Vs) ground currents flow through the same path. Если фронтальная помеха/negative current to the input signal is equal, без искажений. поэтому, the two bypass capacitors are arranged next to each other so that they share a ground point. Because the two polar components of the ground current come from the same point (the output connector shield or the load ground) and both return to the same point (the common ground connection of the bypass capacitor), прямой и отрицательный ток проходят по одному пути . If the input resistance of a channel is disturbed by the (+Vs) current, the (–Vs) current has the same effect on it. Because no matter what the polarity is, бунт один и тот же, so there will be no distortion, Но усиление канала незначительно изменится.

для подтверждения вышеприведенного вывода используются два различных вида планировки PCB: простая и низкоискаженная. с помощью операционных усилителей FHP3450, использующих триггерные полупроводники, стандартная ширина полосы частот FHP3450 составляет 210MHz, наклон - 1100V / us, входной ток смещения - 100nA, рабочий ток каждого канала - 3,6 мA. чем серьезнее искажение канала, тем лучше будет эффект, так что четыре канала производительность почти равна.

если на PCB нет идеального четырехканального усилителя, то трудно измерить эффект одного канала усилителя. Очевидно, что указанный канал усилителя будет не только мешать его вводу, но и мешать вводу других каналов. ток заземления протекает через все каналы, входя в них, и имеет различные эффекты, но на них влияет каждый выход. это влияние поддается измерению.

When only one channel is driven, Измеренные гармоники на других неработающих каналах. The undriven channel shows a small signal (crosstalk) at the fundamental frequency, but without any significant fundamental signal, Он также производит искажение от тока заземления. Low-distortion layout display: Because the ground current effect is almost eliminated, the second harmonic and total harmonic distortion (THD) characteristics have been greatly improved.

Обзор

Короче говоря, on the PCB, the ground return current flows through different bypass capacitors (for different power supplies) and the power supply itself, его величина прямо пропорциональна электропроводности. The high frequency signal current flows back to the small bypass capacitor. Low-frequency currents (such as audio signal currents) may mainly flow through larger bypass capacitors. Even lower frequency currents may "ignore" the existence of all bypass capacitors and directly flow back to the power leads. определённое приложение определяет, какой путь является наиболее важным. К счастью, by using a common ground point and a ground bypass capacitor on the output side, все пути тока заземления могут быть легко защищены.

The golden rule of высокочастотный PCB design layout is to place the high-frequency bypass capacitor as close as possible to the power supply pin of the package. изменение этого правила для улучшения характеристики искажения не приведет к значительным изменениям. The improvement in distortion characteristics comes at the cost of adding about 0.15 - дюймовый байпасный конденсатор, Но это почти не влияет на способность FHP3450 реагировать на переменные. проектирование PCB компоновка очень важна для полной реализации возможностей высококачественного усилителя, and the issues discussed here are by no means limited to high-frequency amplifiers. Такие низкочастотные сигналы, как звук, имеют более строгие требования к искажениям. эффект тока заземления при низкой частоте меньше, but if the required distortion index is required to be improved accordingly, заземляющий ток может оставаться важным вопросом.