PCB Haberleri - Yüksek frekans PCB tasarımında harmonik bozukluğunu azaltmak altın kuralı

Aslında, basılı devre tahtası (PCB) elektrik lineer maddelerden oluşturulmuş, yani impedansı sürekli olmalı. Peki, neden PCB sinyale çizgi olmadığını gösteriyor? Cevap şu anda, PCB hazırlığı şu anda akışlarının nerede olduğuna göre "uzay çizgi olmayan" olduğu gerçekten.

Enplifikatör bu elektrik temsilinden veya başka bir elektrik temsili yüklemeye uygulanan sinyalin hemen polaritesine bağlı olup olmadığına bağlı. Akıcı enerji temsilinden akışır, bypass kapasitesinden geçer ve yükü amplifikatörden girer. Sonra, ağırlık yük alanından (ya da PCB çıkış bağlantısının kalkanından) yeryüzü uçağına dönüyor, bypass kapasitesinden geçiyor ve başlangıç olarak ağırlığı sağlayan güç kaynağına dönüyor.

En azından impedans yolundan akışan şu anki konsepti yanlış. Tüm farklı impedans yollarındaki akışın miktarı hareketine uygun. Yer uça ğında sık sık sık bir düşük impedans yolundan fazla yer akışının büyük bir bölümü vardır: bir yol direkten bypass kapasitörüne bağlanır; Diğeri, bypass kapasitesine ulaşmadan önce giriş direniyetini etkilemek. Şekil 1, bu iki yolu gösteriyor. Yer dönüşü sorunun gerçek sebebi.

Baypass kapasiteleri PCB tahtasında farklı konumlara yeryüzü akışı farklı yollardan geçirir, yani "uzay çizgilik" anlamına gelir. Eğer yeryüzünün belli polyarlığının bir parçasının büyük bir parçası giriş devrelerinin yeryüzünden akışır, sadece sinyalin bu polyarlığının komponenti voltajı rahatsız edilecek. Yer akışının diğer polarisi rahatsız edilmezse, giriş sinyal voltasyonu çizgi bir şekilde değiştirir. Bir polyarlık komponenti değiştirildiğinde, diğer polyarlık değiştirilmediğinde, bozulma gerçekleşecek ve çıkış sinyalinin ikinci harmonik bozulması olarak görünecek. Şekil 2, bu bozulma etkisini aşırı yükselmiş bir şekilde gösteriyor.

Sinus dalgasının sadece bir polaritet komponenti rahatsız edildiğinde sonucu dalga formu artık sinus dalgası değil. 100 Ω yükü ideal bir amplifikatörü simüle etmek için kullanılır ve yük akışı 1 Ω direktörü üzerinden geçirilir ve giriş alanın voltajı sadece bir polariteye bağlanır ve 3. Şekilde gösterilen sonuç elde edilir. Fourier transform gösteriyor ki bozulmuş dalga formunun neredeyse 68dBc'deki ikinci harmonik olduğunu gösteriyor. Frekans yüksek olduğunda bu bağlantı derecesini PCB'de oluşturmak kolay. Bu, PCB'nin çok özel çizgi olmayan etkilerine katılmadan amplifikatörün mükemmel karşı bozulma özelliklerini yok edebilir. Tek bir ameliyat amplifikatörünün çıkışı a ğımdaki yol yüzünden bozulduğunda, toprak akışı, bypass dönüsünü yeniden düzenleyerek ayarlanabilir ve giriş cihazından uzağı tutarak, 4. çizimde gösterilen gibi.

Çok amplifier çipThe problem of multi-amplifier chips (two, three or four amplifiers) is more complicated because it cannot keep the ground connections of the bypass capacitors away from all input. Bu özellikle dört amplifikatörler için doğru. Dört amplifikatör çipinin her tarafında bir girdi terminal var, bu yüzden girdi kanalına rahatsızlığı azaltabilen bir bypass devre için yer yok.

Şekil 5, dört amplifikatör diziminin basit bir yöntemi gösterir. Çoğu aygıtlar dört amplifikatör pinlerle doğrudan bağlanıyor. Bir elektrik teslimatının yeryüzündeki akışı, diğer kanal elektrik teslimatının giriş yeryüzündeki voltajı ve yeryüzündeki akışını rahatsız edebilir, bu yüzden bozulma sebebi olabilir. Örneğin, kvad amplifikatörünün 1. kanalındaki (+Vs) geçiş kapasitesini doğrudan girişinin yakınlarına yerleştirebilir; ve paketin diğer tarafında (-V) geçiş kapasitörü yerleştirilebilir. (+Vs) toprak akışı 1 kanalı rahatsız edebilir, (-Vs) toprak akışı olamaz.

Bu problemden kaçırmak için, yeryüzündeki akışın girişini rahatsız etmesine izin verin, ama PCB akışının uzay bir çizgi şekilde akışmasına izin verin. Bunu başarmak için, PCB'deki bypass kapasitörlerini düzenlemek için bu yöntemi kullanabilirsiniz: aynı yoldan (+V) ve (â€147;V) toprak akışlarını kullanın. Eğer girdi sinyaline pozitif/negatif akışın rahatsız edilmesi eşittir, bozukluğu olmayacak. Bu yüzden, iki baypass kapasitörü birbirlerinin yanında ayarlandı, böylece toprak noktasını paylaşırlar. Çünkü yeryüzünün iki polar komponenti aynı noktadan (çıkış konektör kalkanından veya yükleyici yerden) gelir ve ikisi de aynı noktaya (bypass kapasitörünün ortak yeryüzü bağlantısı), pozitif ve negatif akışlar aynı yoldan akışır . Eğer kanal giriş dirençliği (+Vs) a ğırlığı tarafından rahatsız edilirse, (+Vs) ağırlığı üzerinde aynı etkisi vardır. Çünkü polaritenin ne olduğuna rağmen, rahatsızlıklar aynı, yani rahatsızlık olmayacak, fakat kanal kazanmasında küçük değişiklikler, 6. Şekilde gösterilen gibi oluşacak.

Yukarıdaki a şağılığı doğrulamak için, iki farklı PCB düzeni kullanılır: basit bir düzeni (Figure 5) ve düşük bozulma düzeni (Figure 6). Fairchild'in FHP3450 kvad operasyon amplifikatörü tarafından üretilen bozulma 1. tablosunda gösterilir. FHP3450'nin tipik bandgenişliği 210MHz, eğimin 1100V/us, giriş tarafı 100nA ve her kanalın çalışma akışı 3.6mA. 1. tablosundan görülebilir ki kanalın bozulması daha şiddetli, geliştirme etkisi daha iyi, bu yüzden 4 kanallar neredeyse çalışma etkisinde eşit.

PCB üzerinde ideal bir dört amplifikatörü olmadan, tek amplifikatör kanalının etkilerini ölçülemek zor olur. Görünüşe göre, verilen amplifikatör kanalı sadece kendi girişini rahatsız etmez, diğer kanalların girişini de rahatsız ediyor. Yer akışı tüm farklı kanal girişinden akışıyor ve farklı etkiler üretiyor, ama hepsi her çıkış tarafından etkilenir. Bu etkisi ölçülebilir.Tablo 2, sadece bir kanal sürüştürüldüğünde diğer kayıtlı kanallar üzerinde ölçülenen harmonik gösteriyor. Kıpırdaman kanal temel frekanslarda küçük bir sinyal gösteriyor, fakat önemli temel sinyal olmadan, yeryüzü akışından doğrudan tanıtılan bozukluğu da üretiyor. Görüntü 6'daki düşük bozulma düzeni, ikinci harmonik ve tamamen harmonik bozulma özellikleri (THD) çok daha iyileştirildiğini gösteriyor çünkü yeryüzündeki ağır etkisi neredeyse yok ediliyor.

Bu maddelerin toplantısı, PCB'ye yeryüzünün dönüşü farklı bypass kapasiteleri (farklı güç malzemeleri için) ve enerji temsili kendisine koydu ve büyüklüğü hareketleriyle proporsyonal. Yüksek frekans sinyali küçük bypass kapasitesine dönüyor. Daha düşük frekans akışları (ses sinyal akışları gibi) genellikle daha büyük bypass kapasitelerinden geçebilir. Hatta düşük frekans akışları bile tüm geçiş kapasitelerinin varlığını "ignore" olabilir ve direkt güç liderlerine dönebilir. Özellikle uygulama hangi yolun en kritik olduğunu belirleyecek. Neyse ki, ortak bir toprak noktasını ve çıkış tarafındaki toprak geçiş kapasitesini kullanarak tüm yeryüzü a ğır yolları kolayca korunabilir. Yüksek frekans PCB düzenimin altın kuralı paketin enerji tasarrufuna mümkün olduğunca yüksek frekans geçiş kapasitesini yerleştirmek. Ancak 5 ve 6 figürlerini karşılaştırmak, bu kuralları değiştirmek için bozukluğun özelliklerini geliştirmek pek değiştirmez. Bozulma özelliklerinin geliştirilmesi, yaklaşık 0,15 santim yüksek frekans bypass kapasitörü izlerini eklemenin maliyetine rağmen bu FHP3450'nin AC tepki performansına ufak etkisi var. PCB düzeni yüksek kaliteli genişletici performansına tam oyun vermek için çok önemlidir. Burada tartışan sorunlar yüksek frekans genişleticilerine sınırlı değil. Ses gibi düşük frekans sinyalleri bozulma için daha sert ihtiyaçları var. Yer mevcut etkisi düşük frekanslarda daha küçük, fakat gerekli bozulma indeksi bu şekilde geliştirilmesi gerekirse, toprak akışı hala önemli bir sorun olabilir.

Yukarıdaki şey, yüksek frekans PCB tasarımında harmonik bozukluğunu azaltmak altın kuralına giriştirme. Ipcb, PCB üreticilerine ve PCB üretim teknolojisine de sağlıyor.