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印刷电路板(PCB)由电线性材料组成

编辑:PCB    来源:未知    发布时间:2018-11-14 21:11    浏览量:
实际上,印刷电路板(PCB)由电线性材料组成,即其阻抗应该是恒定的。那么为什么PCB会在信号中引入非线性?
 
答案是:PCB布局相对于电流流动的位置是“空间非线性”。放大器是从这个电源获得电流还是从另一个电源获得电流取决于负载上信号的瞬时极性。电流流出电源,通过旁路电容,并通过放大器进入负载。
 
然后,电流从负载接地端(或与PCB输出连接器屏蔽)返回到地平面,通过旁路电容并返回最初提供电流的电源。流过阻抗的最小电流路径的概念是不正确的。所有不同阻抗路径中的电流量与其电导率成比例。在地平面中,通常存在低阻抗路径,通过该路径流过多个大比例的电流:一个路径直接连接到旁路电容器,另一个路径在到达旁路电容器之前激励输入电阻器。图1说明了两条路径。
 
地面回流电流是问题的真正原因。
 
减少PCB设计中谐波失真的措施当旁路电容放置在PCB的不同位置时,接地电流流过相应旁路电容的不同路径,即“空间非线性”表示的含义。如果接地电流的特定极性的大部分分量流过输入电路的地,则仅扰乱该极性信号的分量电压。如果不干扰接地电流的另一极性,则输入信号电压以非线性方式改变。当一个极性分量改变而另一个极性不改变时,它会产生失真并表现为输出信号的两次谐波失真。
 
图2以夸张的形式显示了这种失真。
 
减少PCB打样设计中谐波失真的措施当只有正弦波的一个极性分量受到干扰时,产生的波形不再是正弦波。用100ω负载模拟理想放大器,使负载电流通过1ω电阻,只有输入接地电压耦合在信号的一个极性上,得到如图3所示的结果。傅里叶变换表明,失真波形几乎都是-68DBC的两个谐波。当频率非常高时,很容易在PCB上产生这种耦合度,它可以破坏放大器优异的抗失真特性,而不需要太多的PCB特殊非线性效应。
 
当单个运算放大器的输出被接地电流路径失真时,可以通过重新安排旁路回路来调节接地电流的流量,并保持与输入设备的距离,如图4所示。
 
减少PCB打样设计中谐波失真的措施
 
多放大器芯片多放大器芯片(两个,三个或四个放大器)的问题更加复杂,因为它不允许旁路电容的接地连接远离所有输入。PCB打样时印刷电线的注意问题对于四放大器尤其如此。
 
四路放大器芯片的每一侧都有一个输入端,因此没有空间放置旁路电路,可以减少对输入通道的干扰。
 
减少PCB设计中谐波失真的措施图5显示了一种布局四放大器的简便方法。大多数器件直接连接到四个放大器引脚。一个电源的接地电流会干扰另一个通道电源的输入接地电压和接地电流,从而导致失真。例如,四放大器通道1上的(+ VS)旁路电容可以直接放置在其输入附近,而(-VS)旁路电容可以放置在封装的另一侧。 (+ VS)接地电流可能会干扰通道1,而(-VS)接地电流可能不会。

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