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如何处理电路板寄生元件对电路性能的干扰

编辑:PCB    来源:未知    发布时间:2019-02-26 21:47    浏览量:
电路板布线产生的主要寄生元件分别是电阻器,电容器和电感器。当从电路图转移到实际电路板时,所有寄生元件都有机会干扰电路性能。当系统混合数字和模拟组件时,仔细布线是电路板成功的关键。特别是,经常在高阻抗模拟布线附近改变的数字布线将引起严重的耦合噪声,这只有在两条线保持一定距离时才能避免。
 
在本文中,最棘手的电路板寄生元件,电路板电容器被量化,并且可以清楚地看到电路板上的性能示例。
 
非必要电容会导致痛苦
 
两条相邻的平行线将形成布线电容器。注意:两个布线相邻的布置,可以在电路板上形成一个电容器。
 
由于这种电容,一次在线行走时的快速电压变化可能会在线路的另一侧产生电流信号。
 
当阻抗模拟布线靠近数字布线时,该电容可能在敏感的混合信号电路中引起问题。注:一个16位模拟转换器,输出电压为三个8位数字电位器,三个运算放大器,最高可达65,536个。
 
如果此系统内的VDD为5V,则此数字模拟转换器分辨率或LSB大小为76.3μV。电路动作,使用三个8位数字电位器和三个CMOS运算放大器组成一个16位数字模拟转换器。有两个数字电位器(U3A和U3b)连接到VDD和地,中心抽头输出连接到两个运算放大器(U4A和U4B)非反向输入。微控制器U1的SPI接口用于规划数字电位器U2和U3。在这种架构中,每个数字电位器都被规划为8位多阶数字模拟转换器。
 
如果Vdd等于5V,则这些数字模拟转换器的LSB大小等于19.61mV。这两个数字电位器的中央抽头端连接到两个非反向输入作为缓冲运算放大器。在这种电路结构中,OP放大器的输入端是高阻抗,将数字电位器与电路的其余部分隔离。
 
这两个运算放大器输出变化的幅度计划在第二级运算放大器的允许范围内。为了使该电路形成16位数字模拟转换器(U2A),第三个数字电位器将在这两个运算放大器u4a和u4b的输出范围内变化。规划U3A和u3b用于设置数字电位器的输出电压。此外,如果VDD为5V,则可以单独规划U3A和u3b,每步的变化为19.61mV。
 
利用第三个8位数字电位器R3上的该电压跨度,对应于电路的最低有效位的电压值是76.3uV。该电路可用于两种基本工作模式,第一种模式用于直流参考电压的可编程调节,在这种模式下,偶尔只有电路的数字部分用于正常工作但不能;第二个模型用于任何波型发电机,其中电路的数字部分是操作的核心,
 
可能发生电容耦合情况。观察到布线中有颜色线,潜在的问题是显而易见的。箭头所示的模拟接线(蓝色)是从U3A的中心到u4a的高阻抗放大器输入。另一个箭头指的是数字接线(绿色),用于传输数字数据以规划设定的数字电位器。
 
在实验台上,发现绿色行走在线数字信号耦合到敏感的蓝色布线。
 
注意:在示波器照片中,顶部是JP1波形(规划数字电位器数字数据),中间是JP5波形(在相邻的模拟走线在线噪声中),底部是TP10波形(16位数字模拟转换器)输出噪声)在系统中,规划数字电位器的数字信号已从线路感应到另一个带有直流电压的模拟线路,该线路一直通过电路模拟部分传送到第三个数字电位器(U5A)。第三个数字电位器在两个OP放大器的输出状态之间变化。
 
解决问题的方法是分开线。
 
注意:该距离基本上消除了导致先前布线干扰的数字噪声。
 
注意:这种新线路中的16位数字模拟转换器显示单个*转换,没有数字噪声,从通信到数字电位器。布线更改结果仔细地将模拟与数字分离l接线,电路成为一个非常干净的16位数字模拟转换器。 第三个数字电位器76.29μv单个*转换显示在绿色波形中。 示波器刻度为80mv / div,显示的代码变化约为80mV。 受实验室限制,16位模拟转换器的输出乘以1000倍。

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