模擬電路印制電路板信號(hào)線怎樣來布局
出處:電子發(fā)燒友 發(fā)布于:2019-09-09 14:30:38
模擬電路印制電路板信號(hào)線怎樣來布局
特別是在下列電路中信號(hào)線的布線需格外引起注意:
1) 高頻放大器/振蕩器;
2) 多級(jí)放大器,特別是輸出功率較高的放大器;
3) 高增益直流放大器;
4) 小信號(hào)放大器;
5) 差動(dòng)放大器。
1.高頻放大器/振蕩器
如果高頻放大器印制電路板布線不合理,就會(huì)導(dǎo)致放大器帶寬的降低。這是因?yàn)閮蓷l靠近的地線和信號(hào)線之間會(huì)形成一個(gè)大電容,這個(gè)電容與輸出電阻一起構(gòu)成一個(gè)低通濾波器。這個(gè)低通濾波器使放大器帶寬降低。同時(shí),如果輸入信號(hào)線和輸出信號(hào)線彼此接近,反饋信號(hào)就會(huì)引起振蕩。為了避免這些問題的產(chǎn)生,上述導(dǎo)線之間應(yīng)該留有足夠的空間間隔( Lindsey , 1985) 。
電子電路設(shè)計(jì)者通常都有這樣一個(gè)共同的經(jīng)歷,那就是如果設(shè)計(jì)一個(gè)高頻放大器,實(shí)際上它卻會(huì)產(chǎn)生振蕩。在振蕩器的布局中也會(huì)遇到類似的問題,它不按照所設(shè)計(jì)的頻率振蕩。這種問題的產(chǎn)生是由于信號(hào)線之間存在電容藕合,因此,在印制電路板布局時(shí)很重要的一點(diǎn)就是減小信號(hào)線之間的藕合電容。
2.具有高功率輸出的多級(jí)放大器
如果電源線和地線太長,多級(jí)放大器很容易產(chǎn)生低頻振蕩。由于導(dǎo)線自身具有電阻率,由高功率輸出引起的大電流將會(huì)流過這些導(dǎo)線。在電源和地之間加一個(gè)足夠大的電容,形成電源去藕電路,就可以解決這個(gè)問題?;蛘撸瑢?duì)于不同的放大級(jí)分別提供獨(dú)立的電源和地線,這樣就不會(huì)有公共的電源和地線通路了。
3.高增益直流放大器
高增益直流放大器通常用于小信號(hào)放大。當(dāng)晶體管或直流放大器等器件被焊接在印制電路板上時(shí),就會(huì)在銅筒和器件引腳的連接處形成熱電偶,從而產(chǎn)生不同的交變電壓,對(duì)放大器形成一個(gè)干擾信號(hào)。為了使直流放大器輸入級(jí)周圍的溫度變化率達(dá)到,并且保持恒定,建議將輸入級(jí)用一個(gè)隔離裝置包圍起來,以避免其周圍空氣流動(dòng)所造成的影響。
4. 微小信號(hào)放大器
該信號(hào)放大器處理的是微小信號(hào),包括以下兩種類型。
?。?)高阻抗(低電流)放大器
這種放大器中,兩個(gè)相鄰的信號(hào)線間存在電容藕合,這會(huì)嚴(yán)重影響電路的性能,甚至導(dǎo)致低電平信號(hào)被覆蓋。高阻抗電路中,兩導(dǎo)線間的電容藕合。為了減小藕合,建議在高阻抗的信號(hào)線之間,以及其他干擾信號(hào)之間保持足夠的距離。一般情況下,該距離至少為信號(hào)線寬度的40 倍。
無論如何,低電平信號(hào)線的對(duì)地電容應(yīng)該很高,以便減小耦合電壓。這就是說,低電平信號(hào)導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)靠近地線。如果不能保證低電平信號(hào)線之間有足夠的寬度,可在它們之間布一條地線,以降低藕合。
當(dāng)放大器使用光電池或化學(xué)電池作為電源時(shí),電源阻抗可達(dá)到數(shù)百萬甚至是數(shù)億歐姆。如果蝕刻后印制電路板沒有進(jìn)行充分地清理,殘留在電路板表面的電解液就會(huì)在鄰近的導(dǎo)線間產(chǎn)生較大的電阻,甚至即使電路板完全清理干凈了,仍有不大于10 12 0 的漏電阻存在。而且,這些電阻不可能是等方性分布的,以致于兩條鄰近導(dǎo)線間的電阻可能比距離較遠(yuǎn)的兩條導(dǎo)線間的電阻更高。因此,低電平I1 V (電流/電壓)轉(zhuǎn)換器的輸入應(yīng)當(dāng)在印制電路板兩面都用防護(hù)環(huán)路保護(hù)起來,防護(hù)環(huán)路應(yīng)連接到與總的連接點(diǎn)等電位的點(diǎn)上。如果做到這些,漏電阻的值就不那么重要了,因?yàn)榧釉谒厦娴牟钪惦妷杭汉苄×恕?br /> 高阻抗放大器印制電路板不能使用鍍通孔。印制電路板材料的體積電阻率比表面電阻率更低,在基板上很難安裝防護(hù)環(huán)。的方法就是把高阻抗放大器的終端連接到聚四氟乙烯絕緣體上,而不是印制電路板導(dǎo)線上。
?。?) 低阻抗(低電壓)放大器
在低阻抗電路中,有可能產(chǎn)生感應(yīng)電壓,這是因?yàn)殡娐分杏懈袘?yīng)藕合或磁場(chǎng)存在。這種干擾可通過以下方法減小到一定程度:
1)將高電平交流信號(hào)線與低電平信號(hào)線保持足夠的距離;
2) 在信號(hào)線附近布設(shè)地線;
3) 避免形成接地環(huán)路,以防外部磁場(chǎng)干擾低電平信號(hào)。
5. 差動(dòng)放大器
差動(dòng)放大器只對(duì)兩個(gè)信號(hào)的差值進(jìn)行放大,而對(duì)其公共的電壓信號(hào)將不予放大。如果差動(dòng)放大器和印制電路板設(shè)計(jì)不合理,當(dāng)信號(hào)電平較低時(shí),公共電壓就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小的差動(dòng)干擾信號(hào)。差動(dòng)放大器的輸入阻抗高,輸入端任何參數(shù)的不平衡都會(huì)給電路造成很大的干擾。所以,在印制電路板設(shè)計(jì)時(shí)必須確保放大器在物理結(jié)構(gòu)上完全對(duì)稱。
在差動(dòng)放大器的輸入端存在一個(gè)確定的漏電阻,它可以造成不平衡的電壓偏移。這個(gè)問題可以通過在輸入電路增加防護(hù)裝置加以解決。防護(hù)裝置將信號(hào)線包圍,如果它能和兩個(gè)輸入信號(hào)線的低電平端保持相同的電壓,就會(huì)引起有效電阻的增加。這種裝置能夠確保信號(hào)源終端和防護(hù)體與信號(hào)源的低電平端電平相同。防護(hù)線要形成一個(gè)圈,將信號(hào)線從輸入端到放大器的輸入連接點(diǎn)都包圍起來,并且和設(shè)備的防護(hù)裝置相連,這對(duì)于處理低電平差動(dòng)信號(hào)是一種行之有效的方法。另外,小信號(hào)差動(dòng)放大器的印制電路板基材更適合使用環(huán)氧玻璃材料,這有助于減小漏電流。
版權(quán)與免責(zé)聲明
凡本網(wǎng)注明“出處:維庫電子市場(chǎng)網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于維庫電子市場(chǎng)網(wǎng),轉(zhuǎn)載請(qǐng)必須注明維庫電子市場(chǎng)網(wǎng),http://www.hbjingang.com,違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性,不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),必須保留本網(wǎng)注明的作品出處,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
- 數(shù)字電源控制與傳統(tǒng)模擬控制的深度對(duì)比2026/2/2 11:06:56
- 模擬信號(hào)調(diào)理電路技術(shù)設(shè)計(jì)與選型運(yùn)維指南2025/12/30 10:08:16
- 運(yùn)算放大器壓擺率的核心要點(diǎn)2025/9/5 16:27:55
- 深度剖析放大器穩(wěn)定系數(shù) K 與 Mu 的差異2025/9/2 16:44:05
- 什么是運(yùn)算放大器失調(diào)電流2025/9/1 17:01:22
- 高速PCB信號(hào)完整性(SI)設(shè)計(jì)核心實(shí)操規(guī)范
- 鎖相環(huán)(PLL)中的環(huán)路濾波器:參數(shù)計(jì)算與穩(wěn)定性分析
- MOSFET反向恢復(fù)特性對(duì)系統(tǒng)的影響
- 電源IC在惡劣環(huán)境中的防護(hù)設(shè)計(jì)
- 連接器耐腐蝕性能測(cè)試方法
- PCB電磁兼容(EMC)設(shè)計(jì)與干擾抑制核心實(shí)操規(guī)范
- 用于相位噪聲測(cè)量的低通濾波器設(shè)計(jì)與本振凈化技術(shù)
- MOSFET在高頻開關(guān)中的EMI問題
- 電源IC在便攜式設(shè)備中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
- 連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題分析









