PCB Layout'ın Op-Amp Devrelerinde Eleştirel Rolü

Operasyonel yükselteç devreleri, hassas analog sistemlerin temelini oluşturur, bir tasarımın performans hedeflerini karşılaması veya DA hatalarının düşmesine neden olur.En iyi yükseltici ve geri bildirim ağının belirlenmesi, henüz basılı bir devrede sabitlenme, ve sonlu iletkenlik şeklinin, devrenin işlevlerinin yerine getirmenin yollarının belirlenmesi, bu işlemdeki tüm temel ilkelerin belirlenmesi ve doğrulanmasının sağlanması.

Sınıf kalitesini yöneten üç temel unsur, giriş noktalarına ve zeminlendirme stratejisine bağlanır. Bu alanlarda her karar doğrudan kritik sinyallerin döngü alanını etkiler, müdahalenin darbesini oluşturur ve mevcut tedarikin dağıtımını azaltır, örneğin, parasitik indükleme stratejisini ekler.

Kompiyon ve Signal Flow

Etkili bir düzen, sinyal kaynağı veya bağlantı noktalarına karşı çıkıyor, geri bildirimde bulunan ve üretilen bu tür bir girişle kapatılabilmesi için, giriş noktalarının, daha önce yapılan geri dönüşlere karşı çıkabileceği şekilde konumlandırılmalıdır.

Konseratörlerin temelleri ve her tedarik pimi ile zemin düzlem arasında minimum liderlik uzunluğu ile yer almalıdır. Çift rektör için, güç raylarından gelen fiziksel bir yük-seçici olarak 0.1 μF seramik, 10 μF kapasiteli bir şekilde yerleştirilmelidir - her tedarik pimi ile ayrı ayrı bir sabitlenebilirlik alanı içindeki bir sabit diskotuvarlar ve filtreler arasında yer alan bir sabitlenebilirlik.

Trace Geometry ve Impedance Control

Ancak yüksek hacimli düğümler taşıyan izleri - bu yollar için, bir transimpedans yükselticisinin özetlenmesi veya sinyalin girişinin giriş noktalarının girişi gibi - olağanüstü derecede hassastır.Bu yollar için, daha kısa bir uyum gerektirir.Bu uzunlukta bir geometrinin geçiş çizgisinde gerekli olduğunda, geçici olarak 10 cm uzunluğundaki bir eğimli eğimli eğimli bir şekilde sabitlenir.

Kombinasyon yükseltici girişlerinde bulunanlar gibi, sıkı çiftler olarak yönlendirilmelidir. eşit uzunluktaki izler ortak mod gürültüsü reddedilmesini sağlar ve sürekli ayrılıklar döngü alanını azaltır.Sürekleme girişleri özellikle zararlı olduğu gibi, geri bildirim ve diğer sinyalleri geçebilmeli, böylece geçici olarak geometrinin sabit kalması gerekir.

Düşük uçlu bir tabakayla hassas düğümleri genişleterek uygulanan Muhafız halkaları, neredeyse mevcut sızıntıları ortadan kaldırır ve bir Faraday kafesi yaratır.Bu teknik, giriş noktasının kritik olduğu yüksek düğümler için standart bir uygulamadır, üst tabakadaki bir bekçi yüzüğü, iz veya pin ile çevrelenebilir ve bir yüzük, ayrı bir katmanı kullanarak, bir Faraday kafesi oluşturur.

Parasitik Devre Elemanları ve Etkileri

Her düzen özelliği, yaklaşık 5 ila 10 nH /cm'e potansiyel olarak sahiptir ve en yüksek çözünürlükte bir şekilde geri yüklemeye yol açan bir sabitlemenin ardından, 50 inçlik bir sabitlik işaretinin geri çekilmesi veya geri yüklemenin ardından tekrarlanan bir hatanın geri çekilmesi gerekir.

Zemindeki eğim, geri bildirim döngüsünde bir kutup tanıtıyor; transimpedans uygulamaları, hatta sub-picofarad aşırı kapasitelilik, Low Distortion için sık sık sık küçük bir tazminat kapasitör ekleyiniz, ancak en iyi şekilde tasarlanmış olan Texas parasitics'ne bağlı olarak, düşük çözünürlükte doğrulanan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte (CV) ile tasarıma ek olarak, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte.

Wiring, Grounding ve Power Dağıtım

Zemin ve güç ağlarının tedavisi belki de en kritik yön, OKT PCB tasarımı. Referans noktası veya tedarik rayları doğrudan doğruya doğru çevirip, bu nedenle, alt uçlu dağıtım yolları ile düşük frekanslar sağlamalı, dikkatli bir dikkat olmadan, mükemmel bir şekilde ayarlanmış bir sinyal yolu, mevcut yüklerden gelen yükleri tersine yozlaştırılacaktır.

Ground Plane Implementation

Sürekli, lekesiz zemin uçağı herhangi bir analog devre için tercih edilen temeldir. Tüm sinyallerin ve formların iyi tanımlanmış bir referans potansiyeli oluşturur.Herhangi bir analog devre için sürekli olarak, sinyal akımının geri dönmesi için sağlam bir uçak olduğu zaman, mevcut döngü alanı en aza indirilir ve hem de elektromanyetik müdahaleyi alır. Uçak aynı zamanda dört kattan fazla miktardaki kareler ile onları da dikmemektedir.

Via diking, zemin bütünlüğü korumak için gereklidir. Bir sinyal izi haçlar tabakaları, geri dönüş akımı da zemin üzerinden bir zemin transfer etmelidir. Her sinyale ek olarak, sürekli bir geri dönüş yolu sağlamak için, geri dönüş yolu olmadan, geri dönüş süresi uzun yollar boyunca, dramatik bir şekilde artan döngü alanı ve radiated emisyonlar ilerleyici.Yerel tabakalar arasındaki Stitching vias arasında zemin kaplamaları liberal olarak, özellikle de sinyale yakın bir şekilde yerleştirilmelidir.

Zemin uçağını uzun bir yuva veya büyük boşluklar ile kesmenin hatalarından kaçının, çünkü bu güçler uçağın ayrı bölgelerine doğal olarak geri döner, düzleme bölünmüş uçaklarla girişten kaçınır. Analog ve dijital bölgeler arasındaki geçiş kademeli olmalıdır, güçlenen boşluklar daha büyük bir döngülere geri döner.

Star High-Precision Devreleri için

Son derece yüksek çözünürlüklü veya hassas uygulamalar - mikrovoltaik olarak hassas bir yük yükselteçleri veya fotodiode transimpedance yükselteçleri - zemin uçaktaki milisli gerilim damlaları sorunlu olabilir. İşte, bir yıldız üst düzeyoloji zemin referansı ile bağlantılı olabilir. Tüm zemin bağlantıları kritik analog bileşenlerden, genellikle ADC referansına veya ana güç konektörüne yakın.Bu, yüksek akımların düşük yüklerin sabit yüklerini ortaya koyar.

Yıldız zemini bir battaniye önerisi değildir; birçok yüksek hızlı tasarım için, sağlam bir zemin uçağına katılan ek bir iz uzunluğu, genellikle düşük frekanslı performansın ve yüksek frekanslı stabilitenin en iyi dengesini sağlar.)>T:0MT-031 learning Analog cihazlardan gelen analog bir tartışma, karma sistemler için zemin stratejileri üzerinde mükemmel bir tartışma sunar.

Ağları ve Güç Tedarikleri

Güç tedarik pimleri, yükselteçlilerin iç devrelerine etkili bir şekilde giriş yapar; burada, CMRR ve PSR mekanizmaları aracılığıyla doğrudan çıkış noktalarına yüklenir. Sağlam bir decoupling stratejisi, yüksek frekanslı bir dizi üzerinden doğrudan birden çok katlama filtresini oluşturmak için çok sayıda kapasitör değer kullanır. Küçük seramik kapasitör yüksek frekanslı yükleri tamamen düşük frekanslı yük frekans aralıklarında azaltılabilir.

Yüksek frekanslı seramik kapasitör seçimi yüksek frekanslı 0.1 μF seramik olarak önemlidir.Kaçt lensleri, geçici olarak şarj edilebilir maksimum süre boyunca yüksek çözünürlükte belirtilen 10 μF X5R kapasiteliden elde edilen 10 μF'ye göre, yalnızca 10V DC önyargılı yüksek çözünürlükte 4 μF sağlayabilir.

Aff-amps ağır yüklere veya tek başına yapılandırmalara bir orta-rayın referansı ile çalışır, referans geriliminin kendisi, malzemeleri dikkatli bir şekilde ayrıştırılmalıdır. Referansta herhangi bir engel veya yerleştirme ile ilgili olarak, bir tedarikle ilgili dalgalanmalar, her bir cihazda bir tedarik cihazı dağıtmaya çalışmak yerine bir sürü sabitleme cihazı dağıtmaya çalışır.

Yüksek-Frequency ve Hassas Nodes

Ayrıntılı bant genişliği, on megahertz'a ve ötesinde uzatılırken, dış kaynaklardan gelen yüksek frekanslı müdahale, 1 kHz'nin giriş ESD diyots'te basit bir tel olarak yeniden tanımlanabilir ve doğru olmayan sonlama teknikleri ile ilgili olarak, tüm olumsuz-amp uygulama spektrumlarında ilgili olarak geçerlidir.

Guard Ring ve Shield Traces

Güvenlik, şu anda sızıntının ve kapasitek bir darbenin hassas düğümlerden çekilmesi için güçlü bir yöntemdir. Bir kesinti yapılandırmada, baskı olmayan giriş genellikle zemine bağlıdır ve aksi takdirde, PCB yüzeyinde sızıntıyı azaltacaktır.

Farklı yükselteç devrelerinde, her iki giriş pimleri etrafında simetrik bekçi halkaları, düşük devreli bir koruma kalkanı korumak için ortak modları geliştirir ve azaltıcı koruyucu izlerini ve elektrometre devrelerini takip etmek için yeterince geniş tutarlar - en azından 0,5 mm - ve onları alt zemine dikmek için her 5 mm'ye dikin.

Feedback Loop Layout for Stability

Geri bildirim ağı, yükselticinin kapalı-loop kazanıp faz marjını tanımlar. Herhangi bir ekstra parasitik indükleme veya kapasitance burada doğrudan döngü aktarmayı değiştirir. Geri bildirimde bulunanlar, girişte doğrudan girişte bulunanlar için geri yükleme işlemine karşı çıkmalıdır, giriş sırasındaki izden düşük kesintiye uğratılırlar; hatta birkaç tane geri yükleme cihazının geri dönüş noktalarına göre sabitlenmeli ve dinamik olarak kullanılabilir.

Yüksek giriş konfigürasyonları için, geri bildirim direnç veya yüksek hızlı uygulamalar için tercih edilir. uzun kablo veya ADC'nin girişi gibi, af-amp'in çıkışı, yük kapasitesi ile daha düşük parasitik kapasitance gösterir.Bir izolasyonu doğrudan yükleme işlemine yerleştirilen ve doğrudan yüksek hızlı uygulamalar için tercih edilir.

Giriş Filtreleme ve Koruma

Dış müdahale genellikle giriş kabloları ve konektörler aracılığıyla af-amp devresine ulaşır. Düşük girişli bir filtre giriş yolunda yerleştirilir ve filtrenin kendi parasitiğini önemli ölçüde azaltır.Bu filtrenin yüksek frekanslı gürültüyü atlatmak için zemine doğrudan gitmelidir.

Termal Tahminler ve Kompiyon Seçimi

Yüksek ısıtıcı-sıcak ortamlardaki önemli çıktıları, PCB özelliklerini ve yakın bileşenleri etkileyen ısıyı ayrıştırır. PCB düzeni bu ısının nasıl verimli bir şekilde yapıldığını etkiler.Büyük bakır alanları ısıtılır ( ⁇ JA). Yüksek güçlendiricileri için, ısıtılır ısıtılır ve ısıtılır.

Satışçı eklemlerdeki termo çift etkiler, düşük ısı değiştiricileri olduğunda düşük frekanslı bir basınç artışı ortaya çıkabilir; Metal atışları ve seramik kapasitörler gibi - geri bildirim ağının her iki ucunda da aynı miktardaki yüksek çözünürlükte olması gerekir.

Pratik Tasarım Akışı ve Doğrulama

PCB tasarımının afiğe yönelik bir yöntemsel yaklaşım, her iki elektrik ve fiziksel kısıtlamalara da başlangıçtan itibaren entegre eder. Aşağıdaki sıra geç aşama reworkten kaçınır ve nihai kurulun amaçlandığı gibi performans göstermesini sağlar.

  • [FONT:0]Schematic Katılımcı: [Dönetici: [Dönetici, dijital ve güç bölümleri, şematik içinde görsel olarak. Yüksek hacimli girişler, geri bildirim noktaları ve referans gerilimleri gibi kritik düğümler. Her aşamada beklenen mevcut yollar not.
  • [FONT=0]Floorplanning:[Dönetici:[Dönetici:0)Döküzler ve sinyal akışı boyunca pasifler ile ilişkili olarak, sabit geçiş düzenleyicileri ve dijital mantığın kendi başına pins tedarik etmek için hemen bitişiktir.
  • [FONT:0]Stackup Açıklama: [Döncük veya yüksek tahtalar için, Signal-Ground-Signal-Power-Ground-Signal'ı iki zemin referans uçağına sahip olmak için uygun bir şekilde ayarlayın.
  • [FONT:0]Trace Routing:[Dönetici:[Döneticileri) Katı, katı geçişler olmadan mevcut olan mesafeleri kontrol etmek için boş yere tıklar.Gerekli geçişler yerine, 90 derecelik boşlukları ve milisleri azaltmak için diferansiyel yönlendirme kullanın.
  • [[Dönetici:0)Post-Layout Simülasyonu:[Dönetici:[Dönetici:0) Kurulum aracından kritik ağlara ve yeni kapalı-loop stabilite simülasyonunu çalıştırın.Kaynak marjı uzlaşmazsa, SPICE veya özel bir analog simülatörü, üretimden önce doğrulama ve aşamayı doğrulamadan önce kullanın.
  • [FONT=0) Tasarım Kuralı Kontrolleri:[Dönetici: 0,4][/FONT=0) Tasarım Kuralı Kontrolleri:[Döneticileri ve hassas düğümler arasındaki bu tespitleri fark eder ve bağlı pinler için elektrik kuralı kontrol eder.

Gemi kumaşlandığında, bu düzeni doğrulamanın beklenmedik bir zirve marjını kullanarak, tasarım ve gerçeklik arasındaki döngüyü gözlemlemenin ardından devre dışı bırakmanın gerekli olduğunu gösterir.Sesing or overshoot) Texas Instruments'tan gelen yüksek hızlar için gerekli olan doğrulama alanı gösterir.Bu sonuçları tasarım ve gerçeklik arasındaki döngüyü yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaşlayın.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Bir af-amp devresinin PCB düzeni ve kablolama, yükselticinin veri sayfası özellikleri olarak etkilidir. Her bir izdüşün her milimetresi ve her kare senti zeminin yüklenmesi, arka plandaki tüm hataların doğrulanması ve doğrulanması, doğrulanması ve doğrulanması için, düşük hacimli bir sabit bir ayarlayıcı zeminli bir zeminli zeminli bir sabitleme cihazının sürdürülmesi, bu performansa uygun şekilde sabitleme ve filtrelemenin sağlanması için sürekli olarak gerekli olan ilkelerin uygulanmasına katkıda bulunabilir.