የሃርሞኒክ መዛባትን ለመቀነስ የ PCB ዲዛይን ዘዴዎች

በእውነቱ, የታተመ የወረዳ ሰሌዳ (ፒ.ሲ.ቢ.) ከኤሌክትሪክ መስመራዊ ቁሳቁሶች የተሠሩ ናቸው ፣ ማለትም የእነሱ መከላከያው ቋሚ መሆን አለበት። ታዲያ ለምን ፒሲቢ አለመስማማትን ወደ ምልክት ያስተዋውቃል? መልሱ የፒ.ሲ.ቢ አቀማመጥ የአሁኑ ፍሰቱ ከሚገኝበት ቦታ ጋር ሲነፃፀር “በአከባቢው መስመር ያልሆነ” ነው።

ipcb

ማጉያው የአሁኑን ከአንድ ምንጭ ወይም ከሌላ ይቀበላል በጭነቱ ላይ ባለው የምልክት ቅጽበታዊ ዋልታ ላይ የተመሠረተ ነው። የአሁኑ ፍሰት ከኃይል አቅርቦቱ ፣ በማለፊያ capacitor በኩል ፣ በማጉያው ወደ ጭነቱ ውስጥ ይፈስሳል። The current then travels from the load ground terminal (or shielding of the PCB output connector) back to the ground plane, through the bypass capacitor, and back to the source that originally supplied the current.

The concept of minimum path of current through impedance is incorrect. The amount of current in all different impedance paths is proportional to its conductivity. በመሬት አውሮፕላን ውስጥ ብዙውን ጊዜ ብዙ የአሁኑ የመሬት ፍሰት በሚፈስበት ከአንድ በላይ ዝቅተኛ የመቋቋም መንገድ አለ-አንድ መንገድ በቀጥታ ከማለፊያ capacitor ጋር ተገናኝቷል ፣ ሌላው የማለፊያ አቅም (capacitor) እስኪደርስ ድረስ የግቤት ተከላካዩን ያስደስተዋል። ምስል 1 እነዚህን ሁለት መንገዶች ያሳያል። ለችግሩ መንስኤ የሆነው የኋላ ፍሰት ፍሰት ነው።

አስገባ

የማለፊያ መያዣዎች በፒሲቢው ላይ በተለያዩ ቦታዎች ላይ ሲቀመጡ ፣ የመሬቱ ፍሰት በተለያዩ መንገዶች ወደ ተጓዳኙ ማለፊያ capacitors ይፈስሳል ፣ ይህም “የቦታ አለመጣጣም” ትርጉም ነው። If a significant portion of a polar component of the ground current flows through the ground of the input circuit, only that polar component of the signal is disturbed. የመሬቱ የአሁኑ ሌላኛው ዋልታ ካልተረበሸ ፣ የግብዓት ምልክት ቮልቴጅ ባልተስተካከለ ሁኔታ ይለወጣል። አንድ የዋልታ ክፍል ሲቀየር ሌላኛው ዋልታ ግን ካልተለወጠ ፣ ማዛባት ይከሰታል እና እንደ የውጤት ምልክት ሁለተኛው harmonic ማዛባት ይገለጣል። ምስል 2 ይህንን የተዛባ ውጤት በተጋነነ መልኩ ያሳያል።

አስገባ

የሳይን ሞገድ አንድ የዋልታ ክፍል ብቻ ሲረበሽ ፣ የውጤቱ ሞገድ ቅርፅ ከእንግዲህ ሳይን ሞገድ አይደለም። ተስማሚ ማጉያውን ከ 100-ω ጭነት ጋር ማስመሰል እና የጭነቱን የአሁኑን በ 1-ω resistor በኩል በመሬት ቮልቴጁ ውስጥ በአንድ የምልክት ዋልታ ላይ ብቻ በማያያዝ ፣ በምስል 3 ላይ ይገኛል። Fourier transform shows that the distortion waveform is almost all the second harmonics at -68 DBC. በከፍተኛ ፍጥነቶች ፣ ይህ የመገጣጠም ደረጃ በፒሲቢ ላይ በቀላሉ የሚመነጭ ሲሆን ይህም ብዙ የፒ.ሲ.ቢ. When the output of a single operational amplifier is distorted due to the ground current path, the ground current flow can be adjusted by rearranging the bypass loop and maintaining distance from the input device, as shown in Figure 4.

አስገባ

Multiamplifier chip

የብዙ-ማጉያ ቺፕስ (ሁለት ፣ ሶስት ወይም አራት ማጉያዎች) ችግር የማለፊያውን capacitor የመሬት ግንኙነት ከጠቅላላው ግብዓት ርቆ ለማቆየት ባለመቻሉ ነው። ይህ በተለይ ለአራት ማጉያዎች እውነት ነው። ባለአራት-ማጉያ ቺፕስ በእያንዳንዱ ጎን የግብዓት ተርሚናሎች አሏቸው ፣ ስለዚህ ወደ ግብዓት ሰርጡ ረብሻን የሚያቃልሉ ለማለፍ ወረዳዎች ቦታ የለም።

አስገባ

ስእል 5 ለአራት ማጉያ አቀማመጥ ቀላል አቀራረብን ያሳያል። አብዛኛዎቹ መሣሪያዎች በቀጥታ ከአራት ማጉያ ፒን ጋር ይገናኛሉ። የአንድ የኃይል አቅርቦት የመሬት ፍሰት የሌላውን ሰርጥ የኃይል አቅርቦት የግብዓት የመሬት ቮልቴጅን እና የመሬትን ፍሰት ሊረብሽ ይችላል ፣ ይህም ማዛባት ያስከትላል። ለምሳሌ ፣ በአራቱ ማጉያ ጣቢያ 1 ላይ የ (+ቪዎች) ማለፊያ capacitor በቀጥታ ከግብዓቱ አጠገብ ሊቀመጥ ይችላል ፤ (-Vs) ማለፊያ capacitor በጥቅሉ በሌላኛው በኩል ሊቀመጥ ይችላል። የ (+ቪዎች) የመሬት ፍሰት ሰርጥ 1 ን ሊረብሽ ይችላል ፣ የ (-vs) የመሬት ፍሰት ግን ላይሆን ይችላል።

አስገባ

ይህንን ችግር ለማስወገድ ፣ መሬቱ የአሁኑን ግብዓት ይረብሸው ፣ ነገር ግን የፒሲቢ የአሁኑ በቦታ መስመራዊ ፋሽን እንዲፈስ ይፍቀዱ። ይህንን ለማሳካት (+Vs) እና ( – Vs) የመሬት ሞገዶች በተመሳሳይ መንገድ በሚያልፉበት መንገድ የማለፊያ capacitor በፒሲቢ ላይ ሊዘጋጅ ይችላል። የግብዓት ምልክቱ በአዎንታዊ እና አሉታዊ ሞገዶች እኩል ከተረበሸ ፣ ማዛባት አይከሰትም። ስለዚህ የመሬት ማለፊያ ነጥቦችን እንዲካፈሉ ሁለቱን የማለፍ አቅም (capacitors) እርስ በእርስ ያስተካክሉ። የምድር የአሁኑ ሁለት የዋልታ አካላት ከተመሳሳይ ነጥብ (የውጤት ማያያዣ መከለያ ወይም የጭነት መሬት) ስለሚመጡ እና ሁለቱም ወደ አንድ ነጥብ (ወደ ማለፊያ capacitor የጋራ የመሬት ግንኙነት) ስለሚመለሱ ፣ አዎንታዊ/አሉታዊ የአሁኑ ፍሰት ያልፋል። ተመሳሳይ መንገድ። የአንድ ሰርጥ የግብዓት ተቃውሞ በ (+Vs) የአሁኑ ከተረበሸ ፣ ( – Vs) የአሁኑ በእሱ ላይ ተመሳሳይ ውጤት አለው። Because the resulting disturbance is the same regardless of the polarity, there is no distortion, but a small change in the gain of the channel will occur, as shown in Figure 6.

አስገባ

ከላይ ያለውን ግምት ለማረጋገጥ ሁለት የተለያዩ የፒ.ሲ.ቢ አቀማመጦች ጥቅም ላይ ውለዋል-ቀላል አቀማመጥ (ምስል 5) እና ዝቅተኛ የማዛባት አቀማመጥ (ምስል 6)። ፌርቺልድ ሴሚኮንዳክተርን በመጠቀም በ FHP3450 ባለአራት አሠራር ማጉያ በሠንጠረዥ ውስጥ ይታያል። የ FHP1 የተለመደው የመተላለፊያ ይዘት 3450 ሜኸዝ ነው ፣ ቁልቁሉ 210V/እኛ ነው ፣ የግብዓት አድሏዊው የአሁኑ 1100nA ነው ፣ እና በአንድ ሰርጥ የሚሠራው የአሁኑ 100 ነው። ኤም. As can be seen from Table 1, the more distorted the channel, the better the improvement, so that the four channels are nearly equal in performance.

አስገባ

Without an ideal quad amplifier on a PCB, measuring the effects of a single amplifier channel can be difficult. በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው ፣ የተሰጠው ማጉያ ሰርጥ የራሱን ግብዓት ብቻ ሳይሆን የሌሎች ሰርጦችን ግብዓትም ይረብሻል። The earth current flows through all the different channel inputs and produces different effects, but is influenced by each output, which is measurable.

ሠንጠረዥ 2 አንድ ሰርጥ ብቻ ሲነዳ በሌሎች ባልተበላሹ ሰርጦች ላይ የሚለኩትን ሃርሞኒክስ ያሳያል። ያልበሰለው ሰርጥ በመሠረታዊ ድግግሞሽ ላይ ትንሽ ምልክት (ክሮስትክ) ያሳያል ፣ ግን ምንም ጉልህ የሆነ መሠረታዊ ምልክት በሌለበት በመሬቱ ጅረት በቀጥታ ያስተዋወቀውን ማዛባትም ያመርታል። በስእል 6 ላይ ያለው ዝቅተኛ የተዛባ አቀማመጥ የሚያሳየው የመሬቱ የአሁኑን ውጤት በቅርብ በመጥፋቱ ምክንያት ሁለተኛው የአርሞኒክ እና አጠቃላይ የአርሜኒካል መዛባት (THD) ባህሪዎች በእጅጉ ተሻሽለዋል።

አስገባ

የዚህ ጽሑፍ ማጠቃለያ

በቀላል አነጋገር ፣ በፒሲቢ ላይ ፣ የኋላ ፍሰት ፍሰት በተለያዩ የማለፍ አቅም (ለተለያዩ የኃይል አቅርቦቶች) እና የኃይል አቅርቦቱ ራሱ ይፈስሳል ፣ ይህም ከ conductivity ጋር ተመጣጣኝ ነው። የከፍተኛ ድግግሞሽ ምልክት የአሁኑ ወደ ትንሹ ማለፊያ capacitor ይመለሳል። እንደ የድምፅ ምልክቶች ያሉ ዝቅተኛ ድግግሞሽ ሞገዶች በዋነኝነት በትላልቅ ማለፊያ መያዣዎች ውስጥ ሊፈስ ይችላል። ዝቅተኛ ድግግሞሽ የአሁኑ እንኳን ሙሉውን የማለፊያ አቅምን “ችላ” እና በቀጥታ ወደ ኃይል መሪ ይመለሳል። የተወሰነ ትግበራ የትኛው የአሁኑ መንገድ በጣም ወሳኝ እንደሆነ ይወስናል። Fortunately, it is easy to protect the entire ground current path by using a common ground point and a ground bypass capacitor on the output side.

ለኤችኤፍ ፒሲቢ አቀማመጥ ወርቃማው ሕግ የኤችኤፍ ማለፊያ capacitor በተቻለ መጠን ወደ የታሸገው የኃይል ፒን ቅርብ ሆኖ እንዲቆይ ማድረግ ነው ፣ ነገር ግን የስዕል 5 እና የስዕል 6 ንፅፅር የሚያሳየው የተዛባ ባህሪያትን ለማሻሻል ይህንን ደንብ ማሻሻል ብዙ ለውጥ አያመጣም። የተሻሻለው የማዛባት ባህሪዎች የመጡ 0.15 ኢንች ያህል ከፍተኛ ድግግሞሽ ማለፊያ የ capacitor ሽቦን በመጨመር ነው ፣ ግን ይህ በ FHP3450 በኤሲ ምላሽ አፈፃፀም ላይ ብዙም ተጽዕኖ አልነበረውም። የከፍተኛ ጥራት ማጉያ አፈፃፀምን ከፍ ለማድረግ የ PCB አቀማመጥ አስፈላጊ ነው ፣ እና እዚህ የተወያዩት ጉዳዮች በ hf ማጉያዎች ብቻ የተገደቡ አይደሉም። እንደ ኦዲዮ ያሉ ዝቅተኛ ድግግሞሽ ምልክቶች በጣም ጥብቅ የማዛባት መስፈርቶች አሏቸው። በዝቅተኛ ድግግሞሽ ላይ የመሬቱ የአሁኑ ውጤት አነስተኛ ነው ፣ ግን አስፈላጊው የተዛባ መረጃ ጠቋሚ በዚህ መሠረት ከተሻሻለ አሁንም አስፈላጊ ችግር ሊሆን ይችላል።